药型螺压挤出成型工艺温度控制系统设计

发布时间：2020-04-15 02:18

【摘要】：药型是一种螺旋挤压成型的武器发射推进剂,温度控制在药型生产过程中有着非常重要的作用。尤其在药型螺压挤出成型过程中,准确、实时控制螺压挤出成型工艺过程设备温度,可以增加产量、提升质量并确保安全生产,在药型螺压挤出成型过程中实时严格监控药料及相关设备温度是非常必要的。本文结合嵌入式技术,针对温度控制系统的时变性、滞后性和非线性,设计基于S TM32F407微控制器的药型螺压挤出成型工艺温度控制系统。研究传统PID控制以及模糊自整定PID控制,设计出药型螺压挤出成型工艺温度控制的模糊自整定PID控制器,并根据药型螺压挤出成型工艺特点在温度控制模糊自整定PID控制器基础上串联了流量PID控制器,打破传统单方面调控温度的思路,从温度和流量两个参考因素方向实现温度调控,提高系统的抗干扰能力,缩短调节时间。以STM32F407为主控芯片,采用DS18B20、TFTLCD触摸屏、SSR、AD7793以及ULN2803LW等主要器件设计了检测电路、控制电路和显控电路,搭建温度控制系统硬件电路。以keil软件为平台编写主控程序、温度采集程序、执行机构控制程序、PID算法控制程序以及显控程序。本文采用保温水循环系统间接控制螺压挤出成型设备温度,实现对药料温度控制。利用Matlab对温度控制系统的PID控制和模糊自整定PID控制进行仿真比较,证实模糊自整定PID控制器的调整精度,响应速度各方面优于传统的PID控制器。对温度控制系统软件调试,结果证明所设计系统满足药型生产工艺对温度的要求。
【图文】：

药型螺压挤出成型工艺结构示意图见图2.2。图 2.2 药型螺压挤出成型工艺结构示意图在药型螺压挤出成型工艺中，对温度的控制与调节的目的是提高螺压机产量，保证产品质量和安全生产，控制机体温度、药温、螺杆温度、前锥温度、后锥温度、成型体

中北大学学位论文温度在要求范围内。在正常情况下，机体温度为 60~80℃，，螺杆温度 65~85℃，前锥体、后锥体温度 65~85℃，成型体温度 65~85℃[2]。因此对药型螺压挤出成型工艺温度控制需要提供两套循环水系统，一套为机体提供保温水（温度范围 60~80℃），另一套为螺杆、前锥体、后锥体及成型体提供保温水（温度范围 65~85℃）。如图 2.2 所示，机体保温水从进水嘴进入机体，由出水嘴流出，螺杆、前锥体、后锥体及成型体保温水也从各自的进水嘴进入，从出水嘴流出，通过保温水循环间接控制螺压挤出成型设备温度，达到控制温度的目的。2.2 温度控制系统总体方案设计及工作原理本文温度控制系统主要实现对螺压挤出成型工艺各个部位温度准确实时的控制，系统总体方案见图 2.3。
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TJ410.5;TP273

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本文编号：2628016