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目前,国内生产的UHMWPE纤维所采用的凝胶纺丝法工艺效率低下,且设备、控制方案等比较落后,成品的产量和质量都不尽如意。生产过程中的挥发性溶剂不仅处理困难,也容易造成环境污染。本文所涉及的UHMWPE纤维生产线,是国内外首条采用熔体纺丝法的生产线,既提高了工艺水平和生产效率,又避免了环境污染的隐患。该生产线对控制设备及控制方案提出更高的要求,既要求适宜的温度条件,也要求稳定可靠的多运动轴同步运行控制。研究内容具有较高的理论意义和应用价值。本文首先对UHMWPE纤维生产线后纺工序流程及设备等进行了详细的分析,提炼出生产线对控制系统的需求。考虑到多运动轴同步运动的精度要求,及反馈调节等过程中对数据传输速度及处理速度的高要求,设计出以PROFIBUS通信总线连接PCC作为主节点、Danfoss变频器驱动交流永磁同步电机作为从节点的现场总线控制系统,既提高数据传输速度和控制性能,又降低了控制系统的总成本。本文分析了实际控制系统的组成,阐述了控制系统方案的设计及实现方法。依照设计的控制系统方案,完成设备、模块、电路的选型设计和布局设计以及安装测试,设计编写了控制系统的软件,实现主控制器PCC对控制系统各部分的控制。包括四级牵伸设备组成的多运动轴同步运动部分,两级加热箱与电动阀组成的温度控制部分等。编写的程序实现了通信信号及数据的交换、传输、存储等处理,提供可交互操作的人机界面,实现对生产线后纺工序整体运行状态的监控。建立了温度控制系统的数学模型和纤维在加热箱内的传热模型,对模型的分析结果表明,温度控制器的输出能够快速响应输入变化并达到稳定,整体的传热效果也能实现出口纤维的温度在随机扰动的情况下保持在5摄氏度的范围内。分别对加热箱和控制器建立神经网络模型,对PID神经网络模型的仿真结果表明,相对于传统的PID控制算法,改进后的输出拥有更短的响应时间和达到稳定的时间。通过生产线实际运行测试,结果显示:无论是各运动轴自身运动,还是跟随主运动轴同步运动的误差都能够保证纤维丝的直径误差小于5%的要求。