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聚乙烯电熔焊机恒温控制系统研制
| 论文题名： | 聚乙烯电熔焊机恒温控制系统研制 |
| 关键词： | 聚乙烯管道;电熔焊机;恒温控制系统;结构设计;性能测试 |
| 摘要： | 根据美国PPDC（Plastic Pipe Database Committee）对聚乙烯(Polyethylene，简称PE)管道失效原因的分析，发现除了第三方破坏之外，PE管道失效多发生在管道接头处。而随着聚乙烯管道在天然气输送、给排水方面越来越广泛的应用，作为保证管道质量的关键环节，管道连接技术的完善具有重要意义。 电熔焊接技术作为一种方便迅速的焊接方式，其焊口可靠性高、外界干扰因素小，被广泛用于PE管的连接中。电熔焊接是对预埋设在电熔套筒内部的电熔丝加热，使电熔套筒内表面和管道外表面受热熔化，并由塑料管道自身的热胀效应使两者融合在一起的过程。焊接过程中，焊接电压、加热或冷却时间的变化都容易造成聚乙烯过焊或者冷焊，导致管道在使用时发生接头失效。 本文在国家“十二五”科技支撑计划课题“基于风险的特种设备事故预防关键技术研究”（项目编号:2011BAK06801）的支持下，以聚乙烯管道电熔焊机为研究对象，从电熔焊机工作原理、焊接工艺以及实现功能等方面展开全面调研，并进行总体设计，将恒温控制融入焊接过程中，主要工作内容如下: 1)给出总体设计方案。在现有逆变焊机的基础上，加入温度闭环反馈调节，控制焊接温度，使聚乙烯在焊接过程中一直处于最佳熔融状态，从而保证焊接接头质量。 2)搭建整体实验平台。本文首先设计了主回路、隔离驱动部分以及数据采集部分的总电路原理图，通过MATLAB验证原理可行性，然后进入电路实物制作阶段:绘制PCB设计图、制作电路板并搭建实验平台。 3)完成了控制系统软件结构和程序设计:基于Mega16单片机为核心的控制系统，模块化设计了一套程序进行温度闭环反馈控制。 4)实验调试分析。整体软硬件调试包括开环调试和闭环调试。通过开环调试验证和完善实验平台及控制程序;闭环调试证明了所搭建的实验平台能够实现恒温加热过程，成功的实现了恒温控制过程。 恒温控制采用的PID调节输出精度高、响应速度快，可控制温度精度在±0.4℃。而且其与单片机结合，具有较高的灵活性和可控性，能根据用户需要相应的添加不同的拓展模块，如打印输出、LCD显示等。 本次研究设计的恒温控制加热平台，能与电熔焊机结合，从而避免PE管道电熔接头因焊接不当产生的过焊和冷焊缺陷，保证了PE管道接头质量，减少了PE管的失效率，大大的提高了PE管道在燃气输送、给排水等应用领域的安全可靠性。 |
| 作者： | 徐玫 |
| 专业： | 航天工程 |
| 导师： | 徐平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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