详情

原文传递电熔焊机智能控制系统的研制

论文题名：	电熔焊机智能控制系统的研制
关键词：	聚乙烯塑料管道;接头质量;施工机械;电熔焊机;智能控制系统
摘要：	聚乙烯塑料管道(PE管道)凭借其寿命长、耐腐蚀、成本低等许多优良特性，在建筑业、工业、农业等领域得到了广泛的应用。PE管道系统中，管道接头的质量是影响管道系统寿命的最主要因素，电熔焊接是管道连接施工中最通用的技术。由于目前还没有出现成熟的非破坏性PE管道电熔接头质量检测方法，因此，在电熔焊接过程中严格执行焊接规范、减少人为因素的干扰是保证管道接头焊接质量的关键。本文针对电熔焊机在管道电熔焊接应用中的不足，研究了电熔焊机的自动焊接技术，设计了一套电熔焊机智能控制系统，从而提高焊接质量和焊接效率。论文主要工作如下: 　　首先，研究了电熔焊机焊接技术的发展现状，结合目前市面上的电熔焊机以及实际应用需求，设计了电熔焊机控制系统的总体方案。控制系统采用主从式结构，由嵌入式ARM主板和电源输出控制板两部分组成，嵌入式ARM主板通过连接外接设备实现人机交互、数据保存、信息查询等功能，电源输出控制板与焊机电源相连，实现对焊机电源输出控制和采样等功能。　　其次，根据电熔焊机控制系统的总体设计方案以及功能需求，设计了控制系统的硬件实现方案，以此为基础设计了嵌入式ARM主板以及电源输出控制板的硬件电路，制定了针对焊机电源产生的噪声与纹波的抑制方法。完成了控制系统的嵌入式软件设计，结合硬件电路实现了相应的功能。　　再次，研究了电熔焊机恒温焊接的实现方式，提出了一种通过控制发热电阻丝阻值从而实现对焊接温度进行控制的恒温焊接方法，确定了恒温焊接的控制策略。通过理论推导和实验测试的方法得出了电熔管件的数学模型，并以此为基础进行了PID控制、模糊控制、模糊PID控制三种控制方式的仿真实验，通过对仿真结果进行对比分析，确定了恒温焊接模式的控制方案。　　最后，将整个控制系统应用在现场焊接实验中，分别对控制系统的恒电压模式、恒电流模式、恒温模式三种焊接模式进行了管道焊接实验，实验结果表明，本文设计的电熔焊机控制系统在三种焊接模式下均具有良好的控制效果，能够保证电熔管件接头的质量，满足实际应用需求。
作者：	彭洋军
专业：	机械制造及其自动化
导师：	许飞云
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文