Система керування екструзією полімерних виробів

Автор(и)

  • Людмила Дем’янівна Ярощук Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», пр. Перемоги, 37, корп. 19, м. Київ, 03056, Україна
  • Олексій Анатолійович Жученко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», пр. Перемоги, 37, корп. 19, м. Київ, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0001-5611-6529

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2013.16659

Ключові слова:

екструдер, система керування, оптимізатор, якість продукту

Анотація

Запропонована каскадна система керування процесом екструзії полімерів, яка включає у себе два контури: внутрішній забезпечує стабілізацію температури та тиску полімеру у формувальній головці, зовнішній призначений для формування оптимальних завдань названих вище змінних. Оптимізація здійснюється з метою мінімізації питомих енерговитрат та досягнення потрібної якості вихідного продукту. Проведене імітаційне моделювання показало високу ефективність запропонованої системи керування

Біографії авторів

Людмила Дем’янівна Ярощук, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», пр. Перемоги, 37, корп. 19, м. Київ, 03056

Кандидат технічний наук, доцент, доцент кафедри

Кафедра автоматизації хімічних виробництв

Олексій Анатолійович Жученко, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», пр. Перемоги, 37, корп. 19, м. Київ, 03056

Асистент

Кафедра автоматизації хімічних виробництв

Посилання

  1. Бернхардт, Э. Переработка термопластичных материалов [Текст] / Э. Бернхардт. – М.: Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1962. – 748 с.
  2. Торнер, Р. В. Теоретические основы переработки полимеров (механика процессов) [Текст] / Р. В. Торнер. – М.: Химия, 1977. – 462 с.
  3. Технология пластических масс [Текст] : учеб. / под ред. В. В. Коршака. – М.: Химия, 1976. – 608 с.
  4. Раувендаль, К. Экструзия полимеров [Текст] / К. Раувендаль. – СПб.: Профессия, 2006. – 768 с.
  5. Ким, В. С. Теория и практика экструзии полимеров [Текст] / В. С. Ким. – М.: Химия, КолосС, 2005. – 568 с.
  6. Переработка пластмасс [Текст] / Шварц О., Эбелинг Ф.-В., Фурт Б.; под общ. ред. А. Д. Паниматченко. – СПб.: Профессия, 2005. – 320 с.
  7. Tadmor, Z. Principles of Polymer Processing [Текст] / Z. Tadmor, C. G. Gogos.– Wiley Interscience, 2006. – 961p.
  8. ГОСТ 10354-82. Межгосударственный стандарт “Пленка полиэтиленовая. Технические условия” [Текст]. – Введ. 1998-06-02.
  9. Matamoros, C. F. C. Moddeling and control for the isothermal extrusion of aluminium. A dissertation for the degree of doctor of technical sciences. Swiss Federal Snstitute of technology [Текст] / C. F. C. Matamoros. – Zurich, 1999. – 138 p.
  10. Zhao, X. Modeling and control of freez-form extrusion fabrication. A thesis of master of science in mechanical engineering [Текст] / X. Zhao. – University of Missouri, Rolla, 2007. – 70 p.
  11. Раувендаль, К. Выявление и устранение проблем в экструзии [Текст] / К. Раувендаль, М. П. Норега, Х. Харрис. – СПб.: Профессия, 2008. – 328 с.
  12. Tadmor, Z. Engineering Principles of Plasticating Extrusion [Текст] / Z. Tadmor, I. Klein. – Krieger Publishing Company, 1978. – 500 p.
  13. Gawthrop, P. J. Adaptive temperature control of industrial processes: a comparative study [Текст] / P .J. Gawthrop, P. E. Nomikos, L. S. P. S. Smith. – Dept. of Mech. Eng., Glasgow Univ., UKControl Theory and Applications, IEE Proceedings, 1990. – pр.137-144.
  14. Ravi, S. Stable self tuning genetic fuzzy temperature controller for plastic extrusion system [Текст] / S. Ravi, P. A. Balakrishnan // International Journal of Reviews in Computing. – vol. 5. – 2011. – pр. 21-28.
  15. Yin-Tien Wang. Modeling and Control for a Thermal Barrel in Plastic Molding Processes [Текст] / Yin-Tien Wang, Sung-Lin Wu //Tamkang Journal of Science and Engineering. – Vol. 9, No 2. – 2006. – pр. 129-140.
  16. Ching-Chih Tsai. Fuzzy supervisory predictive PID control of a plastics extruder barrel [Текст] / Ching-Chih Tsai, Chi-Huang Lu // Journal of the Chinese Institute of Engineers. – Vol. 21, №5. – 1998. – pр. 619-624.
  17. Abeykoon, С. Extruder Melt Temperature Control With Fuzzy Logic [Текст] / Chamil Abeykoon, Kang Li, Marion McAfee, Peter J. Martin, George W. Irwin. – Preprints of the 18th IFAC World Congress Milano (Italy), 2011. – pр. 8577 – 8582.
  18. Ravi, S. Design of Intelligent Self-Tuning GA ANFIS Temperature Controller for Plastic Extrusion System [Текст] / S. Ravi, М. Sudha, Р. Balakrishnan. – Hindawi Publishing Corporation Modelling and Simulation in Engineering Volume. – 2011.
  19. Барабанов, Н. Н. Математическое моделирование основных процессов переработки пластмасс [Текст]: учеб. пособие / Н. Н. Барабанов, В. Т. Земскова, Ю. Т. Панов. – Владим.политехн. ин-т. Владимир, 2007. – 64 с.
  20. Ravi, S. Dual Screw Profile Extruder Temperature Control Using LabVIEW Enhanced Genetic Fuzzy Algorithm [Текст] / S. Ravi, P.A.E. Balakrishnan // European Journal of Scientific Research. – Vol.50, No.1. – 2011. – pр. 35-47.
  21. Baskaran, C. Modelling and Simulation of Hybrid Neuro Fuzzy Controller for Temperature Response Regulation of Plastic Extrusion Plant [Текст] / C. Baskaran, М. Dharmendirakumar, А. Kayathri // European Journal of Scientific Research. – Vol.79, No.1. – 2012. – pр. 89-98.
  22. Kuen-Yih, Shy. Grey Modeling and Control of a Thermal Barrel in Plastic Molding Processes [Текст] / Kuen-Yih Shy, Yin-Tien Wang. – Intelligent Control and Automation, Proceedings of the 4th World Congress. – Vol.4. – 2002. – pр. 2557-2560.
  23. Huailin, Shu. Decoupled Temperature Control System Based on PID Neural Network [Текст] / Huailin, Shu, Youguo Pi. – ACSE 05 Conference, 2005.
  24. Yusuf, I. Temperature Control for Plastic Extruder Used Fuzzy Genetic Algorithms [Текст] / I. Yusuf, N. Iksan, N.A. Suryana Herman // Proceedings of the International MultiConference of Engineers and Computer scientists. – Vol. 2. – 2010.
  25. Haley, T. A. On-line system identification and control design of an extrusion cooking process: Part II. Modeling predictive and inferential control design [Текст] / T. A. Haley, S. J. Mulvaney // Food control, 11. – 2000. – pр. 121-129.
  26. Wang, L. Inferential control of product quality attributes – Application to food cooking extrusion process [Текст] / L. Wang, C. Chessari, E. Karpiel. // Journal of process control, 11. – 2011. – pр. 621-636.
  27. Егоров, В .Б. Функциональная организация, альтернативные структуры и алгоритмы САУ процессом экструдирования биополимеров [Текст] / В. Б. Егоров, В. А. Хобин // ОНАХТ, Збірник «Наукові праці». – №42, том 1. – 2012. – С. 283-291.
  28. ДСТУ Б А.1.1-28-94. Вироби полімерні погонажні профільні та оздоблювальні стінові (рулонні і листові).
  29. Pomerleau, D. Approche phenomenologique de la regulation et de l’optimisation des procedes: Applications au frottage et a l’extrusion, Ph.D. Thesis [Текст] / D. Pomerleau. – Universite Laval. – 2003.
  30. Кубрак, А. І. Математична модель керування тепловим режимом процесу екструзії полімерних матеріалів [Текст] / А. І. Кубрак, О. А. Жученко; НТУУ «КПІ» ВПІ ВПК «Політехніка»// Наукові вісті. – №2. – 2010. – С. 107-114.
  31. Assi, A. H. Engineering Education and Research Using Matlab [Текст] / Assi А. Н. – InTech, 2011. – 490 p.
  32. Blanchet, G. Digital Signal and Image Processing Using MATLAB [Текст] / G. Blanchet, M. Charbit. – ISTE Publishing Company, 2008. –768 p.
  33. Chapra, S. C. Applied Numerical Methods with MATLAB for Engineering and Science [Текст] / S. C. Chapra. – McGraw-Hill Science, 2004. – 550 p.
  34. Gopi, E. S. Algorithm Collections for Digital Signal Processing Applications Using Matlab [Текст] / E. S. Gopi. – Springer, 2007. –199 p.
  35. Kalechman, M. Practical MATLAB Basics for Engineers [Текст] / M. Kalechman. – Taylor & Francis, 2008. – 698 p.
  36. Бусленко, Н. П. Моделирование сложных систем [Текст] / Н. П. Бусленко. – М.: Наука, 1978. – 400 с.
  37. Остапенко, Ю. О. Ідентифікація та моделювання технологічних об’єктів керування [Текст] / Ю. О. Остапенко. – К.:Задруга, 1999. – 424 с.
  38. Шеннон, Р. Имитационное моделирование систем – искусство и наука [текст] / Р. Шеннон. – М.: Мир, 1978. –418 с.
  39. Потапов, В. Д. Имитационное моделирование производственных процес сов [Текст] / В. Д. Потапов, А. Д. Яризов. – М.: Высшая школа, 1981. –191 с.
  40. Berhard, E. (1977). Processing of thermoplastic material Moscow, USSR, State Scientific and Technical Publishing chemical literature, 748.
  41. Torner, R. V. (1977). Theoretical foundations of polymer processing (mechanical processes). Мoscow, Chemistry Publ., 462.
  42. Korshak, V. V. (1976). Plastics Technology Мoscow.: Chemistry Publ., 608.
  43. Rauvendal, C. (2006). Polymer Extrusion. SPb: Profession Publ., 768 p.
  44. Kim, V. S. (2005). Theory and practice of polymer extrusion. Moscow: Chemistry, Colossus, 568.
  45. Schwartz, O., Frank-Walter Ebeling, B. Furth, AD Panimatchenko (2005). Plastics processing St. Petersburg.: Profession, 320.
  46. Tadmor, Z., Gogos, C. G. (2006). Principles of Polymer Processing. Wiley, Interscience, 961.
  47. Interstate standard GOST 10354-82 (1982) “Polyethylene. Specifications” approved by the decision of the State Standard of the USSR from June 2, N 2253.
  48. Matamoros, C.F.C. (1999). Moddeling and control for the isothermal extrusion of aluminium. A dissertation for the degree of doctor of technical sciences. Swiss Federal Snstitute of technology, Zurich, 138.
  49. Zhao, X. (2007). Modeling and control of freez-form extrusion fabrication. A thesis of master of science in mechanical engineering University of Missouri, Rolla, 70.
  50. Rauvendal, K. Norega, M. P, Harris, H. (2008). Identifying and addressing problems in the extrusion process. St. Petersburg.: Profession, 328.
  51. Tadmor, Z., Klein, I. (1978). Engineering Principles of Plasticating Extrusion. Krieger Publishing Company, 500.
  52. Gawthrop, P.J., Nomikos, P. E., Smith, L. S. P.S. (1990). Adaptive temperature control of industrial processes: a comparative study. Dept. of Mech. Eng., Glasgow Univ., UKControl Theory and Applications, IEE Proceedings, 137-144.
  53. Ravi, S., Balakrishnan, P. A. (2011) Stable self tuning genetic fuzzy temperature controller for plastic extrusion system. International Journal of Reviews in Computing, vol. 5, 2011. 21-28.
  54. Yin-Tien Wang, Sung-Lin Wu. (2006). Modeling and Control for a Thermal Barrel in Plastic Molding Processes. Tamkang Journal of Science and Engineering, Vol. 9, No 2, 2006, 129-140.
  55. Ching-Chih Tsai, Chi-Huang Lu. (1998). Fuzzy supervisory predictive PID control of a plastics extruder barrel. Journal of the Chinese Institute of Engineers, Vol. 21, №5, 1998, 619-624.
  56. Chamil, Abeykoon, Kang Li, Marion McAfee, Peter J. Martin, George W. Irwin. (2011). Extruder Melt Temperature Control With Fuzzy Logic. Preprints of the 18th IFAC World Congress Milano (Italy),8577 – 8582.
  57. Ravi, S., Sudha, M., Balakrishnan, P. A. (2011). Design of Intelligent Self-Tuning GA ANFIS Temperature Controller for Plastic Extrusion System Hindawi Publishing Corporation Modelling and Simulation in Engineering Volume.
  58. Barabanova, N. N., Zemskova, V. T., Panov, Y. T. (2007). Mathematical modeling of the main processes of plastics processing. Textbook. Manual. Vladim.politehn. Inst. Vladimir, 64.
  59. Ravi, S., Balakrishnan, P. A. E. (2011). Dual Screw Profile Extruder Temperature Control Using LabVIEW Enhanced Genetic Fuzzy Algorithm. European Journal of Scientific Research, Vol.50 No.1, 35-47.
  60. Baskaran, C., Dharmendirakumar, M., Kayathri, A. (2012). Modelling and Simulation of Hybrid Neuro Fuzzy Controller for Temperature Response Regulation of Plastic Extrusion Plant. European Journal of Scientific Research, Vol.79 No.1, 89-98.
  61. Kuen-Yih, Shy, Yin-Tien, Wang. (2002). Grey Modeling and Control of a Thermal Barrel in Plastic Molding Processes. Intelligent Control and Automation,. Proceedings of the 4th World Congress, Volume:4, 2557-2560.
  62. Huailin Shu, Youguo Pi. (2005). Decoupled Temperature Control System Based on PID Neural Network. ACSE 05 Conference
  63. Yusuf, I., Iksan, N., Suryana Herman, N. A. (2010). Temperature Control for Plastic Extruder Used Fuzzy Genetic Algorithms. Proceedings of the International MultiConference of Engineers and Computer scientists, Vol. 2.
  64. Haley, T. A., Mulvaney, S. J. (2000). On-line system identification and control design of an extrusion cooking process: Part II. Modeling predictive and inferential control design. Food control, 11, 121-129.
  65. Wang, L., Chessari, C., Karpiel, E. (2011). Inferential control of product quality attributes. Application to food cooking extrusion process. Journal of process control, 11, 621-636.
  66. Egorov, V. B, Hobin, V. A. (2012). Functional organization, alternative structures and algorithms ACS process of extrusion of biopolymers. ONAHT, Zbіrnik “Naukovі pratsі”, № 42, Volume 1, 283-291.
  67. DSTU Б А.1.1-28-94. Polymer molded profile and wall finishing (roll and sheet).
  68. Pomerleau, D. (2003). Approche phenomenologique de la regulation et de l’optimisation des procedes: Applications au frottage et a l’extrusion Ph.D. Thesis, Universite Laval.
  69. Kubrak, A. I., Zhuchenko O. A. (2010). Mathematical model of thermal control mode plastics extrusion process NTU “KPI” VPI MIC “Politehnica” Science number 2, 107-114.
  70. Assi, A. H. (2011). Engineering Education and Research Using Matlab. InTech, 490.
  71. Blanchet, G., Charbit, M. (2008). Digital Signal and Image Processing Using MATLAB ISTE Publishing Company, 768.
  72. Chapra, S. C. (2004). Applied Numerical Methods with MATLAB for Engineering and Science. McGraw-Hill Science, 550.
  73. Gopi, E. S. (2007). Algorithm Collections for Digital Signal Processing Applications Using Matlab. Springer, 199.
  74. Kalechman, M. (2008). Practical MATLAB Basics for Engineers. Taylor & Francis, 698.
  75. Buslenko, N. P. (1978). Modeling of complex systems. Moscow: Nauka, 400.
  76. Ostapenko, Y. A. (1999). Identification and modeling of process control objects. Kyiv, Zadruga, 424.
  77. Shannon, R. (1978). Simulation systems -art and science. Academic Press, 418.
  78. Potapov, V. D. and A. D. Yarizov. (1981). Simulation modeling of industrial processes. M. : Higher School, 191.

##submission.downloads##

Опубліковано

2013-07-30

Як цитувати

Ярощук, Л. Д., & Жученко, О. А. (2013). Система керування екструзією полімерних виробів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(2(64), 51–56. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2013.16659

Номер

Том 4 № 2(64) (2013): Інформаційні технології і системи управління в промисловості

Розділ

Системи управління в промисловості

Ліцензія

Авторське право (c) 2014 Людмила Дем’янівна Ярощук, Олексій Анатолійович Жученко

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.