3.1. Математическая модель многомерного процесса вытяжки оптического волокна из заготовки.

Обязательным предварительным условием оптимального управления производственным процессом является получение математического описание этого процесса, которое устанавливает связь в аналитической форме между его основными технико-экономическими показателями. Наличие математического описания процесса является исходным пунктом при построении алгоритма управления этим процессом.

Во втором разделе была приведена структурная схема рис. регулирования температуры в зоне формирования волокна, которая имеет два управляющих воздействия расход газа и температура нагрева. Рассмотрим каждый элемент схемы.

Датчик температуры

Температуру в зоне вытяжки волокна измеряем с помощью термопары ТХА ХА.

Термопары с металлическими электродами, предназначены для измерения температуры, изготовляются в соответствии с ГОСТом 6616-61

Рабочий или «горячий конец термопары образуется сваркой двух термоэлоктродов, которые изолируются по всей длине. Свободные или «холодные» концы термопары присоединяются к милливольтметру или измерительной схеме.

У

АЦП

УСО

ЭВМ

U=f(T)

T

Рис. 3.1 Схема соединения термопары с измерительной схемой

В данной работе я рассматриваю процесс нагрева фторидных заготовок по двум каналам «расход газа – температура нагрева» и «сила тока – температура нагрева». По каналу «расход газа – температура нагрева» я выбрала в качестве исполнительного механизма шаговый двигатель, который регулирует подачу в печь инертного газа с помощью регулирующего органа (в данном случае это односедельный регулирующий клапан).

Регулирующие клапаны

Регулирующие клапаны являются наиболее распространенным видом дроссельных РО. Их применяют для регулирования расходов жидкостей, пара и газов при любых параметров среды. Регулирующие клапаны различают по виду опорных поверхностей, по конструкции плунжеров и корпусов,

Регулирующие клапаны разделяются на двуседельные и односедельные.

В двуседельных РО корпус имеет два седла, затвор, проходящий через эти седла, имеет два утолщения с дросселирующими и запирающими поверхностями. Перемещение затвора относительно седел изменяет площадь прохода. Основным преимуществом двухседельного регулируещего клапана является в значительной мере разгруженность от одностороннего действия силы, создаваемой статическим давлением среды.

По конструкции затворы двухседельных регулирующих клапанов разделяются на тарельчатые, пробковые и поршневые.

Односеделые регулирующие органы, так же как и двухседельные, по конструкции могут быть с тарельчатым, пробковым и поршневым затворами. Кроме того, к односедельным РО относятся клапаны с канавчатыми и ступенчатыми затворами. Односеделые РО применяют в тех случаях, когда невозможно применение разгруженных двувуседельных РО. Важным преимуществом односедельных односедельных РО является то, что они могут обеспечить герметичность закрытия прохода. Кроме того, односедельные клапаны применяю при малых размеров проходов, когда изготовление двуседельных клапанов связано с большими трудностями, а так же при больших проходах, если среда обладает большой вязкостью.

В своей квалификационной работе я использовала односедельные РО с канавчатым затвором так как их применяют при регулировании небольших расходов.

Перестановочное усилие, необходимо для перемещения затвора в односедельном РО, слагается из сил давления среды на шток, трения штока о сальниковую набивку и силы, создаваемой статической не загруженностью затвора, Для односедельных РО, в которых среда прижимает затвор к седлу, ИМ должен подбираться с достаточным запасом перестановочного усилия, чтобы при работе на узкой щели затвор не затягивался в проход седла.

В качестве ИМ для перемещения РО я использовала шаговый двмгатель.