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风电叶片模具温度控制机,「欧能机械」自适应模糊PID控制系统

返回列表 来源: 欧能机械 发布日期: 2019.10.16/15:41

风能是近年来增长最快的可再生新能源,在减少污染、保护环境、应对气候变化的新形势下,越来越受到世界各国政府的高度重视。风电叶片是风力发电机组的关键部件之一,其制造成本约占总成本的 20%~30%。风电叶片的基材主要为玻璃纤维和树脂,利用真空树脂传递技术,经过基材铺层、灌注、预固化、筋板装配和后固化等阶段,然后经过打磨和喷漆,最终叶片成型。

在风电叶片的所有制造过程中,关键环节之一就是后固化过程型腔的温度控制。该过程要求叶片型腔内部温度保持一个比较恒定的值,持续时间为 10 小时左右。风电叶片模具温度控制的优劣和是否按照固化制度实施加热会对产品的质量产生重大影响。温度精度将直接影响到风电叶片的材料性能,固化过程中温度过低将会使胶粘剂失效,而温度过高将会使风电叶片基材灼伤。

风电叶片模具温度控制机

风电叶片模具温度控制过去常用的加热方式是使用电阻丝加热,将电阻丝紧贴于风电叶片表面,通过控制电阻丝的温度实现风电叶片固化过程的温度制。这种方法由于叶片在固化过程后期,叶片内部树脂发生交联反应,产生大量热量,而电阻丝温控系统不具备具有吸热的作用,造成温度变化具有非线性、时滞性等特点,很难进行恒温控制,极易造成叶片损伤。

传统的控温方法,后固化过程中的温度控制主要依赖人工记录固化各时点的温度,但是在实际操作过程中,由于工人存在责任心差异和操作误差,如随意填写记录,或不按照要求实时记录温度或漏写温度等,导致不可控情况经常发生;若生产过程中温度检测不够准确,则可能导致与实际固化工艺要求温度不相符,从而给产品质量带来很大隐患甚至使产品报废,此种案例在课题合作方连云港中复连众公司 3 分厂叶片生产线已发生多起。同时,由于没有相应的检测设备对固化工艺过程中温度变化进行实时、准确、有效的监控,无法核查生产记录的真实性,已成为生产过程的一个难点。

综上所述,为确保后固化过程中叶片型腔温度变化的均匀性,研发一套稳定性和抗随机干扰性强、界面友好的风电叶片型腔后固化恒温控制系统具有十分重要的意义。欧能机械根据多年模温机生产经验,考虑水在加热过程中兼备加热和吸热的作用,决定采用循环水加热的温度控制模式。

风电叶片模温机控制系统的设计考虑使其具有一定的自适应性,传统的温度控制系统对于有明确数学模型的系统具有很强的控制能力,但对于复杂又难以准确描述的系统就无能为力了。比如对于时变、非线性系统,传统 PID 技术的参数不能在线调整,不具备自适应调节能力,控制效果不理想。

为了保证控制系统的自适应性,欧能机械将模糊理论与PID控制理论相结合,构造自适应模糊PID控制系统,实现控制参数的自动整定。同时改进现有的生产工艺,配以组态软件开发的监控界面,减少员工操作失误和产品缺陷率,从而有效地提高叶片的生产质量。

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