聚乙烯電熔焊機恒溫控制系統(tǒng)研制.pdf

1、根據(jù)美國PPDC（Plastic Pipe Database Committee）對聚乙烯(Polyethylene，簡稱PE)管道失效原因的分析，發(fā)現(xiàn)除了第三方破壞之外，PE管道失效多發(fā)生在管道接頭處。而隨著聚乙烯管道在天然氣輸送、給排水方面越來越廣泛的應(yīng)用，作為保證管道質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，管道連接技術(shù)的完善具有重要意義。
　　電熔焊接技術(shù)作為一種方便迅速的焊接方式，其焊口可靠性高、外界干擾因素小，被廣泛用于PE管的連接中。電熔焊接

2、是對預(yù)埋設(shè)在電熔套筒內(nèi)部的電熔絲加熱，使電熔套筒內(nèi)表面和管道外表面受熱熔化，并由塑料管道自身的熱脹效應(yīng)使兩者融合在一起的過程。焊接過程中，焊接電壓、加熱或冷卻時間的變化都容易造成聚乙烯過焊或者冷焊，導(dǎo)致管道在使用時發(fā)生接頭失效。
　　本文在國家“十二五”科技支撐計劃課題“基于風(fēng)險的特種設(shè)備事故預(yù)防關(guān)鍵技術(shù)研究”（項目編號:2011BAK06801）的支持下，以聚乙烯管道電熔焊機為研究對象，從電熔焊機工作原理、焊接工藝以及實現(xiàn)功能等

3、方面展開全面調(diào)研，并進(jìn)行總體設(shè)計，將恒溫控制融入焊接過程中，主要工作內(nèi)容如下:
　　1)給出總體設(shè)計方案。在現(xiàn)有逆變焊機的基礎(chǔ)上，加入溫度閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)，控制焊接溫度，使聚乙烯在焊接過程中一直處于最佳熔融狀態(tài)，從而保證焊接接頭質(zhì)量。
　　2)搭建整體實驗平臺。本文首先設(shè)計了主回路、隔離驅(qū)動部分以及數(shù)據(jù)采集部分的總電路原理圖，通過MATLAB驗證原理可行性，然后進(jìn)入電路實物制作階段:繪制PCB設(shè)計圖、制作電路板并搭建實驗平臺。<

4、br>　　3)完成了控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計:基于Mega16單片機為核心的控制系統(tǒng)，模塊化設(shè)計了一套程序進(jìn)行溫度閉環(huán)反饋控制。
　　4)實驗調(diào)試分析。整體軟硬件調(diào)試包括開環(huán)調(diào)試和閉環(huán)調(diào)試。通過開環(huán)調(diào)試驗證和完善實驗平臺及控制程序;閉環(huán)調(diào)試證明了所搭建的實驗平臺能夠?qū)崿F(xiàn)恒溫加熱過程，成功的實現(xiàn)了恒溫控制過程。
　　恒溫控制采用的PID調(diào)節(jié)輸出精度高、響應(yīng)速度快，可控制溫度精度在±0.4℃。而且其與單片機結(jié)合，具有較高的靈活