[00786247]内固化高压玻璃钢管道生产线控制系统研制

1、科学技术领域：该项目属于自动控制技术领域，该项目在国际上首次研制成功了由一台设备实现高压玻璃钢管道缠绕、固化和脱模三道工序的生产线控制系统，成果应用于复合材料管道生产和复合材料装备制造企业。2、主要内容：(1)研制了仅由一台设备就能完成高压玻璃钢(FRP)管缠绕、固化和脱膜三道工序的集成制造系统，解决了传统的外固化工艺需要三台独立的设备进行管道制造所造成的生产效率低、质量差且成本高的问题，实现了玻璃钢管道高效、优质且低成本的工业化制造。(2)研制了基于嵌入式运动控制器的新型缠绕机数控系统。采用电子齿轮控制方式实现缠绕机的同步运动控制，将国内外传统的两轴协调同步控制方式简化成了单轴跟踪同步控制，解决了传统的工控机加运动控制卡数控缠绕机的可靠性低，稳定性差和成本高的问题。(3)研制了基于PLC的固化控制系统，实现管道内加热固化、冷却和吹扫工艺的自动控制，及蒸汽加热全过程的精确温度控制，提高了管道固化质量。(4)将复合材料固化过程数值模拟技术应用于高压FRP管道内加热固化过程内部多场变化规律分析，开发了内加热固化工艺数值模拟软件用于固化工艺优化设计。3、特点(1)该项目采用先进的内固化工艺解决了中国传统的外固化工艺生产的FRP管道质量差、效率低、成本高的瓶颈问题。(2)研制了基于嵌入式运动控制器的新型缠绕机数控系统。采用电子齿轮控制方式实现缠绕机的同步运动控制，将传统的两轴协调同步控制方式简化成了单轴跟踪同步控制，解决了传统的工控机加运动控制卡数控缠绕机的可靠性低、稳定性差和成本高的问题。设计的缠绕软件具有线型设计、工艺设计、人机交互和远程通讯功能。(3)基于有限元分析技术的固化过程数值模拟及优化解决了传统靠经验的“试凑法”进行管道固化工艺设计的效率低、周期长且成本高的问题。(4)该项目发表论文18篇，其中被SCI收录2篇，EI收录10篇，已获专利8项，申报发明专利1项。4、应用推广情况：研究成果成功应用于国内一流复合材料管道制造企业，如大庆汉维长垣高压玻璃钢管道有限公司(加拿大上市)，连云港中复连众复合材料集团有限公司，大庆开发区竹田复合材料有限公司，扬州新扬科技发展产业有限公司，乌鲁木齐石化总厂等。其中大庆汉维长垣公司以该项目研制的生产线系统为核心技术成功在加拿大上市，该公司高压FRP管道产量居全国第一，世界前列，其全部管道生产线(30条)均采用该项目组的研究成果。项目研制的内固化缠绕机控制系统国内市场占有率达到了80%，三年内在各企业累计获经济效益达12亿元，该项目的研究成功使高压玻璃钢管道国产能力迅速增强，不但彻底打破了中国高压玻璃钢管道依赖进口的局面，而且使中国生产的管道出口到俄罗斯、中东等国，直接推动中国迅速由FRP管道进口国逆转为出口国。