聚乙烯電熔焊機(jī)恒溫控制系統(tǒng)研制.pdf

1、根據(jù)美國(guó)PPDC（Plastic Pipe Database Committee）對(duì)聚乙烯(Polyethylene，簡(jiǎn)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(lái)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(duì)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(guò)程。焊接過(guò)程中，焊接電壓、加熱或冷卻時(shí)間的變化都容易造成聚乙烯過(guò)焊或者冷焊，導(dǎo)致管道在使用時(shí)發(fā)生接頭失效。
　　本文在國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃課題“基于風(fēng)險(xiǎn)的特種設(shè)備事故預(yù)防關(guān)鍵技術(shù)研究”（項(xiàng)目編號(hào):2011BAK06801）的支持下，以聚乙烯管道電熔焊機(jī)為研究對(duì)象，從電熔焊機(jī)工作原理、焊接工藝以及實(shí)現(xiàn)功能等

3、方面展開(kāi)全面調(diào)研，并進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，將恒溫控制融入焊接過(guò)程中，主要工作內(nèi)容如下:
　　1)給出總體設(shè)計(jì)方案。在現(xiàn)有逆變焊機(jī)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(guò)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(shí)驗(yàn)平臺(tái)。本文首先設(shè)計(jì)了主回路、隔離驅(qū)動(dòng)部分以及數(shù)據(jù)采集部分的總電路原理圖，通過(guò)MATLAB驗(yàn)證原理可行性，然后進(jìn)入電路實(shí)物制作階段:繪制PCB設(shè)計(jì)圖、制作電路板并搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。<

4、br>　　3)完成了控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計(jì):基于Mega16單片機(jī)為核心的控制系統(tǒng)，模塊化設(shè)計(jì)了一套程序進(jìn)行溫度閉環(huán)反饋控制。
　　4)實(shí)驗(yàn)調(diào)試分析。整體軟硬件調(diào)試包括開(kāi)環(huán)調(diào)試和閉環(huán)調(diào)試。通過(guò)開(kāi)環(huán)調(diào)試驗(yàn)證和完善實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及控制程序;閉環(huán)調(diào)試證明了所搭建的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)恒溫加熱過(guò)程，成功的實(shí)現(xiàn)了恒溫控制過(guò)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(jī)結(jié)合，具有較高的靈活