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随着人们环保意识的提高,石膏砌块作为公认的绿色节能型材料,以优良的性能被广泛应用于建筑装潢等领域,快速发展的经济对新型节能建筑材料的需求越来越旺盛。因此,对石膏砌块生产工艺和设备的研究一直是众多科研机构及生产厂家的重要课题之一。 我国石膏成型产业的工艺和设备经历了引进、消化和再创新的发展历程,逐渐实现了生产过程的自动化,但是仍存在着工艺粗旷、原料浪费、生产效率低等突出问题。随着先进制造理念和制造技术发展,近年来,一种新型的基于往复运动的石膏砌块成型生产线克服了上述缺点,其成型工艺精细、时序紧凑,结构化的系统设计支持多种工况生产,为生产效率的提高提供了硬件基础,但是其工况状态多、变换频繁等特点也对系统的控制提出了新要求。 在这种背景下,本文从设备运行优化与控制的角度,以石膏成型领域中的生产现状特点和客观需求,借鉴Petri网理论在制造领域建模中的发展成果和运行过程优化方面的技术进展,对基于往复运动的石膏砌块成型生产线控制流程的优化进行了研究。首先,针对传统Petri网在描述多工况系统时无法精确反映工况的变化过程以及存在的“空间爆炸”问题,提出了变结构面向对象信号解释Petri网(OSIPN-CS)模型,为石膏砌块成型生产线的多工况运行建模提供了基础方法。其次,依据OSIPN-CS的相关原理,在石膏成型基本工艺的基础上,构建了石膏砌块成型生产线的控制流程模型和拓扑关系模型,建立了外部环境与控制流程之间的映射模型,为控制流程的优化提供了依据。在此基础上,根据石膏砌块成型生产线的结构特点,设计了控制流程的优化算法,得出了控制流程拓扑关系的约束条件,并论述了控制流程在优化算法下的变换原理和过程。最后,针对石膏砌块成型生产线的控制系统现状,对程序块的框架结构做了新的探索,得出了实现多工况稳定运行的控制系统程序架构,达到了控制系统响应生产线工况变化的快速性和稳定性,并通过对生产数据的对比分析,验证了控制流程优化的良好效果。