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基于物联网的塑料片材挤出机关键技术及产业化
主要技术内容: (1)提出了基于神经网络的多电平 SVPWM 控制技术,研发了基于 FPGA 技术的多电平 SVPWM 控制器,实现了塑料片材挤出装备驱动电源的高效性。采用神经网络技术,实现参考电压矢量所在区域判断及矢量作用时间计算,降低了计算量;将多电平 SVPWM 控制器集成到一片 FPGA 芯片上,为挤出装备用交流电机驱动控制提供高性能的专用 SVPWM 控制器,可以直接与通用变频器对接。 (2)提出了分离型螺杆结合 CRD 分散混合器的高速螺杆技术,提升了挤出效率及效果;研发了塑料片材挤出螺杆高频电磁感应加热装置,有效降低了挤出机运行能耗。将常规三段式螺杆设计成五段式,改变了传统螺杆直径对挤出产量的限制。在螺杆机筒外壁上缠绕电流线圈,线圈外再包覆隔热层,线圈两端连接控制线圈电流的高频电源模块;在常规加热瓦加热的基础上,通过电磁感应原理使螺杆产生热量,使得螺杆及螺杆机筒同时加热,缩短了机筒内聚合物塑化时间、降低了能耗。 (3)提出了面向塑料片材挤出成套装备运行过程的全息生产车间制造物联感知技术,开发了成套装备运行的全息感知系统。构建了 RFID-WSN 数据采集集成网络,提出了 LZM - WKPSO 优化算法,在保证覆盖率的前提下使干扰最小;借鉴昆虫协作机理,提出了基于昆虫协作机理的源节点选择概率算法,最大化降低了网络能量消耗。(4)提出了塑料片材挤出成套装备多目标柔性资源优化调度模型,研发了塑料片材挤出装备精益管控软件平台,实现了成套装备的高效能运行。建立了多目标柔性资源优化调度模型,采用重力粒子群混合优化算法进行求解。按照 SOA 思想,设计了集成平台;开发了塑料挤出成套装备运行功能模块,并与底层全息车间无缝集成,形成塑料挤出成套装备精益管控平台。 行业意义: 本项目针对高效能塑料片材挤出装备的关键技术取得了创新性成果,解决了我国塑料片材挤出装备业目前普遍存在的高能耗、高污染、低附加值、低劳动效率等问题,提升了塑料片材挤出装备的自动化与信息化水平,促进了塑料片材挤出装备的自动化、信息化深度融合;完成了塑料挤出装备产业技术上的跨越式发展,极大地推动了塑料挤出装备产业结构的优化升级,实现了产业结构由高消耗向高效率的转变。 获奖情况:2015 年获中国商联联合会科学技术进步奖特等奖。 成果的技术指标、创新性与先进性: 目前市场上还没有完全一样的同类产品出现,国外主要有德马克、克虏伯、巴顿菲尔,日本的住友重工等公司在致力于开发塑胶挤出装备产品,但是他们开发的还是将单一系统的简单组合,无法从单机与成套装备精益化管控两方面集合提高系统的能效。由于本项目是从单机关键设备能效优化设计和成套装备精益化管控能效优化设计两个方面入手,开发料挤出成套装备,产品具有能耗低、效率高等特点。综上所述,本项目产品目前拥有先入的一定优势,竞争对手在技术方面无法与本项目产品直接竞争。 本项目产品具有如下技术和性能优势: (1)螺杆的速度从同行的 100 转/分钟提高到 200 转/分钟,挤出量从类技术的 200kg/h 提升 400kg/h;挤出效率的提升导致能耗降低 10%左右;同类技术目前直径 105mm 的螺杆需要配置 115KW 左右的电机,而本项目技术只需要配置90KW 左右的电机,降低了能耗。 (2)螺杆高频感应加热装置使得加热系统能耗降低 15%左右; (4)克服了同类技术在高速混合挤出时混合效果差导致温度不均衡、色差大等问题,提高了制品的品质; (5)生产工艺数据自动数采率 95%以上; (6)生产效率提高 30%左右;优等品率提高 20%;产能提高 1.5 倍; (7)填补国内针对塑料挤出装备生产过程的精益化生产软件的空白; (8)本项目实现生产流程的闭环优化,现有的 ERP、MES 系统则为开环控制; (9)本项目的软件平台有效提升了塑料挤出成套装备的附加值。 技术的成熟度: 相关技术已经形成产品,在广东达诚机械有限公司及其下游企业进行了产业化。 项目成果转化造价:130 万元; 投资预算:硬件成本(不包含塑料片材挤出机本体部分)85 万元;软件开发45 万元。 成果应用范围:塑料包装行业、包装机械行业。 应用案例及单位:成果在广东达诚机械有限公司等行业龙头企业进行了产业化,并在广东、江浙等地区的 10 多家塑料企业进行了推广应用。 经济和社会效益:项目成果能够有效降低能耗 25%,提高生产效率 30%左右,使得企业投资效益大幅度提升。近 3 年来,据不完全统计,累计新增产值约 67206 万元,新增利润 5040 万元,新增税收 2872 万元。项目成果解决了我国塑料片材挤出装备业目前普遍存在的高能耗、高污染、低附加值、低劳动效率等问题,提升了塑料片材挤出装备的自动化与信息化水平,促进了塑料片材挤出装备的自动化、信息化深度融合;完成了塑料挤出装备产业技术上的跨越式发展,极大地推动了塑料挤出装备产业结构的优化升级,实现了产业结构由高消耗向高效率的转变。 
江南大学 2021-04-13
无需抗体的酶辅助化学标记N6-甲基腺嘌呤(m6A)测序技术
随着首个RNA修饰N6-甲基腺嘌呤(m6A)的去修饰酶FTO的发现,RNA表观遗传学/表观转录组学开始兴起并成为表观遗传学新的研究热点。m6A作为首个被发现的可逆RNA修饰,广泛存在于mRNA,依赖修饰酶、去修饰酶和结合蛋白发挥调控功能。已发现m6A具有调控mRNA剪接、出核、稳定性和蛋白翻译等功能,可以参与发育、配子发生、细胞重编程、生物节律、疾病等多种生理和病理过程的功能调控。为了更好地研究m6A生物功能和临床病理研究,开发m6A高通量测序技术一直是研究的热点。 现有m6A测序技术主要依赖于m6A抗体富集技术,包括低分辨率的m6A-seq/MeRIP-seq和联用iCLIP或PAR-CLIP技术的高分辨率m6A测序技术miCLIP 或PA-m6A-seq。抗体存在对特定RNA序列或结构的潜在非特异性结合,为了解决抗体方法的种种问题,研究者们做出了各种尝试,近期开发了两类无需抗体的m6A测序技术,一类为利用对特定甲基化序列(m6ACA)敏感的RNA核酸内切酶MazF辅助的测序方法(m6A-REF-seq or MAZTER-seq),此类方法只能检测16~25%的m6A位点;另一种是在细胞内表达融合m6A-binding domain(YTH)与胞嘧啶脱氨酶(APOBEC1)的融合蛋白实现的m6A测序(DART-seq),但该方法依赖于细胞转染效率且受限于体外样品的使用。 贾桂芳课题组一直致力于开发和利用核酸化学生物学技术研究RNA化学修饰在动植物中的生物功能研究。在本课题中,贾桂芳课题组巧妙地利用m6A的去甲基酶FTO蛋白作为催化剂,将mRNA上化学惰性的m6A转化为高反应活性的中间态产物N6-羟甲基腺嘌呤(hm6A),然后利用二硫苏糖醇(DTT)的巯基与hm6A发生亚胺1,2加成反应,将不稳定的hm6A转化为更稳定的巯基加成产物dm6A。dm6A上的自由巯基可以与甲烷硫代磺酸(methanethiosulfonate,MTSEA)快速反应,实现在mRNA上m6A的位置标记生物素Biotin,最终可被链霉亲和素珠捕获,从而富集含有m6A修饰的RNA片段供后续高通量测序使用。
北京大学 2021-04-11
清华大学生命学院颉伟课题组发文揭示DNA甲基化通过去记忆化构建早期胚胎发育的表观屏障
早期胚胎发育起始于高度特化的精子和卵子的结合,从而形成全能性的受精卵。在这个过程中,表观遗传信息重编程对于擦除亲本表观遗传记忆和重建细胞全能性十分重要。
清华大学 2021-12-28
东南大学生物科学与医学工程学院磁共振造影剂弛豫率分析仪采购公开招标公告
东南大学生物科学与医学工程学院磁共振造影剂弛豫率分析仪采购招标项目的潜在投标人应在东南大学采购中心网(https://dnzb.seu.edu.cn/)获取招标文件,并于2022年07月05日14点30分(北京时间)前递交投标文件。
东南大学 2022-06-14
南京大学地理与海洋科学学院在晚新生代草原生态系统演化研究中取得新进展
这项研究首先建立了全球现代禾本科物种与气候对应关系数据集~1200万条,发现~10°C等温线是北美、东亚地区早熟禾亚科和黍亚科/虎尾草亚科分布的分界线,~400 mm等降水量线是北美、南非地区黍亚科和虎尾草亚科的分界线;同时发现各个大陆禾本科物种分布特征、气候适应区间有所不同,可能原因是区域气候,地形和本地物种等非生物和生物因素造成的。
南京大学 2022-06-14
海洋院:海洋学院研究生与美国伍兹霍尔海洋研究所科学家合作在北冰洋海洋环流研究方面取得新进展
太平洋水经过白令海峡进入北冰洋,同时带来淡水和营养物质,对于北冰洋的温盐结构和生态系统有重要意义。
河海大学 2022-09-28
东南大学物理学院王金兰教授团队与其合作者在钙钛矿激发态动力学领域取得新进展
近日,东南大学物理学院王金兰教授课题组与其合作者,德国不莱梅大学Thomas Frauenheim教授课题组及美国南加州大学Oleg V. Prezhdo教授在钙钛矿激发态动力学方面取得重要进展。
东南大学 2022-10-10
安徽大学电子信息工程学院和信息材料与智能感知安徽省实验室科研团队取得多项科研成果
近日,我校电子信息工程学院和信息材料与智能感知安徽省实验室科研团队在各自研究领域取得多项科研成果。
安徽大学 2022-06-01
世界首创氢基熔融还原冶炼技术在内蒙古乌海市落地转化
标志着世界首创的氢基熔融还原冶炼技术在乌海市成功落地转化。项目生产的铸造高纯生铁是高端装备制造的基础材料,可广泛用于高铁、核电、风电铸件、蒸汽轮机和各种抗低温冲击铸件及球墨铸铁产品的深加工等领域。
内蒙古自治区科技厅 2021-04-20
《陕西省科学技术奖励办法》发布
为了奖励在科学技术进步活动中做出突出贡献的个人、组织,调动科学技术工作者的积极性和创造性,深入实施创新驱动发展战略,根据《中华人民共和国科学技术进步法》《国家科学技术奖励条例》等法律法规,结合本省实际,制定本办法。
陕西省人民政府 2022-11-02
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