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粉末冶金真空烧结炉是一个时变性非线性加热系统

粉末冶金真空烧结炉是一个时变性非线性加热系统

立式高温真空烧结炉系统结构、功能。根据系统要求及操作工艺设计了基于分布式、模块化DCS 控制解决方案。详细论述了控制系统的硬件配置、软件设计,实现了生产设备工艺运行工况实时监测,以及被控量的在线实时显示。该控制方案具有硬件简单,组态灵活的特点,适用于中小型控制系统。

随着科学技术的不断发展,我国工业、国防、航天等领域都取得了长足的进步,这其中真空装备制造业不管是设备水平、制作工艺、控制技术也有了很大的提高。加之科学技术的不断提高也促使材料领域的不断发展,在航空、航天、军工、能源、化工等领域一些特种材料、新材料得到了广泛的应用。而真空热处理技术在这些特种材料、新材料的生产制造过程起着越来越重要的作用。

高真空烧结炉针对粉末冶金真空烧结炉时变性、大滞后、非线性的特点,采用PID 控制效果不理想,选用了模糊控制算法。建立了PID 控制和模糊控制仿真模型,进行了对比,结果表明,采用模糊控制后,系统响应速度很快,达到稳态时间仅为3.2 s,不存在超调量,稳态误差为1.2℃,稳态精度很高;系统仿真输出与给定输入波形较接近,系统调节时间短,很快进入稳定状态,且振荡很微小。模糊控制优于传统PID 控制,能够满足粉末冶金真空烧结炉温度的控制要求。

粉末冶金真空烧结炉是一个时变性、大滞后、非线性加热系统,由于其本身物理、化学机理的复杂性,影响因素众多,难以获得精确数学模型。当参数变化较大、控制精度要求较高时,一般PID 控制效果很难令人满意。模糊控制不需要系统给出精确的数学模型,根据人的实际经验制定控制规则,做出控制决策表,系统根据决策表进行控制,特别适合烧结炉这类复杂的工业生产对象。烧结过程中影响制品质量的主要因素是烧结温度和烧结时间,特别对温度的要求十分苛刻,最大温差一般不允许超过给定值的±3℃~5℃,因此必须加以严格控制。







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