粉末冶金真空燒結(jié)爐是一個時變性非線性加熱系統(tǒng)

粉末冶金真空燒結(jié)爐是一個時變性非線性加熱系統(tǒng)

立式高溫真空燒結(jié)爐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能。根據(jù)系統(tǒng)要求及操作工藝設(shè)計了基于分布式、模塊化DCS 控制解決方案。詳細論述了控制系統(tǒng)的硬件配置、軟件設(shè)計，實現(xiàn)了生產(chǎn)設(shè)備工藝運行工況實時監(jiān)測，以及被控量的在線實時顯示。該控制方案具有硬件簡單，組態(tài)靈活的特點，適用于中小型控制系統(tǒng)。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國工業(yè)、國防、航天等領(lǐng)域都取得了長足的進步，這其中真空裝備制造業(yè)不管是設(shè)備水平、制作工藝、控制技術(shù)也有了很大的提高。加之科學(xué)技術(shù)的不斷提高也促使材料領(lǐng)域的不斷發(fā)展，在航空、航天、軍工、能源、化工等領(lǐng)域一些特種材料、新材料得到了廣泛的應(yīng)用。而真空熱處理技術(shù)在這些特種材料、新材料的生產(chǎn)制造過程起著越來越重要的作用。

高真空燒結(jié)爐針對粉末冶金真空燒結(jié)爐時變性、大滯后、非線性的特點，采用PID 控制效果不理想，選用了模糊控制算法。建立了PID 控制和模糊控制仿真模型，進行了對比，結(jié)果表明，采用模糊控制后，系統(tǒng)響應(yīng)速度很快，達到穩(wěn)態(tài)時間僅為3.2 s，不存在超調(diào)量，穩(wěn)態(tài)誤差為1.2℃，穩(wěn)態(tài)精度很高；系統(tǒng)仿真輸出與給定輸入波形較接近，系統(tǒng)調(diào)節(jié)時間短，很快進入穩(wěn)定狀態(tài)，且振蕩很微小。模糊控制優(yōu)于傳統(tǒng)PID 控制，能夠滿足粉末冶金真空燒結(jié)爐溫度的控制要求。

粉末冶金真空燒結(jié)爐是一個時變性、大滯后、非線性加熱系統(tǒng)，由于其本身物理、化學(xué)機理的復(fù)雜性，影響因素眾多，難以獲得精確數(shù)學(xué)模型。當(dāng)參數(shù)變化較大、控制精度要求較高時，一般PID 控制效果很難令人滿意。模糊控制不需要系統(tǒng)給出精確的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)人的實際經(jīng)驗制定控制規(guī)則，做出控制決策表，系統(tǒng)根據(jù)決策表進行控制，特別適合燒結(jié)爐這類復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)對象。燒結(jié)過程中影響制品質(zhì)量的主要因素是燒結(jié)溫度和燒結(jié)時間，特別對溫度的要求十分苛刻，最大溫差一般不允許超過給定值的±3℃~5℃，因此必須加以嚴格控制。