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真空感应CVI/CVD过程控制系统开发

刘吉峰  
【摘要】:真空感应CVI/CVD(化学气相渗透/化学气相沉积(CVI,Chemical Vapor Infiltration/CVD,Chemical Vapor Deposition))是生产镍基高温合金、钛合金、不锈钢、超高强度钢、陶瓷、薄膜等特种合金材料和复合材料的主要技术。这些特种合金材料主要应用于航空、航天、军工、核电、能源等重要领域。自动控制系统是真空感应CVI/CVD系统的一个重要组成部分,直接影响产品的质量和产量。目前,我国真空感应冶炼过程控制技术落后、自动化水平低,已成为制约真空感应炉发展的一个瓶颈。 特别是近几年来,随着工控技术的发展,集散型(分布式)计算机控制系统在控制领域发挥了巨大的作用,广泛地应用于国民生产的各个领域,我们研究设计的中频感应炉控制系统就采用了集散控制系统的控制方案。本文以中频感应炉CVI/CVD控制系统设计为背景,介绍了真空感应炉的工艺原理、工艺过程及基本的控制机理、控制目标及控制方式。依据生产工艺和控制目标的要求,对当今几种控制系统形式进行了比较,最后确立了当今比较流行的两级集散控制系统方案。对集散控制系统结构、硬件配置、软件的功能与应用开发作了系统的说明;并以组态软件的开发为重点,详细阐述了控制对象的特性及各种参数对于控制效果的影响,以此为基础,提出了相应的数据处理方法及参数控制策略。本课题围绕集散控制系统的设计,作了以下几方面具体工作: 工控系统的选型及组成:我们经过市场调研和综合评估,选用了两级集散控制系统,根据生产工艺设备的要求选择相关的控制设备:工控机、可编程控制器、人机界面、温控表、质量流量控制器、数据采集控制模块。 工控系统的数据通讯的实现:通过利用相关的通信协议实现了工控机与PLC、工控机与温控表、工控机与人机界面、人机界面与PLC、工控机与数据采集模块间的通讯。 工控系统软件的设计:采用工控组态软件和VISUAL BASIC 6.0软件开发环境,利用其中的通讯控件、数据库等相关控件开发了一套工控软件系统,实现以下功能: (1)生产工艺设备运行状态动态工况显示及控制; (2)现场实时监测数据图形显示及数字显示; (3)各种数据的存储及数据查询;


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1 王庆;巴德纯;王冬;商凯东;李秋菊;;真空感应CVI/CVD系统自动化控制技术[J];真空;2006年03期
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