真空感应CVI/CVD过程控制系统开发

摘要

真空感应CVI/CVD(化学气相渗透/化学气相沉积)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，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VISUALBASIC6.0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； (4)运行事故报警； (5)历史运行数据记录； (6)各种数据报表及图形打印； 该集散控制系统具有硬件简单、使用灵活、控制精度和可靠性高等特点，现已在北京某国防研究所投入正式运行。本控制系统是专门为真空感应设备开发的专用控制软件，解决了升温过程的干扰问题，同时也是一种模块化的系统。生产实践表明本系统完全达到了控制指标的要求，同时对中小型控制系统设计有一定的参考价值。

目录

文摘

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第一章绪论

第二章集散控制系统概述

第三章真空感应CVI/CVD控制系统硬件设计

第四章真空感应CVI/CVD控制系统通讯实验研究

第五章真空感应CVI/CVD控制系统软件设计

5.1上位机软件设计

5.1.1 VB组态软件设计

5.1.2三维力控组态软件设计[42]

5.1.3 DDE节点自身通信[42]

5.2下位机软件设计

5.3本章小结

第六章真空感应CVI/CVD控制系统功能的扩展

第七章结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文