基于OPC技术的烧结炉模糊温度控制系统

论文摘要

硬质合金被广泛应用于机械、汽车、电子等国民经济的各个领域。真空烧结炉是生产硬质合金的关键设备,其烧结温度须严格按照所加工产品的生产工艺曲线进行控制。由于真空烧结炉的动态特性具有非线性、时变性等特点,如纯滞后时间随炉温大范围非线性变化,单炉烧结的产品重量不等导致热惯性差别很大等,因此,烧结炉的温度控制问题是硬质合金烧结过程中的关键问题。针对传统生产方式中使用单纯的PID控制方法难以有效解决真空烧结炉温度控制的问题,本文提出了基于模糊PID的智能化控制方法。该方法利用模糊量化、模糊推理、模糊决策、反模糊化等智能算法,对PID控制器的参数进行优化、预估和调整,使控制效果达到预定目标,满足生产需求。同时,论文详细阐述了OPC技术在烧结炉温控系统中的应用。OPC技术突破了传统意义上生产过程及设备的软硬件对驱动的依赖性,只要双方均具有符合OPC技术标准的接口,即可通过编程实现快捷准确的通信。论文中采用了同步通信方式以实现WinCC与上位机应用程序之间的通讯。采用OPC技术,可快速准确地获得烧结过程中的相关数据信息,可实现远程监控和生产过程优化。实践表明,基于以上技术的温控方法可有效满足生产工艺要求,真空烧结炉烧结性能有较明显提高,本温控系统是可行、有效的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景、目的及意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究目的
• 1.1.3 研究意义
• 1.2 国内外研究现状及水平
• 1.3 研究内容安排
• 1.4 论文研究方法
• 第二章 OPC 技术及其在工业控制系统中的应用
• 2.1 OPC 技术基础-COM 原理
• 2.1.1 面向组件的编程思想
• 2.1.2 基于COM 技术的规范、协议及方法
• 2.1.3 COM 概述
• 2.1.4 COM 接口
• 2.1.5 COM 接口特性
• 2.1.6 IUnknown 接口
• 2.1.7 COM 实现
• 2.1.8 COM 组件开发
• 2.1.9 COM+简介
• 2.2 OPC 技术
• 2.2.1 OPC 规范
• 2.2.2 OPC 在工业控制系统中的应用
• 2.2.3 OPC 所应实现的接口
• 2.2.4 基于OPC 技术的数据通信
• 2.2.5 OPC 客户端的实现
• 2.2.6 OPC 服务器的设计方法
• 2.3 本章小结
• 第三章 真空烧结炉模糊PID 温控器设计
• 3.1 模糊控制概述
• 3.2 模糊控制原理
• 3.2.1 模糊集合
• 3.2.2 模糊关系及其合成
• 3.2.3 模糊推理方法
• 3.2.4 反模糊化方法
• 3.3 模糊控制器基本结构
• 3.4 模糊控制器的分类
• 3.5 模糊控制器在控制系统中的应用
• 3.6 烧结炉温度控制方法
• 3.6.1 基本PID 控制
• 3.6.2 二维模糊控制结构
• 3.6.3 PID 与模糊复合控制
• 3.6.4 模糊自适应PID 控制
• 3.6.5 模糊自校正PID 控制
• 3.7 模糊PID 控制MATLAB 仿真
• 3.7.1 输入输出隶属度函数类型
• 3.7.2 隶属度函数的分级
• 3.7.3 模糊推理系统
• 3.8 烧结炉模糊PID 温度控制器设计
• 3.9 本章小结
• 第四章 真空烧结炉温控系统设计
• 4.1 真空烧结炉温控系统概述
• 4.2 温控系统硬件概述
• 4.2.1 温控系统硬件构成
• 4.2.2 温控系统硬件选型
• 4.3 烧结温度工艺曲线图
• 4.4 烧结工艺流程
• 4.5 温控系统软件程序设计
• 4.6 相关子程序设计
• 4.7 实时通信的实现
• 4.8 上位机界面设计
• 4.9 温控系统运行情况分析
• 4.10 本章小结
• 第五章 研究总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表论文及科研成果
• 致谢