模糊控制在HDDR工艺真空电阻炉温度控制中的研究与设计

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稀土永磁材料已经在许多领域得到了广泛的应用,其典型代表为钕铁硼(NdFeB)。我国是世界上最大的NdFeB生产国,但是产品质量相对发达国家比较落后,究其原因主要是生产自动化水平比较落后。 本文以抚顺某真空电气设备公司的项目为背景,采用HDDR工艺方法制备NdFeB,其关键设备为真空电阻炉控制系统。针对真空电阻炉控制系统,分析HDDR工艺原理,并论述了温度、真空度、压力三个主要因素对生产过程的影响。然后,在工艺过程分析基础上设计了真空电阻炉自动控制工艺流程。 根据真空电阻炉控制系统需求分析,选用了三菱公司的12PRH冗余PLC作为主控制器对生产过程进行过程自动控制,MELSECNET/H远程I/O网络以及MOVICON公司监控软件,构建了一个真空电阻炉两级计算机控制系统。针对温度是影响稀土永磁质量的主要因素,以真空电阻炉的温度为对象,采用阶跃响应法建立了真空电阻炉电压一温度关系模型。根据建立的温度实验模型,针对生产过程中温度的非线性、滞后性、延迟性、参数不确定性等诸多不利特点,采用了积分分离PID控制算法与模糊推理进行PID参数在线自整定方法相结合的模糊自适应整定PID控制策略,并在实验室用MATLAB软件进行了算法仿真。结果证明,冗余系统的使用大大保证了系统的可靠运行,模糊自适应整定PID控制较好地改善了HDDR工艺过程温度控制品质。
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