連續(xù)燒結爐溫度場分析及溫控專家系統(tǒng)的開發(fā).pdf

1、金屬粉末注射成形技術(Metal Injection Molding，簡稱MIM)是近年來粉末冶金學科和工業(yè)中發(fā)展較快的領域。隨著MIM技術的規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，MIM產(chǎn)業(yè)的全面發(fā)展更需要通過生產(chǎn)設備來提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。正確選擇和使用MIM生產(chǎn)過程中的各種設備，可提高產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量以及勞動生產(chǎn)率，加速產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。在此基礎上，提出連續(xù)燒結設備的概念。 連續(xù)式燒結爐由多個爐段組成，各個爐段之間在燒結過程中存在耦合，同時還受到氣氛、爐門等

2、因素的影響使得溫度控制精度較低。正是由于連續(xù)燒結爐具有典型的大滯后、非線性、強耦合等復雜特點，所以很難建立起精確的數(shù)學模型來實現(xiàn)連續(xù)燒結爐溫度的精確控制。同時影響MIM燒結零件質(zhì)量的一個關鍵因素是溫度控制精度，燒結溫度的一個微小變化就會導致零件的密度變化，甚至局部表面熔化。因此，提高連續(xù)燒結爐溫度控制精度，對降低零件的損壞率，減少能源浪費起到很重要的作用。智能控制技術不需要有精確的數(shù)學模型作為基礎，適合應用于像連續(xù)燒結爐溫度控制這樣的復

3、雜系統(tǒng)。論文在對多爐段連續(xù)燒結爐溫度場分析的基礎上，將專家控制系統(tǒng)應用到連續(xù)燒結爐溫度控制中，提高了控制精度和燒結產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約了資源，具有一定的工程實用價值和學術理論研究價值。 論文首先闡述了傳熱學和有限元分析方法的基礎理論知識。利用ANSYS的熱分析功能模塊，對連續(xù)燒結爐溫度場進行分析:分析了氣體因素影響下高溫燒結段溫度場分布、爐門開關因素下低溫段溫度場分布；前區(qū)在加熱時和不加熱時對當前分析區(qū)溫度場的影響以及后區(qū)加熱時和不加

4、熱時對其溫度場的影響，得到各種情況下的燒結爐溫度場分布。分析結果得到的數(shù)據(jù)為專家系統(tǒng)的構建提供了依據(jù)，也對提高連續(xù)燒結爐溫度控制精度有一定的指導作用。其次論述了專家控制基礎理論，主要包括專家控制的基本思想、目標與實現(xiàn)、專家控制系統(tǒng)的特點和分類以及專家控制系統(tǒng)的結構。在分析專家控制系統(tǒng)的基礎上，借鑒專家控制在其他領域應用的成功實例，結合實際工程項目，將專家控制系統(tǒng)應用于連續(xù)燒結爐溫控系統(tǒng)的可行性進行了論證。重點介紹了連續(xù)燒結爐專家控制系統(tǒng)

5、的構建:專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設計，根據(jù)所獲得的知識在Microsoft access 2000環(huán)境下建立知識庫，分別用來存儲溫度場分析結果、推理結果和真實歷史數(shù)據(jù)值；采用產(chǎn)生式規(guī)則編寫連續(xù)燒結爐專家控制系統(tǒng)規(guī)則；采用C++代碼構建專家控制系統(tǒng)推理機模塊，形成控制策略，從而完成專家控制系統(tǒng)推理機的設計。論文最后介紹了連續(xù)燒結爐的組態(tài)監(jiān)控設計，利用ODBC技術解決專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫與組態(tài)監(jiān)控之間的數(shù)據(jù)通信問題，實現(xiàn)了兩者的集成運行。從而實現(xiàn)了控制網(wǎng)