自动控制技术论文提纲

论文题目：大型铝合金钣金零件综合热处理电炉自动控制技术研究

摘要：随着技术的发展,民用飞机上采用了越来越多的大尺寸甚至超大尺寸铝合金钣金零件。然而随着炉体有效装载区尺寸的增大,大型铝合金钣金零件综合热处理电炉的自动控制难度随之增大。其关键控制技术指标有以下两方面:1、大工作区域的温度均匀性;2、淬火转移时间可靠控制以及下落末程大惯性缓冲控制。本文重点研究大工作区域温度控制的稳态及动态均温性,通过应用计算流体力学（CFD）技术对炉体稳态（保温阶段）均温性进行数值模拟,分析在低循环风速下炉膛内稳态均温性的分布特征,并提出一种基于在线调节控温仪表输出限幅参数实现多温区同步升温,从而满足动态均温性的控温策略。具体实现方法是在升温过程中以升温速率慢的温区为参照,在线调整限制其他温区控温表的输出上限幅值参数,实现非平衡负载的同步升温。针对淬火转移时间分档控制要求,在液压系统调速上提出了差动增速油路等差减压与比例节流调速配合使用的方式,实现变负载工况的差动油路比例调速阀芯上的压力恒定,从而实现变负载精确调速。并通过设计末程缓冲安全旁通溢流,实现差动调速回路对大负载惯性冲击的抑制。根据设备自动控制系统的生产要求,采用多总线技术,构成IPC+PLC+智能仪表的自动控制系统,并采用KINGSCADA3.52组态软件实现上位机在线监控管理。实际生产运行表明该设备的控温及均温性、淬火转移的时效性及平稳性具满足生产工艺要求,在提高产品质量上具有显著的经济和社会效益。

关键词：综合热处理电炉;均温性控制;变参数;淬火转移控制;组态软件

学科专业：控制工程

摘要

abstract

第一章 绪论

1.1 课题的目的与意义

1.2 课题来源

1.3 国内外的研究现状

1.3.1 铝合金钣金零件热处理工艺简介

1.3.2 国内外铝合金快速淬火控制技术研究现状

1.3.3 国内外铝合金热处理电炉控温技术研究现状

1.3.4 国内外大型铝合金钣金零件综合热处理电炉性能比较

1.4 本论文研究内容

1.5 本论文研究的具体目标

1.6 本论文的结构安排

第二章 炉体均温性分析

2.1 大型铝合金钣金零件综合热处理电炉介绍

2.1.1 大型铝合金钣金零件综合热处理电炉结构及特点

2.1.2 大型铝合金钣金零件综合热处理电炉主要技术参数

2.2 大型铝合金钣金零件综合热处理炉炉体均温性分析

2.2.1 影响炉温均匀性的因素

2.2.2 空气循环次数与均匀炉温、零件风载荷的关系

2.3 大型铝合金钣金件综合热处理炉的数值模拟

2.3.1 物理模型及网格划分

2.3.2 数学模型

2.3.3 边界条件

2.3.4 求解

2.3.5 结果分析

2.4 本章小结

第三章 炉体温度及均温性控制策略分析

3.1 控温系统模型

3.3.1 炉温控制的系统模型

3.3.2 炉温控制的系统辨识

3.2 控温系统原理介绍

3.2.1 PID控制的特点

3.2.2 PID参数整定

3.2.3 变参数PID控制

3.3 提高大型铝合金钣金零件综合热处理电炉均温性的控制策略

3.3.1 控温过程升温曲线及调试需求分析

3.3.2 基于多温区同步升温控制提高动态均温性的控制策略

3.4 设备自动控制系统原理及实现介绍

3.4.1 设备现场自动运行功能需求

3.4.2 监控系统功能需求

3.4.3 自动控制系统设计整体方案介绍

3.4.4 系统基础硬件组成及控制方案介绍

3.4.5 上位机监控软件系统介绍

3.5 本章小结

第四章 基于快速淬火需求的液压系统技术研究

4.1 液压系统主要参数和特征

4.1.1 炉体液压执行机构的结构特点

4.1.2 液压系统的主要输入参数及缸径

4.1.3 提升缸增速回路

4.1.4 油缸油口上的局部阻力及改进

4.2 变负载大范围精准调速及惯性冲击抑制方案

4.2.1 调速范围及变负载对精准调速的影响及技术方案

4.2.2 消除淬火下落末程惯性冲击分析及抑制技术方案

4.3 液压系统原理及时序图

4.4 本章小结

第五章 设备测试及结果分析

5.1 设备冷调

5.1.1 烘炉及风机调速

5.1.2 液压系统调试

5.2 控温及均温性精度测试

5.2.1 温度控制调试及测试分析

5.2.2 温度均匀性及恢复时间的测试分析

5.2.3 系统误差及系统校验

5.3 淬火转移时间测试

5.4 本章小结

第六章 全文总结与展望

6.1 全文总结

6.2 后续工作展望

致谢

参考文献