系统的运行效果与性能评价系统运行效果系统性能评价第六章结束语结论展望参考文献附录氧化锌晶须的生产工艺图附录数据显示图附录算法在中的具体实现致谢二〇〇七年六月十八日星期第章引言晶须是指具有定长径比般大于和界面积小于的单晶纤维材料。由于晶须的晶体结构比较完整，内部缺陷较少，因此晶须的强度和模量均接近其完整晶体材料的理论值，性能十分优异。晶须主要有聚合物晶须陶瓷晶须以及无机盐晶须。陶瓷质晶须主要指各种氧化物碳化物氮化物及石墨等晶须，与其它晶须相比，这些晶须具有更高的强度模量及耐热性等特点。利用陶瓷晶须优异的力学和物理性能，将其与各种基材进行复合，不仅可以提高基体材料的强度改善其韧性，而且可以改变其物理化学性能，增加其功能性，如磁性晶须导热晶须导电晶须光导性晶须等。因此，有关晶须的研究成为材料领域的热点之。氧化锌晶须是具有纤锌矿晶体结构的直接宽带隙半导体材料,在室温下具有较大的激子束缚能。其有多种优良的物理性能并广泛应用于橡胶陶瓷涂料以及光电子等领域。它有多种形态,主要为维纤维状维管状针状四针状或多针状棒状或柱状等。氧化锌晶须的制备方法很多，特别是其中的四针状氧化锌晶须，以其独特的三维四针状空间结构，在耐磨减震防滑降噪吸波抗老化抗冲击抗静电抗菌等方面均具有优异的性能。氧化锌晶须，简称，是氧化锌的单晶体，有两种典型形态种是纤维状针状晶须，另种是四针状晶须，简称。针状的氧化锌晶须是氧化锌晶体由单方向发育形成，其外形如线条状，截面呈柱状，无色透明，表象为极高凸起，平行光滑，正延长。般说氧化锌晶须就是指四针状氧化锌晶须。为白色松软状物质，呈立体四针状，即晶须有核心，从核心径向方向伸展出四根针状晶体，每根针状体均为单晶体微纤维，任两个针状体的夹角为，晶须的二〇〇七年六月十八日星期中心体直径，针状体根部直径，针状体长度。它是迄今为止被发现的唯具有三维空间结构的晶体。正是由于其独特的三维空间结构赋于了它许多特殊功能。作为结构及功能添加材料，由它组成的复合材料呈各向同性，性能远优于由单纤维状晶形组成的复合材料，具有增强耐磨防爆减震降噪抗菌以及吸波等优异的综合性能。因此，在国防交通化工轻工电子等领域也有着广阔的应用前景。课题的来源及意义氧化锌晶须作为结构及功能添加材料，有着十分广泛的用途。把它添加到不同的产品中可以制成各种不同的性能优良的复合型材料。比如轻质多频谱吸波隐身材料氧化锌晶须复合抗菌剂氧化锌晶须复合抗菌母粒塑料纤维氧化锌晶须抗菌防霉后处理剂氧化锌晶须抗静电剂氧化锌晶须耐磨剂氧化锌晶须增强改性剂等等。因此，实现氧化锌晶须的产业化能很好的促进国民经济的发展，有着重大的意义。原有的氧化锌晶须生产工艺没有引入计算机控制系统，从而导致了流量检测不稳定氧含量等参数达不到指定的控制精度等问题。由此可以看出，好的制备工艺都要有先进的控制技术作为基础，否则，理论上的研究难以实现。利用计算机控制技术实现氧化锌晶须生产过程的自动检测和全过程自动控制能够保持生产过程中参数的稳定保证参数的控制精度提高产品质量和生产效率降低工人的操作失误和劳动强度。氧化锌晶须国内外研究现状八十年代中后期，国外开始对四角状氧化锌晶须进行较为深入的研究。现已有比较成熟的制备工艺和工业规模的生产装置。由于它具有独特的四角状三维空间结构及其他许多特性，因而有着广阔的应用前景。在此研究领域，日本松下电器产业株式会社走在二〇〇七年六月十八日星期了世界的最前沿，他们最早掌握了氧化锌晶须的制备方法，并实现了氧化锌晶须的广泛应用。在国内，则由西南交通大学首先发明氧化锌晶须的制备方法，使我国成为继日本后全球第二个可生产晶须的国家。氧化锌晶须制备方法的研究氧化锌晶须的制备和生产主要有以下几类方法以微型机为主机的集散型系统的发展方向。在系统的软件中，不仅实现了氧化锌晶须加工过程的在线监测，而且完成了以稳定氧含量和流量，提高晶须产品质量为目标的整个控制系统实时控制，使得该系统二〇〇七年六月十八日星期生产出来的氧化锌晶须品质达到上等。同时，本系统以简单实用为设计宗旨，操作简单界面清楚明了，系统容易维护。运行效益降低了以往凭经验调节的盲目性，减少由于工艺参数变化引起的工况不稳定，稳定了氧化炉用气的氧含量和流量，有效改善了氧化锌晶须的质量，同时综合利用了氧化炉反应后的尾气，减少生产生本，为提高企业的经济效益发挥了积极的作用。二〇〇七年六月十八日星期第六章结束语结论本设计针对氧化锌晶须生产加工过程中氧含量流量和压力不稳定等现象，以对氧含量和流量有直接影响的配气系统为研究对象，进行了氧化锌晶须生产自动控制系统的研究。本设计的主要研究工作总结如下在详细分析氧化锌晶须生产工艺的基础上，提出了控制系统的结构框架，并总结了其功能特点针对配气系统具有明显的时间延迟和耦合性的特点，以及系统具有不确定外部因素干扰的特点，基于已知的对象模型采用了前馈补偿解耦控制算法和增量式控制算法进行控制器的设计。最后通过仿真效果图验证了控制系统设计的正确性系统软件采用组态软件和系列的软件编制，实现了配气过程重要参数的监视氧含量和流量的稳定控制和报警等功能。论文中说明了软件各模块的功能，并介绍了前馈解耦控制算法和增量式控制算法在中的实现通过大量的实验表明该系统具有定的稳定性可靠性和实用性。展望在解决了单台氧化炉晶须生产过程控制后，课题的深入研究可以从以下几方面着手被控对象模型的复杂化如果采用套配气带多台氧化炉，那么除了配气过程具有耦合之外，供气部分也将有强耦合，其实质为分流过程的控制。除了对配气过程要进行解耦控制外，供气过程也需要解耦。解耦时需要考虑各回路之间压力组分流量等多方面的因素，要结合控制二〇〇七年六月十八日星期理论流体力学和数学方法等多学科的知识。氧化炉台数越多，对象模型建立就越复杂，控制难度就越大。因此有必要了解相关知识，对对象进行严谨的数学分析，实现整个氧化锌晶须生产过程的在线监控。应用现场总线及工业以太网技术随着氧化炉台数的增多，不同的氧化炉可能摆放在不同的厂房，实际距离急剧增加并且控制系统的输入输出点也随之增加，信息处理量增大。因此，可以采用现场总线技术，利用分布式控制系统的高速数据传输的特点，使中央控制器通过高速串行线同分散的现场设备进行通信，同时也解决了现场传感器与控制器距离远而连接不方便成本高的弊病。将工业以太网技术应用到氧化锌生产过程控制系统中，可以使得管理者通过网络远程的访问控制系统，及时了解实际生产情况，对生产过程中出现的问题作出快速的修正，避免操作而导致的对现场设备或者生产过程的破坏，提高生产效率和效益。二〇〇七年六月十八日星期参考文献税安泽,王书媚,刘平安等氧化锌晶须的制备及生长机理研究,材料导报,年月第卷专辑游贤贵,黄学超四脚状氧化锌晶须特性应用和制备,四川有色金属程敬泉氧化锌晶须的制备及应用,衡水师专学报,第卷第期,年月周柞万，彭卫明，客绍瑛氧化锌晶须及其树脂基复合材料研究进展材料导报于化江，刘忠才四脚状氧化锌晶须的制备及其应用,沧州师范专科学校学报,第卷第期,年月毛友志氧化锌晶须生产过程自动控制系统设计与应用,中南大学硕士学位论文,年月日陈艺锋,唐谟堂,杨声海,张保平四针状氧化锌晶须的研究进展,材料导报,年月第卷第期吕越峰,吴华武四针状氧化锌晶须的制备性能及应用,化学通报,年第期占君四针状氧化锌晶须的功能及制备,合成纤维,魏昶,罗天骄,黄卉,李琴四针状氧化锌晶须制备方法及其在复合材料中的应用,矿冶,年月第卷第期裴新美氧化锌晶须的制备表征及应用研究,武汉理工大学硕士学位论文,年月日陈尔凡,陈东高岭土催化制备四脚状氧化锌晶须,辽宁化工,第卷第期年月陈红纳，刘光烨四脚状氧化锌晶须的性能及其研究进展,第卷第期二〇〇七年六月十八日星期胡书春，张宏敏磁性改性四针状氧化锌晶须的制备及其表征,材料科学与工程学报,第卷第期年月陈尔凡，田雅娟，程远杰四脚状氧化锌晶须的生长习性及机理的研究，硅酸盐学报吴华武，来月英氧化锌晶须的特点及其应用无机盐工业裴新美,张聚宝四针状氧化锌晶须的制备,全国性建材科技期刊陶瓷,年第期袁秀英,牛云陞,余群威组态控制技术,电子工业出版社,年月第版培训教程北京昆仑通态自动化软件科技有限公司，刘涛，张卫东，欧林林双输入双输出时滞过程解耦控制的解析设计控制理论与应用杨丽明，张光新化工自动化及仪表化学工业出版社年月第版陈立定，吴玉香电气控制与可编程控制器华南理工大学出版社，何可忠计算机控制系统北京清华大学出版社，西门子中国有限公司自动化与驱动集团深入浅出西门子北京航空航天大学出版社二〇〇七年六月十八日星期附录氧化锌晶须的生产工艺图二〇〇七年六月十八日星期附录数据显示图二〇〇七年六月十八日星期附录算法在中的具体实现二〇〇七年六月十八日星期二〇〇七年六月十八日星期二〇〇七年六月十八日星期致谢本次设计的查阅资料设计调试和论文的撰写过程中，我得到了导师燕芳老师的悉心指导和亲切关怀。她为我的设计注入了大量的心血和汗水，并对我的设计提出了许多宝贵的意见和建议。导师深厚的理论基础丰富的实践经验的同时，也成为我学习的榜样。在此对导师的关心和指导表示衷心的感谢。在这大学的学习和生活四年里，也得到了许多老师师兄师姐和同学的帮助和支持。在此，衷心的感谢学校给予我的培养和教育，感谢所有帮助支持过我的老师和同学们。二〇〇七年六月十八日星期毕业设计说明书毕业论文基于的氧化锌晶须生产过程系统设计二〇〇七年六月十八日星期摘要氧化锌晶须生产过程是个较为复杂的过程。由于长期依靠人工经验，现场操作缺乏科学的指导，使得通入氧化炉的气体参数不稳定，导致氧化锌晶须产品质量低。为此，迫切地需要设计氧化锌晶须的生产自动控制系统来提高其产品的质量，从而实现生产过程综合自动化。本设计以氧化锌晶须生产过程为研究对象。在分析了氧化锌晶须生产过程中氧化炉用气参数与晶须质量的关系后，针对影响氧化炉用气的两个主要参数氧含量和流量，进行了配气控制系统的研究和设计。本文首先提出了该控制系统的结构框架，并总结了其功能特点并根据给定的数学模型，采用前馈解耦控制算法和增量式算法，对氧化锌晶须生产过程中的氧含量和流量进行了控制。应用软件采用组态软件和系列的软件编制，其中采用组态