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，其中采用组态软件开发了该控制系统的监控软件，并将控制算法在里进行了仿真验证算法采用系列的软件编制。这实现了对氧化锌晶须生产自动控制系统的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。关键词氧化锌晶须控制可编程控制器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目录摘要第章引言课题的来源及意义氧化锌晶须国内外研究现状氧化锌晶须制备方法的研究氧化锌晶须的应用前景控制系统研究现状传统过程控制的方法智能控制的方法研究内容论文结构第二章控制系统总体设计氧化锌晶须生产工艺过程分析晶须生长机理过程分析配气过程耦合分析生产工艺中尾气利用分析系统控制要求及难点系统设计思想及方法控制系统设计两级计算机控制系统二〇〇七年六月十八日星期硬件选型及特点西门子流量计压力变送器执行器控制系统组成第三章氧化锌晶须生产控制系统控制器设计系统的数学模型解耦控制器的设计多输入多输出系统建模方法解耦控制器的设计思路前馈补偿解耦控制器设计原理增量式控制器设计控制原理控制器设计基于控制系统仿真模块库介绍下控制系统仿真仿真结果及分析第四章氧化锌晶须生产控制系统软件设计上位机监控管理组态软件的整体结构监控软件结构及功能二〇〇七年六月十八日星期编程及算法实现标准软件包编程控制逻辑分析前馈解耦控制算法增量式算法实现第五章控制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，的，当压力小于时，让电磁阀继续通电进行尾气排空，直到压力小于在程序中设定的最小值时再让电磁阀断电，停止尾气排空当压力再次增加时，使电磁阀通电，重复上面的逻辑动作。图为单回路自动控制流程图。数据采集控制打开尾气压缩机电磁阀关闭尾气压缩机电磁阀尾气压缩机压力过大氧含量符合要求用气量符合要求满足要求，进入氧化炉储气罐压力过大关闭储气罐进气电磁阀打开储气罐进气电磁阀开始结束图单回路自动控制流程图当排空电磁阀通电排尾气时，关闭尾气输入管道上的电磁阀，为了使氧含量不受影响，也将空气输入管道上的电磁阀关闭。与此同时停止调节，让电动调节阀的阀位停留在原来的位置，这样保证再次调节时电动调节阀只在原来的阀位附近做小幅度的调节，保证了流量控制的稳定当关闭排空电磁阀时，打开尾气管道和空气管道上的电磁阀，同时也使调节继续进行，实现尾气排空与流量调节的控制。二〇〇七年六月十八日星期前馈解耦控制算法前馈补偿解耦控制算法实现，双输入双输出系统前馈补偿解耦控制算法流程分为如下几步采样，数据转换，输出，输入解耦矩阵开始结束图前馈解耦控制算法流程图输入解耦矩阵，采样计算偏差计算主控制器输出计算解耦装置输出最后是计算机输出。图为前馈解耦控制控制算法流程图。二〇〇七年六月十八日星期增量式算法实现中虽然有自带的模块，为了实际使用方便，在本次设计中自行编写了带死区的增量式算法模块，图为算法流程图，其具体的程序见附录。调入等增量式算法形成输出指令输出递推开始图带死区的增量式算法流程图二〇〇七年六月十八日星期第五章控制系统的运行效果与性能评价系统运行效果图介绍了其加工控制系统的结构。其中过程状态可视化监控模和报警等功能。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，黄块的作用为人机交流，它提供了工艺流程监控氧含量实时曲线流量实时曲线工艺参数显示和报警数据输出等画面，实现了对工艺流程的实时监控。其工艺流程监控图见附录系统性能评价氧化锌晶须生产过程自动控制系统已经应用到实际生产过程中，其