六面顶压机是应用静态超高温超高压技术合成人造金刚石的主要生产设备。长时间的压力、温度的稳定和精确控制是生产高品级人造金刚石的必备条件,其中温度控制最为关键且因其不可直接测量成为高品级人造金刚石合成的难点。合成块温度取决于加热条件和散热条件两个因素。加热条件由加热系统控制;散热条件与冷却水、室内温度、空气流动状况、压机机体温度等相关,其中冷却水为主要散热途径。当前压机系统一般根据不同的合成工艺调整冷却水流量的大小,并以合成时的锤温和合成后的质量作为反馈信息对冷却水进行适当调节。该方法的操作过程凭借人工经验,存在一定的盲目性和不可控性,人为因素大效率低。本文以六面顶压机的六路冷却水的冷却功率为控制目标间接控制六面顶压机的散热条件,实现了六面顶压机散热的数字化测量与控制,使散热过程量化且可控。在一定程度上增加了人造金刚石合成过程中的可控力度,减少了不可控因素,为高品级人造金刚石的合成创造有利条件。设计了六面顶压机水冷功率控制系统,通过采集冷却水的入口温度、六路出口温度和六路流量信号分别获得六路水冷功率,采用PID算法分别获得各路流量调节阀的调整量,驱动对应的步进电机完成指定动作。室温对六面顶压机散热有一定的影响,采用无线组网技术和低功耗技术设计了一款室温传感器,根据补偿算法对室温变化进行补偿。硬件设计方面,完成了水冷功率控制系统的整体电路设计,主要包括单端反激电源模块、室温采集模块、水温采集模块、流量采集模块、步进电机驱动接口和通讯接口等。系统采用光电隔离技术增加抗干扰性能,实现被测信号的采集、步进电机的驱动和数据传输。软件设计方面,完成了基于Modbus协议的RS485、RS232、无线传输的通讯接口设计;通过电路自动校准技术和高精度拟合方法实现了高精度的温度测量;以定时器和外部中断相结合的方法等精度测量流量脉冲信号;采用迭代法耗费极少CPU资源实现了六路步进电机的S型曲线加减速;最后采用多模态PID控制方法实现了良好的控制效果。