回流烧结是一种重要工艺手段,烧结工艺水平直接影响元器件的烧结品质。根据烧结工艺的发展和现有技术水平的研究,烧结设备常以真空作为烧结气氛,控温精度较高,但结构复杂、体积庞大,并且造价较高。针对中小型加工企业在控温精度较高的需求下提出结构精简、高性价比的烧结方案,本文设计了一种回流烧结台氮气保护控制系统,以氮气作为烧结气氛保护烧结过程,同时设计一种基于积分分离模糊PID的前置反馈解耦控制策略提高控温精度,对工业烧结技术的发展与烧结设备的更新具有重要的现实意义。本文的重点是研究烧结温度控制算法,并完成系统软、硬件设计与调试。首先确定本文设计的烧结控制系统由计算机、系统控制台、烧结台三部分组成,根据设计需求提出详细的设计方案并完成器件的选型。然后根据所选的器件,设计基于STM32F407的硬件电路,包括系统供电电路、温度采集与控制电路、氮气浓度的采集与控制电路,利用Altium Designer绘制原理图并设计PCB制作硬件电路板,实现烧结台温度、氮气浓度的控制。其次考虑计算机控制系统的时效性、复杂性,设计了积分分离式模糊PID的控制算法控制烧结温度,通过仿真对比PID、模糊PID、积分分离式模糊PID,验证了本文设计的积分分离式模糊PID控制策略优于常规PID控制。同时针对多变量控制系统的耦合效应,设计了前置反馈解耦控制策略,经过MATLAB仿真对比,表明解耦后的温度、氮气浓度数据优于解耦前,解耦后的温度无超调并且调节时间缩短了31%。最后,在Keil5平台上编写STM32控制台软件完成算法移植,采用LabVIEW设计人机交互界面,通过RS485串口实现与STM32的数据收发,按功能要求编写温度设置模块、自动运行模块、数据查询模块,设计与规划前面板布局,使人机交互界面整洁、美观、重点突出,方便测试人员使用。为了保证系统的可靠性,在投入运行使用之前对整个系统进行测试,包括功能测试和精度测试。先在上位机中完成单步调试,再进一步实现循环测试与自动运行测试。采用精度比设计需求高的检测仪所检测的值作为标准值,与实际测量值作对比,以表格的形式分析温度、氮气浓度数据,验证了系统的控制精度满足设计要求。