本文在综述国内外计算机控制系统的现状及发展趋势的基础上,结合我国碳纤维研究的实际需求,研制了一套用于流态化预氧化及炭化焦油消除的计算机控制系统,并开发了配套的上位机监控软件。 该系统采用分布式结构,具有温度监控、牵伸控制、保护气氛监控、流量控制功能。其中温度控制采用自适应PID控制,配合先进的混合控制策略,升温速度快,控温精度高;牵伸控制采用先进的伺服电机调速取代传统的步进电机调速,调节更灵活、精确,噪音低;保护气氛监控通过监控氮气中微量氧和微量水分的含量,配合相应的气体净化设备,既可保证炭化质量,又可降低成本。 上位机软件利用Windows API函数实现串行通信,可以运行于Windows 98/2000/XP多个系统下;使用多线程技术提高了系统性能;监控画面可同时显示多条控制参数变化曲线,并具有强大的定制功能;数据处理及伺服电机监控界面友好,操作简单;软件开发充分利用了成熟的技术,运行稳定,可靠性高。 系统已配合863课题需求投入实验运行。运行结果表明:控制系统设计合理,控制准确,运行稳定,上位机软件具有良好的人机界面,功能完善,达到了设计要求。 通过对实验数据的分析,初步建立了流态化预氧炉传热温度(T)—时间(t)模型,应用该模型计算数据与实验数据吻合。在此模型基础上,编写了工艺仿真程序。