真空脱气炉是稀有金属加工的重要设备,稀有金属真空脱气是改善稀有金属及其合金性能的重要工艺措施,真空脱气工艺对炉室的真空度、温度精确性及均温性有着极高的要求。本课题针对真空脱气炉炉室两个温区真空度与温度的协调性、温度精确性及温度均温性的问题,进行稀有金属真空脱气过程控制系统研究。本文以真空脱气炉为研究对象,首先,分析稀有金属真空脱气工艺过程、设备组成和设备特点,明确稀有金属真空脱气过程控制系统控制需求和功能需求。研究真空脱气炉炉内热传导过程,建立真空脱气炉炉室两个温区的温度数学模型,并通过阶跃响应法进行系统辨识,确定炉室两个温区的传递函数。为了实现炉室两个温区的有效控制,本文采用模糊PID控制策略设计单温区控制器对炉室单温区温度进行控制,满足单温区温度的温度精确性控制要求。采用神经网络控制策略设计多温区解耦器对炉室多温区温度进行解耦,满足多温区温度的均温性控制要求,从而满足真空脱气过程控制系统的控制需求。其次,根据系统的功能需求和现场总线技术,提出真空脱气过程控制系统的控制方案,完成系统硬件选型与硬件组态,系统以工控机（IPC）作为上位机、S7-200 SMART PLC作为下位机,基于RS485总线和工业以太网,实现工控机与PLC的实时通信,结合现场智能仪表,实现炉室两个温区真空度与温度的闭环控制。最后,利用Win CC组态软件设计友好的人机界面,包括系统登录界面、系统工况界面、报表查询界面、历史曲线界面、报警管理界面和工艺设置界面,实现真空脱气过程控制系统的数据显示与远程监控功能。通过OPC技术实现Matlab和Win CC之间的数据访问,进行炉室两个温区控制器控制参数的在线整定,实现炉室两个温区温度的精准控制和均温控制,提高稀有金属真空脱气效率和产品质量。真空脱气过程控制系统实际运行情况和数据分析结果表明,该控制系统的控温精度和均温性满足系统工艺要求,实现了真空脱气炉真空度和温度的有效控制,具有一定的推广应用价值。