【正文】 d realize integrated automation of the production process. Zinc oxide whiskers production process is considered as the research object in the analyzing the relationships between gas parameters accessed to the oxidation furnace and the whiskers quality, the gas distribution control system is researched and designed according to the request of the main factors— the oxygen content and the gas first,the paper propose a framework for the structure of the control system,and summarized its features。 應(yīng)用軟件采用 MCGS 組態(tài)軟件和 Siemens PLC S7300 系列的 STEP 7 軟件編制，其中采用 MCGS 組態(tài)軟件開發(fā)了該控制系統(tǒng)的監(jiān)控軟件，并將控制算法在 MATLAB 里進行了仿真驗證； PID 算法采用 Siemens PLC S7300 系列的 STEP 7 軟件編制。在分析了氧化鋅晶須生產(chǎn)過程中氧化爐用氣參數(shù)與晶須質(zhì)量的關(guān)系后，針對影響 氧化爐用氣 的兩個主要參數(shù) 氧含量和流量， 進行了配氣控制系統(tǒng)的研究和設(shè) 計。為此，迫切地需要設(shè)計氧化鋅晶須的生產(chǎn)自動控制系統(tǒng)來提高其產(chǎn)品的質(zhì)量，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程綜合自動化。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 畢業(yè)設(shè)計說明書畢業(yè)論文 基于 MCGS 的氧化鋅晶須生產(chǎn)過程系統(tǒng)設(shè)計 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 摘 要 氧化鋅晶須生產(chǎn)過程是一個較為復(fù)雜的過程。由于長期依靠人工經(jīng)驗，現(xiàn)場操作缺乏科學(xué)的指導(dǎo)，使得通入氧化爐的氣體參數(shù)不穩(wěn)定，導(dǎo)致氧化鋅晶須產(chǎn)品質(zhì)量低。 本設(shè)計以氧化鋅晶須生產(chǎn)過程為研究對象。 本 文首先提出了該控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架，并總結(jié)了其功能特點 ；并根據(jù)給定的數(shù)學(xué)模型 ，采 用前饋解耦 控制算法和增量式 PID 算法 ，對氧化鋅晶須生產(chǎn)過程中的氧含量和流量進行了 控制。這實現(xiàn)了對氧化鋅晶須生產(chǎn)自動控制系統(tǒng)的配氣過程重要參數(shù)的監(jiān)視、氧含量和流量的穩(wěn) 定控制和報警等功能。then,according to a given mathematical model， we control oxygen content and flow in the Zinc oxide whiskers production process,with using of feedforward decoupling control algorithm and incremental PID control algorithm. Applications use MCGS configuration software and Siemens PLC S7300 series of the STEP 7 software development. MCGS configuration software uses one of the development of the control system monitoring software, control algorithms and carried out in the MATLAB simulation。 PID control。 programmable logic controller 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 目 錄 摘 要 ........................................................................................................................................ II Abstract .....................................................................................................................................III 第一章 引 言 ............................................................................................................................ 1 課題的來源及意義 ..................................................................................................... 2 氧化鋅晶須國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ..................................................................................... 2 氧化鋅晶 須制備方法的研究 .......................................................................... 3 氧化鋅晶須的應(yīng)用前景 ................................................................................... 4 控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 ..................................................................................................... 7 傳統(tǒng)過程控制的方法 ...................................................................................... 7 智能控制的方法 .............................................................................................. 8 研究內(nèi)容 ..................................................................................................................... 8 論文結(jié)構(gòu) ..................................................................................................................... 9 第二章 控制系統(tǒng)總體設(shè)計 .................................................................................................... 10 氧化鋅晶須生產(chǎn)工藝過程分析 ............................................................................... 10 晶須生長機理過程分析 .................................................................................11 配氣過程耦合分析 ........................................................................................ 12 生產(chǎn)工藝中尾氣利用分析 ............................................................................ 12 系統(tǒng)控制要求及難點 ............................................................................................... 12 系統(tǒng)設(shè)計思想及方法 ............................................................................................... 13 控制系統(tǒng)設(shè)計 ........................................................................................................... 15 兩級計算機控制系統(tǒng) .................................................................................... 15 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 硬件選型及特點 ............................................................................................ 16 西門子 PLC .......................................................................................... 16 流量計 .................................................................................................. 17 壓力 變送器 .......................................................................................... 18 執(zhí)行器 .................................................................................................. 19 控制系統(tǒng)組成 ................................................................................................ 20 第三章 氧化鋅晶須生產(chǎn)控制系統(tǒng)控制器設(shè)計 .................................................................... 22 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 ....................................................................................................... 22 解耦控制器的設(shè)計 .................................................................................................... 22 多輸入多輸出（ MIMO）系統(tǒng)建模方法 ..................................................... 22 解耦控制器的設(shè)計思路 ................................................................................ 23 前饋補償解耦控制器設(shè)計原理 .................................................................... 24 增量式 PID 控制器設(shè)計 ........................................................................................... 26 PID 控制原理 ................................................................................................. 26 PID 控制器設(shè)計 ............................................................................................. 28 基于 Simulink 控制系統(tǒng)仿真 ................................................................................. 30 Simulink 模塊庫介紹 .....................................................................................