树脂砂芯是常用的砂型铸造材料之一,在其制造过程需要在表面涂敷一层耐火涂料并进行烘干,以改善其表面化学稳定性、耐热性等性能。目前在工业现场,砂芯的烘干多采用一些简易热风烘干设备,这类设备控制系统简单,采用PID算法控制热风温度,存在自动化程度低、热风温度控制效果差等诸多弊端。工业现场迫切需要一款能够实现砂芯自动烘干的设备,以降低现场人员劳动强度,提升砂芯涂料烘干质量以及生产效率。基于此,本文以企业砂芯烘干线建设项目为基础,设计了一款砂芯烘干线控制系统,实现了砂芯涂敷涂料后的自动烘干功能。首先,在对砂芯烘干线工作原理、控制系统需求及性能指标分析的基础上,按照模块化等设计思想,完成了砂芯烘干线控制系统总体方案的设计。同时针对多种砂芯热风烘干过程时变干扰强、非线性严重等特点,确定了系统采用改进灰狼算法优化的BP神经网络PID算法对热风温度进行控制。其次,根据烘干线内控制信号的类型与数量,完成控制系统的选型设计与硬件设计。同时,对加热装置方案进行设计,基于STM32单片机对加热装置热风温度控制系统进行电气原理设计,对输送设备进行选型与电气原理设计。接着,设计了改进灰狼算法优化的BP神经网络PID热风温度控制算法,并根据烘干原理与系统辨识建立了系统数学模型。通过仿真分析验证了该算法与PID、BP神经网络PID算法相比具有更优的控制稳定性。最后,对烘干线控制系统程序包括PLC程序、触摸屏组态、Win CC监控界面进行了设计。将控制系统运用于砂芯烘干线中,进行现场调试与砂芯烘干试验。砂芯烘干试验结果表明,该控制系统可以实现砂芯烘干的自动控制,同时相较于PID算法,系统采用IGWO-BPNN-PID算法,提高了热风温度控制稳定性。