钢化玻璃生产过程中,炉温控制是生产过程的重要环节,而钢化炉温度控制是一个时变性、非线性、噪声、且有较大的纯滞后系统,特别是在温度控制过程中,系统有较大的纯滞后时间,而控制系统对滞后时间的处理直接影响到钢化玻璃的生产,本论文就如何寻找更佳的控制方案来补偿系统时滞进行了研究。具体工作如下:1.根据钢化玻璃生产过程的特点及工艺要求,建立对应的数学模型,设计了三种控制器,包括:模糊自适应PID控制器、神经元自适应PID控制器、模糊免疫PID控制器。并在三种控制器基础上改变被控对象的参数进行仿真对比得出:模糊免疫PID控制的响立速度相对较快、调节时间较短,但相对其他两种控制算法超调量较大。本论文从解决温度控制过程的大时滞问题出发选择模糊免疫PID作为系统的控制算法。2.硬件设计方面,结合钢化炉控制系统的组成,分别对系统的检测、加热、冷却以及玻璃输送过程进行设计。(1)SM321模块设计从钢化炉温度控制部分传来的的数字信号(包括进片开关、取片开关的状态和前后炉门的开关状态等)作为模块的输入;SM331模块设计将急冷风压,冷却风压,进、出炉速度、加热、急冷往复速度和玻璃位置等信号作为模块的模拟量输入信号;(2)用FM355S来连接测温元件和功率单元,热电偶(K型)将采集到的温度值经由隔离处理器传入温度闭环控制模块FM355S的模拟量输入端,然后该模块将这些温度信号转换为S7-300的数字值。用SM322来控制进片、取片和前后炉门等的开关按钮,用SM332来控制急冷风压,冷却风压,进、出炉速度,加热、急冷往复速度等;(3)钢化炉各工段的传动电机、加热和冷却风机电机均采用西门子变频器MM440,用USS协议通讯控制调速方式,通过面板设置各个变频器在PROFIBUS上总线上的站地址。3.软件设计方面,进行炉温控制系统硬件组态,对系统的检测、加热、冷却进行了软件设计。采用结构化编程方法,将整个应用程序划分成若干个模块,通过一个主程序(081)来对这些模块进行组织和调用,采用西门子可编程控制器S7-300和工控机构建监控系统,用FameView组态软件建立友好的人机界面,以动态显示钢化炉的炉温状态并能进行实时查询;通过观察实时曲线进一步验证了模糊免疫PID控制降低了系统的大时滞性。