金刚石不仅是自然界中存在的最坚硬的物质,而且还具有优异的光学、热学和电学等综合性能,因此在工业领域特别是高新技术领域有着广泛的应用前景。但天然金刚石成本昂贵、开采困难,是不可再生资源,这在很大程度上限制了金刚石的应用,因此人工合成金刚石技术成为了研究热门。目前,化学气相沉积（CVD）法能够在较低的生产成本下合成高质量金刚石膜,而微波等离子化学气相法（Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition,MPCVD）凭借无电极污染的优势成为制备高品质金刚石膜的最理想方法。在利用MPCVD法合成金刚石的过程中,金刚石的生长受到含碳气体浓度、衬底温度、真空腔压强、微波功率等多种因素的共同影响,只有综合考虑并控制好这些工艺参数,才能制造出品质优良的金刚石。论文在深入研究MPCVD法原理的基础上,设计开发出一套基于该方法的人工合成金刚石控制系统。系统选用性能优良的新型西门子PLC作为控制器,并选用精度高、稳定性好的微波发生器、质量流量控制器、压力控制器等作为执行器,通过程序设计实现对气体浓度、温度、压强、微波功率等工艺参数的自动控制。本文设计的控制系统参数调节速度快、运行效率高,并且提高了人工金刚石生产过程的自动化程度。论文主要工作由以下几方面组成:（1）通过研究MPCVD法合成金刚石的工艺原理,设计人工合成金刚石的生产工艺流程以及工艺参数,提出系统的总体设计方案。（2）对人工合成金刚石控制系统进行硬件设计和软件编程。选用西门子1200系列PLC作为控制器,选择具有控制功能和通讯功能的新型数字化仪表设备实现工艺参数的测量和控制。根据人工合成金刚石工艺流程对系统进行了软件编程,利用西门子TIA博途软件平台完成了PLC与数字化仪表的通讯程序设计和开机预热工艺、保温工艺、关机降温工艺的程序设计。特别是在保温工艺阶段设计了配方控制方案,能够根据温度测量值、微波和压强的匹配关系以及现有的实验数据对工艺参数进行自动调节。（3）设计了上位机监控系统。由两部分组成:本地监控系统和远程监视系统。本地监控系统通过TIA博途软件集成的SIMATIC WINCC进行设计,实现了对现场生产过程数据的监测、修改、报警、数据记录等功能;远程监视系统通过微软提供的.NET操作平台,使用Visual Studio C#编程语言进行设计,在不借助智能网关的情况下实现了远程监视设备状态信息的功能。