钟罩炉是一种专门烧结软磁材料的设备,烧结时炉内的气氛和温度都比较均匀,并具有较高的精度,批次烧结的产量大且次品率相对较低,特别适合于在Mn-Zn等高磁导率以及低损耗等高档铁氧体材料的工艺烧结。作为工业上烧结软磁材料的专用设备,对于不同的烧结原材料,钟罩炉需要满足其特定的气氛条件与温度要求,炉内气氛与温度控制的好坏直接影响产品的最终性能,因此研究一款控制精度高、气氛与温度可靠性好的控制器具有重要的现实意义。本文针对钟罩炉气氛部分的控制做了系统的研究,分别从硬件电路、软件系统以及控制算法三个切入点来阐述系统的具体设计方案。硬件电路选用了嵌入式控制器S5PV210为平台,设计采用了核心板与底板的形式,核心板可搭载多种底板,针对本课题,文中设计了适用于钟罩炉控制系统的专用功能底板。软件系统包含了嵌入式操作系统和上位机两部分的设计,本文采用了Linux操作系统并搭载QT/M图形界面,可灵活实现嵌入式工控机的现场功能,界面简洁;上位机远程控制程序的设计采用的是亚控科技的组态王6.53,上位机与嵌入式工控机通过RS485总线进行通信。气氛控制关系到产品的最终性能,而气氛的控制会受到环境等诸多因素的影响,常具有较大的时滞性和非线性等特点,因而常规PID控制难以取得理想的控制效果,本文在控制方面采用了自适应模糊PID控制算法与数学模型相结合的策略,自适应的PID控制算法是由经典PID算法加上模糊控制构成的,系统的稳定性能好,动态响应快且产生的超调量极小;从气氛控制曲线,可以看到在气氛控制过程中有两个比较特殊的阶段—致密化与反弹(致密化要求氧含量急速下降到0.01%以下,反弹要求氧含量从最小值(趋于0)急速上升至5.5%)因而为高效精准地跟随曲线,文中采用了数学模型来使氧含量以最快速度接近目标值而不产生超调现象,之后再结合自适应PID控制做微调。通过实验模拟调试,结果表明本控制系统线性度好、控制精度高、稳定性好,理论上可达到理想的控制效果,本文气氛控制系统方案可行。