真空退火爐的發展曆程和應用現狀

由於(yu) 真空熱處理技術具有無脫碳、無氧化、脫脂、脫氣、表麵質量好、變形微小、熱處理零件綜合力學優(you) 異、使用壽命長、無公害、無汙染等優(you) 點。因此，幾十年來，在上真空熱處理技術始終是金屬熱處理技術發展的熱點。

美國能源部工業(ye) 技術廳、美國金屬學會(hui) 熱處理學會(hui) 等權wei部門針對美國熱處理工業(ye) 21世紀的發展遠景進行了預測，未來對熱處理工業(ye) 質量要求高，生產(chan) 效率不斷得到提高，控製效果好，工作環境衛生，清潔無汙染，生產(chan) 中采用智能係統控製對標準的閉環控製係統進行控製，提高產(chan) 品的，控製結果使工藝時間減少一半，大大地降低成本。

這些設想，為(wei) 真空熱處理技術的發展提供了廣闊的平台和機遇，同時促進了現有的各種控製策略在真空熱處理設備控製係統中的應用。

早在20世紀20年代，美國無線電公司就研製了VAC-10型真空熱處理爐。1949年美國芝加哥一家企業(ye) 將真空熱處理應用於(yu) 生產(chan) 中，這是真空熱處理技術工業(ye) 應用的起點，至今已逾半個(ge) 多世紀。對於(yu) 真空熱處理爐，發展的較為(wei) ，生產(chan) 的真空熱處理爐指標比較高、有很好的實用價(jia) 值。如美國的VFS公司，法國的ECM公司，俄羅斯爾熱爾夫公司，對於(yu) 像大型真空爐這樣爐膛體(ti) 積大，有效工作區範圍大、真空度要求高的控製係統，美國的VFS公司不但具備完善的理論基礎，而且在應用上還具有非常強的實踐操作能力。真空熱處理設備采用PLC做為(wei) 控製係統核心，在很大程度上便於(yu) 係統的擴展，能夠適應工業(ye) 生產(chan) 過程的各種需要，是一種理想的熱處理過程自動控製係統產(chan) 品。溫度控製策略方法形式多樣，包括自適應PID，模糊控製、神經網絡、遺傳(chuan) 算法等。係統總體(ti) 通用性強，控製功能完善，組態靈活和安裝簡單規範，操作顯示集中和人機界麵友好，數據處理和調試方便，運行可靠和控製效果好以及造價(jia) 低等優(you) 點。

在真空退火爐溫度控製係統方麵，2006年，日本RKC儀(yi) 表公司開發出一種的軌道安裝式高密集度多用溫度控製係統，用於(yu) 真空退火爐設備的加熱溫度自動控製，該控製係統型號為(wei) SRZ DIN型，其控製準確度為(wei) 0.2%級，係統掃描周期為(wei) 250ms。該控製係統根據控製對象方式可以分為(wei) 單加熱控製和加熱/冷卻控製兩(liang) 種型號，控製模式分為(wei) 位式控製、比例控製和多級控製三種。為(wei) 了滿足大型真空退火爐加熱溫區多的要求，該控製係統具有擴展功能，多可擴展至16個(ge) 功能模塊，每個(ge) 功能模塊可以控製4個(ge) 單加熱溫區或者8個(ge) 加熱/冷卻溫區。每個(ge) 模塊具有10個(ge) 標準信號輸入通道，可以從(cong) 工業(ye) 現場采集標準的熱電偶信號、電壓或者電流信號，具有很強的兼容性。出於(yu) 真空退火生產(chan) 工藝中對設備的正常運行要求*，該加熱控製係統針對這一要求設計了很多報警功能，包括控製回路開斷報警、加熱電阻帶熔斷報警、控製網絡故障報警等，很好的滿足了真空退火的生產(chan) 工藝要求。另外，該加熱控製係統采用集成化設計，整個(ge) 係統被集成安裝在一個(ge) 控製盤內(nei) ，外部控製麵板界麵清晰，人機交互好，檢修維護方便，克服了以往真空退火溫度控製器存在分散性的弊端。

智能控製是一門新興(xing) 的交叉前沿學科，是自動控製學科發展過程中一個(ge) 嶄階段。目前智能控製的研究與(yu) 應用已深入到眾(zhong) 多的領域，例如航空航天、軍(jun) 事、工業(ye) 以及冶金行業(ye) 等。智能控製的發展過程經曆了一下階段：

20世紀20年代，布萊克、奈奎斯特和博德在貝爾實驗室的一係列工作中奠定了經典反饋控製理論基礎。經典控製理論是對由微分方程和差分方程描述的動力學係統進行控製的理論和方法，研究的是單變量常係數線性係統，隻適用於(yu) 單輸入單輸出控製係統(SISO)。

20世紀60年代以後，產(chan) 生了線性係統理論、*優(you) 控製理論、係統辨識、隨機控製理論、自適應控製理論和魯棒控製理論等現代控製理論。現代控製理論主要表現為(wei) 控製對象結構的轉變、分析方法的改變、研究方法的改變和建模手段的改變等幾個(ge) 方麵。

20世紀60年代初，F.W.Smiths 首先采用模式識別器來學習(xi) *優(you) 控製方法，試圖用模式識別技術來解決(jue) 複雜係統的控製問題，1965年，美國加利福尼亞(ya) 大學伯克利分校的紮德（L.A.Zadeh）教授提出了模糊集合理論，為(wei) 模糊控製奠定數學基礎。

20世紀70年代初，普渡大學傅京孫（K.S.Fu)等人從(cong) 控製論的角度總結了人工智能技術與(yu) 自適應、自組織、自學習(xi) 控製的關(guan) 係，提出了智能控製的概念，並正式提出智能控製是人工智能技術與(yu) 控製理論的交叉。

20世紀70年代中期，智能控製在模糊控製的應用上取得了重要的進展。1974年英國倫(lun) 敦大學瑪麗(li) 皇後分校的E.H.Mamdani教授把模糊理論用於(yu) 控製領域，把紮德教授提出的IF-Then型模糊控製規則用於(yu) 模糊推理，通過實驗取得了良好的結果。

20世紀80年代後，專(zhuan) 家係統技術的逐漸成熟和神經網絡研究的重大突破，使得智能控製的研究和應用領域逐步擴大。

20世紀90年代以後，智能控製的研究勢頭異常迅猛，智能控製進入了應用階段，其應用研究領域由工業(ye) 過程控製擴展到軍(jun) 事、航天航空等高科技領域。模糊技術的發展已經相當成熟，模糊控製在工業(ye) 控製中的比重日益增加並取得了良好的控製效果。