六面頂壓機(jī)水冷功率控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、六面頂壓機(jī)是應(yīng)用靜態(tài)超高溫超高壓技術(shù)合成人造金剛石的主要生產(chǎn)設(shè)備。長時間的壓力、溫度的穩(wěn)定和精確控制是生產(chǎn)高品級人造金剛石的必備條件，其中溫度控制最為關(guān)鍵且因其不可直接測量成為高品級人造金剛石合成的難點(diǎn)。合成塊溫度取決于加熱條件和散熱條件兩個因素。加熱條件由加熱系統(tǒng)控制；散熱條件與冷卻水、室內(nèi)溫度、空氣流動狀況、壓機(jī)機(jī)體溫度等相關(guān)，其中冷卻水為主要散熱途徑。當(dāng)前壓機(jī)系統(tǒng)一般根據(jù)不同的合成工藝調(diào)整冷卻水流量的大小，并以合成時的錘溫和合成后

2、的質(zhì)量作為反饋信息對冷卻水進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。該方法的操作過程憑借人工經(jīng)驗，存在一定的盲目性和不可控性，人為因素大效率低。本文以六面頂壓機(jī)的六路冷卻水的冷卻功率為控制目標(biāo)間接控制六面頂壓機(jī)的散熱條件，實(shí)現(xiàn)了六面頂壓機(jī)散熱的數(shù)字化測量與控制，使散熱過程量化且可控。在一定程度上增加了人造金剛石合成過程中的可控力度，減少了不可控因素，為高品級人造金剛石的合成創(chuàng)造有利條件。
　　設(shè)計了六面頂壓機(jī)水冷功率控制系統(tǒng)，通過采集冷卻水的入口溫度、六路出

3、口溫度和六路流量信號分別獲得六路水冷功率，采用PID算法分別獲得各路流量調(diào)節(jié)閥的調(diào)整量，驅(qū)動對應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)完成指定動作。室溫對六面頂壓機(jī)散熱有一定的影響，采用無線組網(wǎng)技術(shù)和低功耗技術(shù)設(shè)計了一款室溫傳感器，根據(jù)補(bǔ)償算法對室溫變化進(jìn)行補(bǔ)償。
　　硬件設(shè)計方面，完成了水冷功率控制系統(tǒng)的整體電路設(shè)計，主要包括單端反激電源模塊、室溫采集模塊、水溫采集模塊、流量采集模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動接口和通訊接口等。系統(tǒng)采用光電隔離技術(shù)增加抗干擾性能，實(shí)現(xiàn)被