真空定向结晶铸造炉是针对特有材料结合特有工艺完成定向结晶一次成型的铸造过程的生产设备。由于是针对特有工艺过程,操作员要在操作台上操作生产过程,包括温度控制时人工整定PID参数,使得生产效率非常低下。因此为了提高生产率和自动化水平,对这台设备进行数字化改造是必要的。改造的最终目的是使得生产过程能够自动的完成,操作人员能够在线的监视和控制整个的生产过程。本篇论文由此展开。通过研究炉子的生产过程工艺,对炉子的改造进行了新的设计。主要工作有:1.针对上下两个相互耦合的加热区的温度控制的需要,提出了利用对角回归神经网络在线辨识互耦合对象模型的方法,结合单神经元PID控制器,来对控制温度两路PID控制器参数进行在线自整定。分析和建立了数学模型,并进行了数学仿真以验证其正确性和可行性。2.摒弃人工和单片机对温度的智能控制方法,结合新的设计实现了新的方法,即:利用PC的强大的计算能力来完成PLC难以完成的复杂的智能控制算法,然后由PLC执行PC计算的结果进而来精确的控制对象过程。并且结合炉子对象建立并实现了这种控制模型的控制系统结构。3.结合具有特定工艺对象的特点和新的控制方法,并且结合先进人机交互界面设计方法对人机交互界面进行了分析、设计和实现。同时为了服务于整个控制系统结构,还实现了:1.利用主站和从站工业控制网络通讯机制,使主站PC与从站PLC组成DH+网络,并利用DF1协议实现PC与PLC进行实时通讯。2.PC从数据采集卡上完成对温度数据的采集,用来为神经网络的辨识提供实时的参数。