热处理设备自动化的研究与应用
热处理发展趋势
热处理发展趋势热处理是一种非常重要的金属加工工艺，它通过加热和冷却的方式改变金属材料的组织结构和性能，从而提高材料的硬度、强度和耐磨性等。
随着科技的进步和工业的发展，热处理技术也在不断发展，以下是一些热处理发展趋势：1. 智能化和自动化：随着人工智能和自动化技术的不断发展，热处理设备和工艺控制系统越来越智能化。
自动控制系统可以实时监测和调节热处理过程中的温度、压力和时间等参数，从而提高热处理的稳定性和一致性。
2. 环保和节能：环保和节能是现代工业发展的重要方向，热处理行业也不例外。
新型热处理设备采用高效的能源利用和废气处理技术，减少了能源的浪费和环境污染的排放。
通过优化热处理工艺和参数，可以减少处理时间和能耗，提高能源利用效率。
3. 先进的工艺和材料：随着辅助技术的不断推进，热处理工艺也在不断创新。
采用先进的淬火介质和控制方法，可以提高金属材料的淬透性和耐磨性。
新型金属合金材料的开发和应用也在推动热处理技术的发展，例如高强度、高耐腐蚀性和高温合金等。
4. 数据化和信息化：随着数据采集和处理技术的快速发展，热处理行业也逐渐实现数据化和信息化。
通过采集和分析热处理过程中的各种数据，可以深入了解材料和工艺之间的关系，优化热处理工艺参数，提高产品的质量和一致性。
5. 个性化定制和灵活生产：随着市场需求的不断变化，热处理行业越来越注重个性化定制和灵活生产。
热处理设备具备较大的调节能力和适应性，可以根据不同的工件和要求进行定制化的热处理工艺。
灵活生产模式可以提高生产效率和客户满意度，满足个性化和小批量生产的需求。
热处理技术在智能化、环保节能、先进工艺和材料、数据化信息化和个性化定制等方面都有着较为明显的发展趋势。
这些趋势的出现和应用，将进一步推动热处理行业的发展和进步。
热处理工艺在材料加工中的应用与发展
热处理工艺在材料加工中的应用与发展热处理工艺是一种重要的材料加工方法，它通过加热、保温和冷却的过程，改变材料的组织结构和性能，达到提高材料的机械性能、耐热性、耐腐蚀性等目的。
随着材料科学和工艺技术的不断发展，热处理工艺在材料加工中的应用也越来越广泛。
首先，热处理工艺被广泛应用于金属材料的加工中。
热处理可以改变金属的晶粒尺寸和形状，提高其力学性能。
例如，淬火和回火可以提高钢的硬度和强度；退火可以提高铝合金的塑性和韧性。
同时，热处理还可以消除金属中的内部应力和组织缺陷，提高材料的稳定性和可靠性。
其次，热处理工艺也被广泛应用于非金属材料的加工中。
例如，陶瓷材料经过高温处理，可以改善其晶粒的排列和结构，提高其强度和耐磨性。
同时，热处理还可以用于改变塑料材料的分子结构和物理性能，提高其耐高温性和耐热老化性。
此外，热处理工艺在材料加工中还有一些特殊的应用。
例如，焊接是将金属或非金属材料加热至熔点，然后冷却固化，以实现材料之间的连接。
热处理可以改变焊接接头的组织结构和性能，提高焊接接头的强度和可靠性。
另外，热处理还可以在材料加工中用于改善表面性能，如淬火后的表面硬化处理、热喷涂等。
随着科技的进步，热处理工艺在材料加工中的应用也在不断发展。
一方面，热处理工艺的工艺参数和技术指标得到了不断优化和改进，提高了热处理的效果和性能。
例如，通过控制加热温度、保温时间和冷却速度等参数，可以实现对材料的精确控制和定制化加工。
另一方面，热处理工艺已经开始向更加智能化和自动化方向发展。
例如，热处理设备可以实现自动化控制和远程监测，提高了生产效率和产品质量。
总之，热处理工艺在材料加工中有着广泛的应用和发展前景。
通过热处理工艺，可以改善材料的性能，满足不同领域对材料性能的需求，提高产品质量和可靠性。
随着科技的进步和工艺技术的不断改进，相信热处理工艺在材料加工中将发挥越来越重要的作用。
热处理工艺在材料加工中的应用与发展热处理工艺是一种重要的材料加工方法，通过加热、保温和冷却的过程，改变材料的组织结构和性能，达到提高材料的机械性能、耐热性、耐腐蚀性等目的。
感应热处理技术专题(中)——感应热处理设备的自动化与智能化
工节 拍越 来越 快等 三 重 因素的 综 合 作用 ，使 自动化 、数 字化 与智 能化 成为 当前 国内感 应热
处理 设 备 的发 展 趋 势 。
延 伸和展 现 ，通过 结 合现 有 大 量 的 技 术 案 例 程 序 来 不 断 充 实 、丰富 数 据库 ，从 而达 到 电 源 故障 自诊 断 ， 自动调 整 ，精 准控 制 ；包 括输 入部 分 （ 电压 超 限 、相序 自适 应 、冷 却水 压 力等 ）、 中 间控 制部 分 （ 频 率 自适应 、功 率 闭环 控制 、加 热 时 间等 ）、输 出部 分 （ 负载 骤 变 、感应 器与工件短路等 ）。 数字化Ｉ ＧＢＴ电 源 控 制 板 中所有 驱 动 、反馈 及控 制信 号 （ 电源 中电路 板之 间 驱动信 号
电 源 频 率 自适 应 技 术 ：采 用 数 字 锁 相 环 结 合 模 糊 控 制
化 、高稳 定性 、高可 靠性 、故 障 智能 诊断 、故障远 程 诊断 、 历史 参 数可 溯 、大功 率 、双 频
等 。 虽 然 和 国 外 有 差 距 ，但 是
国内感 应热 处理 设备 近 十年 进 步非常大 。
向是 ：数 字化 、智能化 、高稳定 性 、
高可靠 性 、故 障智能诊 断 、故 障远程
基 于 当前 中 国工 业企 业 结 构
一
款 以 ＤＳ Ｐ ＋ Ｆ Ｐ ＧＡ 作 为 核 心 的
对 电 网 的污 染 治 理措 施 及 效 果 ：数 字 化 技 术 ； 串接 进 线 电
调 整 和转 型升 级 、劳动 力成本 的提 高和技 术 工人 的 紧缺 、对
轮 （ 链 轮 ） 、齿轮 浸液 淬火 自
１ ０～３ ５ ℃ ，报警 提示 并停 机保
热处理工业炉存在的问题
热处理工业炉存在的问题
热处理工业炉在运行过程中可能存在以下问题。
1.温度控制不准确：热处理工业炉需要对温度进行精确控制，以保证工件的热处理效果。
然而，在实际操作过程中，温度控制可能受到许多因素的影响，如炉内气氛、加热速度、设备老化等，导致温度控制不准确。
2.炉内气氛不良：热处理工业炉在进行热处理过程中，需要保持炉内气氛的稳定性。
然而，炉内气氛可能受到各种因素的影响，如燃料燃烧不完全、炉内氧气含量过高、炉内气氛调节不当等，导致炉内气氛不良，从而影响工件的热处理质量。
3.设备老化：热处理工业炉经过长时间的使用，设备可能出现老化现象，如炉膛磨损、加热元件损坏、温度传感器失灵等。
这些老化现象可能导致炉子性能下降，影响热处理的质量和效率。
4.能源利用率低：热处理工业炉的能源利用率直接影响到生产成本和环境保护。
然而，部分热处理炉在设计和操作过程中可能存在能源利用率低的问题，如燃料燃烧不充分、热量损失较大等。
5.自动化程度不高：随着工业生产自动化程度的提高，对热处理工业炉的自动化要求也越来越高。
然而，部分热处
理炉在自动化方面可能存在不足，如控制系统不完善、自动化设备故障频发等，导致生产效率低下。
6.安全隐患：热处理工业炉在高温、高压、有毒等环境下运行，存在一定的安全隐患。
如设备老化、安全防护措施不到位、操作不规范等，可能导致事故发生。
为了解决上述问题，需要对热处理工业炉进行定期维护和检查，提高设备的自动化程度，加强操作人员的安全培训，改进炉内气氛调节技术，提高能源利用率，以确保热处理工业炉的正常运行和热处理质量。
介绍热处理工艺和获得的主要组织
热处理工艺是一种通过对材料进行加热和冷却，以改善其物理性能和结构的工艺。
在热处理过程中，材料会经历一系列的相变和组织结构的改变，从而获得所需的性能。
以下是对热处理工艺和获得的主要组织的介绍：一、热处理工艺1.1 加热热处理的第一步是加热材料至一定温度。
加热温度取决于材料的类型和所需的性能。
在加热过程中，材料内部的晶粒会开始发生变化，原子开始重新排列。
1.2 保温加热至一定温度后，需要保持一定时间，以保证材料内部的结构和晶粒得到充分的改变和调整。
这个过程称为保温。
1.3 冷却经过保温后，材料需要经历冷却过程，使其内部结构和晶粒固定在所需的状态。
二、获得的主要组织2.1 贝氏体组织在热处理过程中，当材料经过加热和快速冷却时，会形成一种具有高硬度和韧性的组织，称为贝氏体组织。
它通常是棒状或片状的形式存在。
2.2 马氏体组织在热处理中通过适当的加热和冷却条件，材料会形成马氏体组织。
这种组织具有良好的强度和耐磨性，可以提高材料的使用寿命。
2.3 淬火组织淬火是指将材料加热至一定温度后经过急冷处理，形成均匀的马氏体组织的过程。
获得的淬火组织具有高硬度和强度，常用于制造工具和刀具等领域。
2.4 回火组织回火是指在淬火后，将材料重新加热至较低温度并保温一段时间后进行缓慢冷却的过程。
这样可以降低材料的脆性，提高其韧性和强度。
2.5 沉淀硬化组织通过加热和保温处理，使材料中的溶质元素形成沉淀物，从而增强材料的硬度和强度。
以上是关于热处理工艺和获得的主要组织的介绍。
热处理工艺在材料加工和制造领域起着非常重要的作用，通过合理的热处理工艺可以使材料获得所需的性能，满足不同工程应用的要求。
3. 金相组织热处理工艺不仅可以对金属材料进行处理，对于一些金属合金材料也同样适用。
经过热处理后，材料的金相组织会得到改善，从而提高其硬度和耐磨性。
金相组织的改善可以使金属材料具备更广泛的应用范围，包括航空航天、汽车制造和机械制造等领域。
中国热处理行业市场分析报告
中国热处理行业市场分析报告引言热处理是一种重要的金属材料处理方法，广泛应用于各个工业领域。
本文将对热处理市场进行分析，包括市场规模、市场趋势、竞争态势等方面，以期为相关企业和投资者提供参考。
1. 市场规模热处理市场的规模在过去几年持续增长。
根据市场研究数据，2019年全球热处理市场规模达到X亿美元，预计到2025年将增长至X亿美元。
这主要受到汽车、航空航天、能源和制造业等行业对热处理产品和服务的需求增加的推动。
2. 市场趋势2.1 技术进步与创新随着科技的进步和应用的不断深化，热处理技术也在不断发展和创新。
新技术的应用，如等离子表面处理、电弧喷涂等，为热处理行业带来了更高的效率和更好的质量控制，进一步推动了市场的发展。
2.2 环保与可持续发展近年来，环保和可持续发展的意识不断增强，热处理行业也不例外。
越来越多的企业开始关注热处理过程中的能源消耗以及废水废气排放等环境问题。
在这种背景下，绿色、高效的热处理技术及设备受到市场的青睐。
2.3 自动化与智能化随着工业自动化和人工智能技术的快速发展，热处理行业也开始应用自动化设备和智能系统，以提高生产效率和产品质量。
自动化生产线和智能控制系统的广泛应用将成为市场的一个重要趋势。
3. 竞争态势热处理行业竞争激烈，主要的竞争者包括传统的热处理企业、国际知名企业和新兴科技企业。
竞争主要集中在产品质量、技术创新、价格和服务等方面。
3.1 产品质量和技术创新高质量的产品和先进的技术是企业在市场竞争中的核心竞争力。
一些领先的热处理企业通过引进先进的设备和技术，不断提高产品质量和工艺水平，并进行技术创新，以满足市场需求。
3.2 价格和服务在价格敏感的市场环境下，竞争对手之间的价格战不可避免。
一些企业通过降低价格来争夺市场份额，但也有一些企业通过提供优质的售后服务和技术支持来吸引客户。
结论热处理市场作为一个重要的金属材料处理市场，具有广阔的发展前景。
随着技术进步、环保意识增强以及自动化智能化的应用，热处理市场将继续保持稳定增长。
先进高温真空热处理炉国产化分析
先进高温真空热处理炉国产化分析高温真空气淬炉是航空发动机叶片及结构件特殊热处理过程中的重要设备，设备运行的稳定性及关键部件供应的稳定性将影响热处理环节。
而国内发动机叶片及结构件热处理，工作温度在1300℃以上，所使用的高温炉均为进口品牌，其中有美国Ipsen，法国BMI等，随着近年国际形势严峻，特殊热处理关键设备进口难度越来越大，其进口关键零部件的供应也存在不稳定的潜在风险，所有进口高温炉关键部件的国产化替代以及全套高温炉的国产化替代势在必行。
1.国产真空炉技术目前现状真空热处理技术早在上世纪60年代在国外已经开始应用，美国海斯公司和日本真空研究所先后研制出了真空淬火油和水剂淬火介质，经过多年的发展，从一般的真空淬火发展到高压气淬、钎焊，渗碳等。
甚至在上世纪90年代，国外已经拥有1600℃真空热处理炉用于高温热处理，而我国的真空热处理起步较晚，热处理炉的设计研制和生产制造从20世纪70年代后期才慢慢开始，近几年，国内主要真空炉制造厂家对高温热处理领域的研究及设备制造才慢慢关注。
经过几十年的迅速发展，我国正在摆脱对国外进口设备的依赖，目前已经可以提供包括真空高压气淬炉、油淬炉、退火炉、烧结炉等在内的满足各类处理需求的全套处理设备。
随着科技的不断进步，不仅真空热处理设备取得了较大发展，而且与其相关的配套产品也取得了巨大进步，比如，各类真空泵、真空阀、传感器、真空测量仪器等，均已实现自主研制，甚至金属或其他材料的保温材料及加热元件也逐步实现了自主研发生产，部分产品的性能和质量已经接近或达到了国外同类产品的水平。
总体上说，相关配套产业的快速发展，有效地促进了我国真空热处理水平的整体进步。
1.国内外真空炉关键技术对比综合来说，国产真空炉与进口真空炉相比，依然存在明显差距。
比如在结构设计，制造工艺，以及关键性能控制和渗氮，渗碳炉等方面，进口真空炉具有更多的行业经验。
下面是国产真空炉与进口真空炉在相关方面的对比。
现代化高周波热处理炉的应用
现代化高周波热处理炉的应用现代化高周波热处理炉作为热处理工业领域的关键设备之一，广泛应用于金属加工、机械制造、汽车工业等众多领域。
其在提高生产效率、加工质量和节能环保方面都具有显著的优势。
本文将从深度和广度两个方面探讨现代化高周波热处理炉的应用，同时分享我的观点和理解。
一、现代化高周波热处理炉的原理及特点现代化高周波热处理炉是一种通过高频电流在工件内部产生涡流热的设备。
其主要由高频发生器、感应线圈和工件夹具等组成。
在工作时，高频发生器将交流电能转换为高频电能，通过感应线圈产生交变磁场，进而在工件内部产生涡流热，从而实现对材料加热处理的目的。
其特点主要包括以下几个方面：1. 高效加热：高周波热处理炉能够将电能转化为热能，使工件在短时间内达到所需的温度，提高了加热效率和生产效率。
2. 均匀加热：高周波热处理炉的加热方式是通过感应线圈对工件进行加热，由于涡流热是由内部产生的，因此可以实现对整个工件的均匀加热，避免了传统热处理中因温度不均匀导致的质量问题。
3. 精确控制：现代化高周波热处理炉采用先进的控制系统，可以实现对加热过程的精确控制，包括加热时间、温度等参数的设定与监控，有效提高了产品质量和生产效率。
4. 环保节能：相比传统的热处理设备，高周波热处理炉具有更低的能量消耗和更小的环境污染，符合现代工业对节能环保的需求。
二、现代化高周波热处理炉在金属加工中的应用现代化高周波热处理炉在金属加工领域有着广泛的应用，其中一些典型的应用包括：1. 固溶处理：高周波热处理炉可以对金属材料进行均匀加热，使其达到固溶温度，从而实现固溶处理。
固溶处理可以改变金属晶体结构，提高材料的力学性能和耐腐蚀性能。
2. 焊接热处理：高周波热处理炉在金属焊接领域有着重要的应用。
通过对焊接接头进行局部加热，可以消除残余应力和金属在焊接过程中产生的缺陷，提高焊接接头的质量。
3. 表面强化处理：高周波热处理炉可以对金属材料的表面进行淬火处理，从而提高其表面硬度和耐磨性。
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文 章 编 号 :1008-0570(2010)08-1-0066-02
《微计算机信息》(测控自动化 )2010 年第 26 卷第 8-1 期
热处理设备自动化的研究与应用
Heat treatment equipment automation research and application
(1.泰山医学院;2.山东服装学院) 赵 振 杰 1 赵 昊 2 王 丹 1
1 概述
结构如图 1 所示。
PLC 在很短的时间里得到了迅速的发展, 它将在工业控制 领域发挥越来越大的作用, 并将成为工业控制领域的主要控制 设备。尽管使用 PLC 首次投资要大些,但从全面及长远看,使用 PLC 还是经济的,特别是随着控制系统的复杂程度的增加,使用 PLC 不仅出于方便与可靠的需要, 而且带来的经济效益也是明 显的。它的可靠性高、使用方便的显著特点将使它的适用范围 更加广泛。
技 Abstract: In modern industrial production, heat treatment has become the guarantee product quality, improve processing conditions, saving energy and materials, an extremely important process measures. This is because the alloy steel and many other excellent prop-
1.控制对象的数学模型 渗碳炉实质上是一个电阻加热炉, 其特殊部分只是增加了 煤油供给及高压风(450kPa)供给装置,就温度控制而言,它与一 般电阻炉没有什么本质不同,只是加热温度曲线如图 3 所示,分 为三个阶段:预热、渗碳、扩散。每个阶段中对炉温、炉压和 CO 含量均有严格要求,并规定了时间间隔。温度控制是一个具有自 平衡能力的大惯性环节,其数学模型可近似表示为:
2 系统的总体结构
本系统采用 OMRON 公司的 CV500 型、CVM1 型、C200HW 型可编程控制器、远程 I/0 节点即现场设备、触摸屏 NT613C 和 PC 机组成了基于三级工业控制网络的监控系统。系统的总体
赵振杰: 讲师 硕士研究生
图 1 热处理设备控制系统的总体结构 本系统采用 OMRON 公司的 CV500 型、CVM1 型、C200HW 型可编程控制器、远程 I/0 节点即现场设备、触摸屏 NT613C 和 PC 机组成了基于三级工业控制网络的监控系统。 控制网中的 PC 机和 CV500 连接组成以太网级即信息管 理层 。 CVM1 和 C200HW 用 CONTROL LINK 线 缆 相 连 组 成 CONTROL LINK 网。CVM1— DRM21 和远程 I/O 节点相连,组 成 Compo Bus/D (即 DEVICE NET)器件网,用于控制生产现场的 热处理设备。 上位 PC 计用于显示、加工、存贮实时采集到的数据;用 VB 设计软件系统用于显示温度、加热时间等等。 用串口线连接触摸屏进行程序及画面传输。用串口线连接 触摸屏和 PLC 进行通讯。 用串口线连接触摸屏和 PLC 的方法如图 2 所示:
创 en the steel, its potential ability to play a major technological measures. Usually, it is important to be heat -treated the majority of machine parts. In this paper, using PC computers and programmable logic controller control method of heat treatment equipment,
ZHAO Zhen-jie ZHAO Hao WANG Dan
摘要: 在 现 代 工 业 生 产 中,热 处 理 已 经 成 为 保 证 产 品 质 量 、改 善 加 工 条 件 、节 约 能 源 和 材 料 的 极 其 重 要 的 一 项 工 艺 措 施 。 这 是因为钢铁及其他很多合金的优良性能(高的硬 度 、强 度 、弹 性 、耐 磨 性 及 良 好 的 切 削 性 能),除 在 冶 金 时 必 须 保 证 一 定 的 化 学成分外,往往还要经过热处理才能获得。 热处理是强化钢材,使其发挥潜在能力的主要工艺措施。 通常,重要的机器零件大 多 数 都 要 进 行 热 处 理 。 本 文 研 究 了 用 PC 机 和 可 编 程 控 制 器 实 现 热 处 理 设 备 控 制 的 方 法 , 主 要 包 括 : 箱 式 电 加 热 炉 、 盐 浴 炉 、 渗碳炉等的控制。 显然,这不但能提高每台炉子的自动化水平,充分发挥单台炉子的作用,而且,更能加强热处理车间各台炉 子的协同作用,提高生产效率。 关键词: 控制; 设备; 网络; PC 机 中图分类号: TP29 文献标识码: B
3 炉温控制及其控制算法
若用 D(s)的零点抵消 G(s) 中的大惯性极点,即选择 =Td,根 据二阶工程设计发求得 Ti=2kd ,最后得到模拟调节器的结构为
本系统中被控制对象是炉内温度, 温度经过传感器单元的 转换,变成对应当是温度的数字信号,送往 PLC 控制器。温度至 于设定值比较,根据偏差大小,按比例积分(PI)调节规律计算出 校正量。通过其模拟量(D/A)单元输出控制信号,消除温度的偏 差。PLC 的输出信号是的电压信号,该信号被送往现场的执行机 构,让温度达到并稳定在设定之上。以渗碳炉为例给出其算法。
图 4 炉温控制系统方框图 炉温控制系统设计的任务归结为设计数字控制器 D(z)。根 据对象特性,可采用纯滞后是密斯补偿控制或大林算法,本系统 采用工程上用的二阶最佳设计法先求模拟控制器 D(s),然后再 利用等效离散化设计方法转换为数字控制器 D(z)。对象中的纯 滞后环节 可由泰勒一阶近似式转换为一阶惯性环节为
4 结束语
本文主要阐述了噪声等效反射率的计算模型。定量地给出 了传感器的各种参数对系统性能的影响。可以看到等效噪声反 射率只是一个基本指标, 对于不同的应用可以设计出不同的特 定指标,比如,若传感器用于植被叶面积指数(LAI)的测定,则可 以将叶面积指数和反射率之间建立关系, 使用上文阐述的方法 结合实际可以非常容易地模拟出等效噪声 LAI 这一应用指标, 根据这一指标则可以进行各种应用领域中遥感图像的仿真模 拟,并使模拟结果更加精确。 参考文献 [1]Grum, F., & Becherer, R.J. (1979). Optical Radiation Measure－ ments: Vol. 1, Radiometry.Academic, NY. [2]Hecht, E. (1990). Optics. 2nd. ed., Addison-Wesley, Reading, MA. [3]Budde, W. (1983). Optical Radiation Measurements: Vol. 4, Physical Detectors of Optical Radiation. Academic, NY. [4]Dereniak, E.L., & Crowe, D.G. (1984) Optical Radiation De－ tectors. Wiley, NY. [5]Daniel Schl?pfer & Michael Schaepman, Modeling the Noise E－ quivalent Radiance Requirements of Imaging Spectrometers Based on Scientific Applications, Applied Optics, 2002, Vol. 41 (27), 5691-5701. [6]Rogatto, W.D., ed. (1993). Electro-optical components. The In－ frared and Electro-optical System Handbook, Vol. 3, J.S. Accetta, & D.L. Shumaker eds. SPIE Optical Engineering Press, Belling－ ham, WA. [7]代霜, 徐抒岩. 空间遥感相机电子学仿真专家系统, 2006 年 01S 期, 微计算机信息. 作者简介:陈宇(1984- ),男(汉族),江苏省扬州市人,中国科学院 遥感应用研究所信号与信息处理在读硕士研究生。主要从事传 感器模型的研究。 Biography:CHEN Yu (1984-), male (Han), Jiangsu,Chinese Academy of Sciences, Signal and Information Processing, Research area is sensor model.
术 erties (high hardness, strength, flexibility, abrasion resistance and excellent cutting performance), with the exception must be guaranteed in metallurgical chemical composition of things, they often have to get through the heat treatment. Heat treatment is to strength-
新 mainly including: box-type electric furnace, salt bath furnace, carburizing furnace, etc. control. Obviously, this will not only enhance the level of automation for each stove, give full play to the role of a single furnace, but it will enhance the heat treatment furnace plant synergies and improve production efficiency. Key words: Control; Device; Network; PC