基于机电液一体化的钢管测长测控系统研究与实现

论文摘要

长度是成品无缝钢管贸易结算的主要依据,其测量精度必须满足国家标准要求。钢管在线自动测长系统是无缝钢管车间精整区域的主要设备之一,恶劣的工作环境、24小时连续工作制及±2mm的测量精度要求,都对测长系统的设计提出了很高的技术要求。本文详细地介绍了光电非接触式钢管自动测长系统。论述了测长系统的实现方法,介绍了测长系统的组成、测长原理、工作过程。介绍了机械结构的功能和设计关键,设计出合理的机械结构。根据系统工艺要求设计了以可编程序控制器为第一类主站,以工业PC机为第二类主站的现场控制系统。在液压系统中采用比例控制技术控制液压机构的速度,使步进梁和液压推管机的速度可调,很好地解决了因液压系统的压力突变对机械底座的冲击和对步进机构寿命的影响,有效的提高测量精度和生产效率。在此基础上进行了测长结果误差分析、提出了控制误差的措施。最后介绍了以PLC为控制核心的钢管测长系统硬件和软件的构成和实现。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 机电液一体化技术概述
• 1.1.1 机电液一体化技术的定义
• 1.1.2 机电液一体化技术发展方向
• 1.2 课题研究背景
• 1.2.1 MWS系统介绍
• 1.2.2 管材料的特点
• 1.2.3 钢管测长系统介绍
• 1.3 课题的主要任务
• 1.4 论文的主要工作
• 第二章 钢管测长系统的组成
• 2.1 钢管测长的工作原理
• 2.2 钢管测长系统的组成
• 2.2.1 步进装置
• 2.2.2 液压推管装置
• 2.2.3 阻尼辊道
• 2.2.4 检测装置
• 2.3 影响测长精度的原因和保证精确测长的措施
• 2.3.1 阻尼辊道的影响及控制措施
• 2.3.2 推管机推头的影响及控制措施
• 2.3.3 编码器的影响及控制措施
• 2.3.4 测长光电开关的影响及控制措施
• 2.3.5 编码器清零的影响及控制措施
• 2.4 本章小结
• 第三章 液压驱动系统的研究与实现
• 3.1 液压系统的简介
• 3.2 液压系统的设计步骤
• 3.3 液压驱动系统的实现
• 3.3.1 外负载的计算
• 3.3.2 初选系统工作压力
• 3.3.3 计算和选择伺服液压缸
• 3.3.4 拟定液压系统原理图
• 3.3.5 液压元件的选择
• 3.4 本章小结
• 第四章 钢管测长的电气控制系统
• 4.1 PLC控制系统的结构简介
• 4.2 控制系统的介绍
• 4.3 自动化系统的操作方式
• 4.4 钢管测长系统的配置
• 4.4.1 S7-300 PLC的硬件组成
• 4.4.2 钢管测长系统的硬件配置
• 4.5 钢管测长装置的测量控制系统
• 4.5.1 钢管测长系统控制的介绍
• 4.5.2 液压推管装置的控制
• 4.6 步进装置的控制
• 4.6.1 工艺要求
• 4.6.2 控制系统的组成
• 4.6.3 步进机构的位移检测
• 4.7 本章小结
• 第五章 系统软件的设计
• 5.1 钢管测长称重喷标系统软件的介绍
• 5.2 钢管测长系统程序的设计
• 5.2.1 S7-300程序的结构
• 5.2.2 S7-300的网络
• 5.2.3 WINCC
• 5.3 钢管测长程序的设计
• 5.3.1 钢管测长程序的结构
• 5.3.2 测长系统程序设计
• 5.4 步进装置控制程序
• 5.4.1 步进梁控制程序设计
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文
• 参考文献