钢管检测与标识系统中液压步进梁的研究与开发及控制软件的设计

论文摘要

钢管是一种工业金属材料,广泛应用于机械、建筑和石化等行业,是国民经济发展的一个重要支柱;同时钢管也是国防工业的重要材料,用于制造枪管、炮筒以及其他武器。但目前钢管的整条生产流水线还依赖于进口。 本文以“包钢集团石油套管厂MWPBS系统的研制与开发”项目为背景,研究了钢管生产线上精整区测长、称重、打标、涂色、喷标系统,并进行了该项目的液压步进梁系统的设计和控制软件的设计,取得了成功。本课题的主要研究工作如下: 第一章论述了研究本课题的背景,简单介绍了钢管检测与标识系统。分析了步进梁的作用和国内外研究现状,最后提出了课题任务,简述了论文的主要工作。 第二章根据检测与标识生产线的整体组成结构,介绍了测长、称重、打标、涂色、喷标子系统,包括系统组成、工作流程;最后给出了电气控制系统的设计思想。 第三章首先对液压步进系统进行了结构分析,提出来机械设计的要点,并对核心传动部件摇杆进行了强度校核。接着介绍了液压系统的设计,阐述了参数的计算和元件的选择过程。 第四章在分析了闭环控制与开环控制各自的优缺点和适用场合基础上,结合具体工况,对比例阀控电液随动系统的控制方案的进行了选择,提出了PID控制策略。并研究了PID控制策略在系统中的优化与实现。 第五章介绍了软件系统的组成,重点研究了上位机程序的设计、上位机程序和PLC程序的接口的设计,最后介绍了PLC程序的设计。 第六章对论文所做的工作进行了总结,并对钢管MWPBS系统研发进行了展望。

论文目录

• 第一章 绪论
• §1.1 课题背景
• §1.2 钢管检测与标识系统的简介
• §1.3 步进梁的作用
• §1.4 控制软件的介绍
• §1.5 课题任务
• §1.6 论文的主要工作
• 第二章 钢管检测与标识系统总体结构
• §2.1 检测与标识生产线的各个组成部分
• §2.1.1 测长系统
• §2.1.2 称重系统
• §2.1.3 打标系统
• §2.1.4 涂色系统
• §2.1.5 喷标系统
• §2.2 MWPBS电气控制系统
• §2.3 本章小结
• 第三章 液压步进系统的设计
• §3.1 引言
• §3.2 步进系统的机械设计
• §3.2.1 步进系统主要结构
• §3.2.2 步进系统的机构设计
• §3.2.3 油缸推力的计算
• §3.2.4 摇杆受力的计算
• §3.3 步进梁的液压系统设计
• §3.3.1 液压系统简介
• §3.3.2 液压系统元件选型
• §3.4 本章小结
• 第四章 比例阀控电液随动系统的分析
• §4.1 引言
• §4.2 控制策略的选择
• §4.3 PID控制策略的研究
• §4.4 PID参数的整定
• §4.5 伺服油缸运动形式的设定
• §4.6 本章小结
• 第五章 软件系统设计
• §5.1 软件系统简介
• §5.2 上位机程序的设计
• §5.2.1 上位机的工作原理及实现的功能
• §5.2.2 上位机控制程序的设计
• §5.3 上位机与下位机接口程序的设计
• §5.4 PLC程序的设计
• §5.4.1 PLC程序的概念
• §5.4.2 PLC程序的设计
• §5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• §6.1 总结
• §6.2 展望
• 参考文献
• 附录一：液压步进梁总图
• 附录二：硕士期间发表的文章和参加的项目
• 致谢