顶杆自动识别系统的设计毕业论文.doc

I摘要在钢管生产过程中，需要实时了解每根顶杆的长度、外径、使用次数等信息。本论文介绍了通过在顶杆尾部开槽的方式，实现顶杆的识别与信息跟踪，基于PLC的控制系统，给出了系统的检测原理，系统构成及软件程序。本课题主要研究工作：第一章综合叙述了钢管的工艺生产流程及API国际标准；说明了国内顶杆自动识别系统的开发现状及存在的问题并阐述了顶杆自动识别系统的工作原理及流程；陈述了课题的来源和论文的主要工作和意义。第二章提出了系统总体的设计要求；根据钢管的具体参数和工作要求对检测系统的整个机架部分进行设计。第三章主要是对组成机架所需要的主要机械零部件（气缸和滚珠丝杠副）进行选型，并对选择过程做出相应说明，以及这些零部件相关的力学和强度校核计算。第四章简述了PLC编程的方式和S7400的组成；提出了PLC程序的测试策略；介绍了传感器的选型，信号转换和安装。第五章总结了顶杆自动识别系统和软件系统开发过程所做的工作，并对系统的改进方向进行了展望。关键词：顶杆；检测；机架；气缸；传感器；PLCIIAbstractIntheexpansionofproduction,itisnecessarytounderstandthereal-timeeachmandrillength,diameter,frequencyofuseandotherinformation.Introducedthroughthemandrilslottingthetail,andpushtoachievetheidentificationandtrackinginformation；PLC-basedcontrolsystem,thesystemisthedetectionprinciple,thesystemandsoftwareprogram.Themainresearchtopics:ThefirstchaptersynthesisnarratedthesteelpipecraftproductionprocessandtheAPIinternationalstandard；Explainedthedomesticroofbarautomaticdiagnosissystemdevelopmentpresentsituationandtheexistencequestionandelaboratedtheroofbarautomaticdiagnosissystemprincipleofworkandtheflow；Statedthetopicoriginandthepaperprimetaskandthesignificance.Thesecondchaptersetthesystemoveralldesignrequest；Toexaminethesystemaccordingtothesteelpipeconcreteparameterandtheworkrequirementtheentireracksectiontocarryonthedesign.Thirdchaptermainlyistocomposesthemainmechanicalsparepartwhichtherackneeds(aircylinderandballbearingguidescrewvice)carriesontheshaping,andtochoosestheprocesstomakethecorrespondingexplanation,aswellasthesesparepartcorrelationmechanicsandintensityexaminationcomputation.ThefourthchaptertosummarizethePLCprogrammingwayandtheS7400compositions；ProposedthePLCprocedureteststrategy；Introducedthesensorshapingandthesignaltransformation.Fifthchaptersummarizedtheworkwhichtheroofbarautomaticdiagnosissystemandthesoftwaresystemperformancehistorydoes,andhascarriedontheforecasttothesystemimprovementdirection.Keywords：mandrildetectionrackbeamssensorPLC徐州工程学院毕业设计（论文）-1目录1绪论.111引言.212背景及原理介绍.313检测系统的组成.514系统开发的必要性.915论文的主要工作和意义.102顶杆自动识别系统的总体设计.1121顶杆自动识别系统的设计要求.1122顶杆自动识别系统的总体设计.113机械部分的设计.1631气缸部分.163.1.1气缸和阀的选型.163.1.2气缸的力学计算及校核.163.1.3气缸的图形及说明.183.1.4系统的气动回路.1932导轨部分.203.2.1滚珠丝杠副的选型.203.2.2滚珠丝杠副的力学计算.203.2.3滚珠丝杠的图形及说明.2233本章小结.234电气部分的设计.2441系统的配电图及说明.2442传感器的选择，安装及数据处理.2443PLC的组成及编程.2744S7-400编程方式.2945本章小结.31结论.32致谢.34参考文献.35附录.错误!未定义书签。附录1.错误!未定义书签。附录2.错误!未定义书签。徐州工程学院毕业设计（论文）-21绪论11引言钢管广泛地应用于机械、建筑和石化等行业，又是国防工业的重要材料，用于制造枪管、炮筒以及其他武器。钢管的生产工艺种类繁多，生产过程非常复杂，生产设备也很庞大，以163机组为例，热轧钢管生产流程如图11所示。图11热轧钢管生产流程按照工艺流程，管坯进入车间后按照工艺要求锯成定尺长度，然后依次经过环形炉加热、三辊穿孔机穿孔、连轧机轧钢、定径机定径。加工成的钢管需要减径的再加热后送至减径机上减径。从定径或减径机轧出的成品管，送至链式冷床上冷却，冷却后锯成定尺长度的钢管（有的需要热处理)输送到斜辊式矫直机上矫直，矫直后依次经过超声波探伤，水压机试验，随后进行其他各项精整工序。精整后的成品管经过感应加热炉后进行涂油打捆入库。根据GB2102-88规定，外径不小于36mm的钢管应在每根钢管一端的端部有喷印、滚印、钢印或粘贴印记。印记应清晰明显，不易脱落。印记内容应包括钢的牌号、产品规格、产品标号和供方印记或注册商标。具体不同类型的管子有不同的印记内容。随着我国加入WTO，国内市场和国际市场的接轨，钢管市场同样面临一系列的问题。国内钢管进入国际市场，必须遵守国际的相关标准。比如无缝钢管要遵守国际标准APISPEC5CT（见表一所示）。过去，大部分的钢管厂家采用人工的方式进行测量和标记。人工测定钢管的长度和重量，并把相关的内容根据国家标准，用涂料写在钢管上。有的钢管厂由工人随意手写，字迹不统一，有的用刷模的方式，字迹相对工整。这种做法沿用了很长一段时间，部分厂家目前仍在使用。很明显，这些方法存在测量精度低、劳动强度大、生产效率低、字迹不清楚等缺点。表11为国际标准APISPEC5CT标准摘录：