顶棒自动识别系统之检测支架设计毕业论文.doc

徐州工程学院毕业设计(论文)I摘要在钢管测长时,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，给出了系统的检测原理。本课题主要研究工作：1.综合叙述了钢管的工艺生产流程,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。2.提出了系统总体的设计要求,根据系统的整体组成结构进行了机架设计，传感器的应用及检测原理，包括系统组成和工作过程以及设计时应注意的问题。3.主要是对系统所需要的主要机械零部件进行选型，并对选择过程做出相应说明，以及一些相关的力学和强度校核计算还有给出零部件的受力变形图等设计过程。4.简述了plc的组成模块及plc的编程。5.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。关键词测长；顶杆；检测；机架；横梁；传感器；plc徐州工程学院毕业设计(论文)IIAbstractInthepipelengthmeasurement,itneedsreal-timeunderstandingofeachmandrilthelength,diameter,thefrequencyofuse,andotherinformation.Inthispaperweintroducedthroughthemandriltailslottedthewaytoachievemandriltheidentificationandtrackinginformation,thesystemisdetectingprinciple.Themainresearchtopics:1.Comprehensivedescribedthepipeoftheproductionprocess,thatthedomesticmandrilAutomaticIdentificationSystemandtheDevelopmentoftheexistingproblemsanddescribedthemandrilautomaticidentificationsystemworksandprocesses.2.Raisedtheoverallsystemdesignrequirements,accordingtotheoverallstructureoftherackdesign,sensorsdetecttheapplicationandprinciplesofthenote,includingthecompositionandworkofsystemdesignprocessandtheyshouldpayattentiontotheproblem.3.Thesystemisrequiredbythemajormechanicalcomponentsforselection,andselectionprocesstomakethecorrespondingnotes,andsomeoftherelevantcheckthemechanicalstrengthandtherearepartsofthecalculationoftheforce,suchasdeformationofthedesignprocess.4.Outlinedthecompositionofplcmodulesandplcprogramming.5.Summedupthemandrilautomaticidentificationsystemsandsoftwaresystemsdevelopmentprocessoftheworkdoneandthedirectionofimprovingthesystemofthefuture.KeywordsMeasuringmandrildetectionrackbeamssensorplc徐州工程学院毕业设计(论文)I目录1绪论.11.1引言.11.2论文的主要工作和意义.71.3系统开发的必要性.72顶杆自动识别系统的总体设计.92.1顶杆自动识别系统的设计要求.92.2顶杆自动识别系统的组成部份.93机架部分的设计.123.1机架主体部分.123.2截面形状和肋板布置.143.2.1截面形状的合理选择.143.2.2肋板的布置.143.3立柱和横梁的选型.153.3.1立柱和横梁的形状设计.153.3.2立柱和横梁的力学计算.173.4轴的设计及计算校核.203.4.1按许用切应力计算.203.4.2按许用弯曲应力计算.213.5机架之联接螺栓的力学计算及校核.224PLC部分的设计.254.1PLC概述.254.2PLC的组成部分及应用领域.304.2.1PLC的组成模块.304.2.2PLC应用的领域.314.3S7-300编程方式.314.4PLC程序设计.324.5系统的配电图及说明.33结论.35致谢.36参考文献.37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)11绪论1.1引言钢管的长度是通过直接测量顶杆尾部是否开槽并最终通过plc里保存的数据得到的。测长过程中顶杆的定位精度要求很高,每根顶杆在动作之前必须调整到恰当的位置,才能在运动过程中避免前卡、中卡、后卡等现象的发生。为此每根顶杆需要事先编号,把顶杆长度、外径等参数保存到上位机的数据库中。每次测长前检测装置通过检测获取编号,并上传给上位机,上位机依据编号从数据库中读取参数进行处理,然后把最终处理完成的数据发送给PLC,PLC根据此数据调整顶杆的位置。目前识别、输入编码的方式有3种:人工识别和输入的方式、一维条形码识别方式、二维编码识别方式。但是这3种检测方式并不适合现场的实际需求,原因如下:(1)现场工作环境恶劣,所以要求系统在无人干涉下能自动完成检测。(2)顶杆工作在高温状态下,测长过程中顶杆的表面温度可能达高达300,即使经过冷却装置冷却后其表面残留的余温也在100以上。一维条形编码检测需要用到的涂料在如此高温下很容易脱落,所以用传统的一维条形编码方式并不合适。(3)顶杆是圆柱形的物件,不容易在上面打上二维码。况且二维码编码区域很小,即使打上了二维码,检测时定位也很困难,所以用检测二维码的方式也不合适。(4)顶杆在运行过程中经常滚动,频繁跟其他设备碰撞,一般的编码方式其编码表面很容易磨损,造成检测的失败。因此,研发适合现场工作条件的顶杆检测装置十分必要。我们从实际出发,参照相关的检测方式,设计了一套符合现场要求的顶杆检测系统。顶杆自动识别系统的原理顶杆检测装置必须满足以下功能要求:能在高温下工作,能检测不同管径的顶杆,能克服因为顶杆磨损而造成的误差。为此,采用了在顶杆尾部开槽的方式。具体原理如下:每个十进制的数都可以转换为相应的二进制数来表示。例如33可以表示为100001B,而二进制数又可以通过实际的开关量来表示,100001B就可以用6个传感器的状态来表示,这样任何一个十进制的数都可以通过传感器的状态来表示。在顶杆检测的过程中,传感器感应不到顶杆开槽的部分,则这个传感器的状态就是0；传感器能感应到开槽的部分,则传感器的状态就为1。这样通过传感器检测顶杆尾部开的槽的状态就可以获取顶杆编号,达到检测的目的。系统的检测原理图,如图1-1所示。每根顶杆的尾部刻槽,槽的宽度是传感器阵列（6×6传感器阵列）中每单元传感器的宽度。传感器阵列分为6组,分别用来检测A、B、C、D、E、F6道槽的状态。每组有6个传感器并联,以提高工作的可靠性,这6个传感器中只要有一个感应到,则这组传感器状态为1。以图1-1为例,传感器的状态为:A=0,B=1,C=0,D=1,E=0，F=1。以上的数字转换成十进制就等于21（010101B）,那么此顶杆就是第二十一号顶杆。