基于机电液一体化的钢管测长测控系统研究与实现
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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。
The length of seamless steel pipe is the main warranty for the pipe trade settles accounts, its measuring accuracy must satisfy the National Standards request. Automatic steel pipe length at time measurement system is one of major installations in seamless steel pipe workshop. High requirements such as bad working conditions, 24 hour continual working system and±2mm the measuring accuracy request, have to be considered in the system design.
The main topic of this paper is about the electro-optical non-contact type automatic steel pipe length measurement system. The method of pipe length measurement system is elaborated including the constitution, measure principle, as well as measuring process. The mechanism's function and the design key are given out, so that a reasonable mechanism can be organized. Control system, which is composed of Simatic PLC as DPM1 industrial PC as DPM2, is established. Electro-hydraulic proportion speed control is used to achieve gent movement of the step moving beam controlled by PLC. The impacts due to hydraulic pressure jump and mechanical foundation strike, that may affect the stepping mechanism life and efficiency, are solved by hydraulic proportional speed control. Error analysis of length measurement system is carried on and the error control method is given out. Finally, the hardware and software of the automatic steel pipe length measurement system employed PLC are designed.
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。
The length of seamless steel pipe is the main warranty for the pipe trade settles accounts, its measuring accuracy must satisfy the National Standards request. Automatic steel pipe length at time measurement system is one of major installations in seamless steel pipe workshop. High requirements such as bad working conditions, 24 hour continual working system and±2mm the measuring accuracy request, have to be considered in the system design.
The main topic of this paper is about the electro-optical non-contact type automatic steel pipe length measurement system. The method of pipe length measurement system is elaborated including the constitution, measure principle, as well as measuring process. The mechanism's function and the design key are given out, so that a reasonable mechanism can be organized. Control system, which is composed of Simatic PLC as DPM1 industrial PC as DPM2, is established. Electro-hydraulic proportion speed control is used to achieve gent movement of the step moving beam controlled by PLC. The impacts due to hydraulic pressure jump and mechanical foundation strike, that may affect the stepping mechanism life and efficiency, are solved by hydraulic proportional speed control. Error analysis of length measurement system is carried on and the error control method is given out. Finally, the hardware and software of the automatic steel pipe length measurement system employed PLC are designed.
引文
[1]焦生杰,等.工程机械机电液一体化[M].北京:人民交通出版社.2000.11
[2]焉昌理.一种机电式钢管测长方法[J].测控,2004(5):50-52.
[3]朱玉川.基于PLC控制的某全自动装填电液比例控制系统设计[J].机床与液压,2007(5):128-132.
[4]姜晓勇.钢管测长、称重、喷标系统的研究与开发.浙江大学硕士学位论文.2003.1
[5]边春元,任双艳,满永奎等,S7-300/400PLC实用开发指南[M].北京:机械工业出版社,2007.
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[11]卢光贤.机床液压传动与控制[M].西北工业大学出版社,2007
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[18]S7-300和M7-300可编程序控制器模板规范参考手册.
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