桥式起重机定位控制研究

发布时间：2017-09-30 03:13

  本文关键词：桥式起重机定位控制研究

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【摘要】：桥式起重机广泛应用于现代化车间、生产线、仓库、装卸等各个领域，如何实现桥式起重机在生产应用中精确运动、精确定位，提高车间生产效率，一直是桥式起重机研究的重点。传统的桥式起重机主要依靠司机驾驶或手柄操作，定位精度低，自动化控制系统差，，不能满足机械设备信息化和自动化的需要。同时因为没有建立桥式起重机系统与其他控制单元的通讯网络，使起重机的研究一直处于信息封闭的状态，因此，研究桥式起重机定位系统及其自动化定位控制方式。同时，研究基于桥式起重机的智能化工厂设计理论是制造业发展的趋势，也是中国正在建设的国家工业4.0战略的要求。 本论文做了这几方面研究论述， （1）分析桥式起重机实现自动定位的各种误差来源及误差的影响方式，设计有了一套定位方案，通过条码定位系统追踪定位大车方向的运动，实现桥式起重机大车方向的绝对定位；通过小车方向齿轮齿条编码定位系统，消除桥式起重机小车方向的定位误差；通过激光挠度测量仪与PLC补偿算法程序，解决桥式起重机主梁挠度变形引入的定位误差；通过采用接近开关接近导通原理，判断桥式起重机运行过程的定位。并从理论上分析了这套桥式起重机定位系统的定位误差范围,使桥式起重机自动定位控制系统的定位精度达到，大车方向达到条码定位器的理论误差±1mm,小车方向达到接近开关能够检测的理论误差±3mm。 （2）研究桥式起重机在小车方向的挠度误差补偿算法。论文分析桥式起重机小车方向的误差，并选取了一种常见的桥式起重机，通过建模和软件分析结合数学论证，总结了桥式起重机桥主梁挠度变形与载荷大小的关系，主梁挠度与载荷位置的关系。并由这此特性设计了基于PLC控制的挠度误差调整系统，调整桥式起重机在小车方向的误差值，使小车方向的定位精度达到2mm以内，同时研究在桥式起重机主梁简化模型的情况下发生下挠变形时，主梁的振动特性。针对桥式起重机主梁的振动特性设计齿轮齿条定位系统，避免因振动引起的定位误差。 （3）研究桥式起重机的PLC的控制，论文论述了PLC的组成部分、桥式起重机自动定位系统接口分配，实现桥式的PLC控制。同时，根据桥式起重机的运动方向特征设计了PLC的程序设计流程，从理论上实现桥式起重机定位系统的PLC控制设计。 （4）研究基于工业4.0的桥式起重机设计，首先，研究桥式起重机从控制器到执行器的控制网络，实现桥式起重机单机自动化。其次，研究基于工业现场的网络结构的桥式起重机设计，实现桥式起重机的自动化生产网络。再次，研究基于工业网络的桥式起重机设计，实现企业智能化的生产过程。最后，探讨基于企业工业4.0结构的桥式起重机生产模式与企业的准时制生产模式的结合实现。
【关键词】：桥式起重机 定位控制系统 挠度补偿 可编程控制器 工业4.0
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH215
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 引言11
• 1.2 桥式起重机定位综述11-14
• 1.3 课题的来源和意义14-15
• 1.3.1 课题来源14
• 1.3.2 课题的意义14-15
• 1.4 论文内容介绍15-17
• 第二章 桥式起重机定位系统设计17-29
• 2.1 桥式起重机结构、桥式起重机分类和工作原理17-19
• 2.1.1 桥式起重机结构、分类17
• 2.1.2 桥式起重机工作原理17-19
• 2.2 桥式起重机定位方案设计19-20
• 2.3 定位系统传感器介绍20-27
• 2.3.1 条码定位器20-22
• 2.3.2 激光挠度测量仪22-24
• 2.3.3 接近开关24-26
• 2.3.4 齿轮齿条定位26-27
• 2.4 定位系统借鉴技术27-28
• 2.5 桥式起重机定位系统28-29
• 第三章 桥式起重机主梁挠变形定位误差分析29-47
• 3.1 桥式起重机主梁上的误差29-30
• 3.2 桥式起重机选型及相关参数和选择意义30-31
• 3.2.1 桥式起重机参数30-31
• 3.2.2 选取此类桥式起重机意义31
• 3.3 桥式起重机主梁结构及相关参数31-33
• 3.4 桥式起重机主梁挠度分析33-40
• 3.4.1 各种力学模型对桥式起重机挠度的影响33-35
• 3.4.2 10t 单梁桥式起重机主梁挠度分析35-38
• 3.4.3 主梁挠度变化与载荷变化的关系38
• 3.4.4 主梁挠度变化与载荷位移变化的关系38-40
• 3.5 桥式起重机主梁挠度的修正算法40-42
• 3.5.1 算法设计40-41
• 3.5.2 PLC 控制下桥式起重机小车工作过程41-42
• 3.6 主梁的振动分析42-47
• 3.6.1 桥式起重机静载荷分析42-43
• 3.6.2 桥式起重机动载荷分析43-44
• 3.6.3 桥式起重机主梁振动定位消除44-47
• 第四章 桥式起重机定位系统自动化47-65
• 4.1 自动化控制系统介绍47-48
• 4.1.1 自动化控制系统设计流程47-48
• 4.1.2 PLC 介绍48
• 4.2 PLC 控制系统任务48-57
• 4.2.1 控制对象的类型49-51
• 4.2.2 硬件选型51-54
• 4.2.3 I/O 点分配54-56
• 4.2.4 I/O 接线图56-57
• 4.3 程序设计57-65
• 4.3.1 必要的预设数据57-58
• 4.3.2 PLC 控制的起重机流程58-59
• 4.3.3 PLC 在大车方向程序设计说明及流程说明59-65
• 第五章 基于工业 4.0 的桥式起重机设计65-81
• 5.1 工业 4.065-68
• 5.1.1 什么是工业 4.065-66
• 5.1.2 工业 4.0 的核心66-67
• 5.1.3 建设工业 4.067-68
• 5.2 桥式起重机自动化研究68-71
• 5.2.1 桥式起重机自动化研究论述68-69
• 5.2.2 桥式起重机自动化研究内容69
• 5.2.3 桥式起重机的 AS-Interface 传感器与执行器现场总线网络69-71
• 5.3 基于桥式起重机的工业自动化网络71-78
• 5.3.1 桥式起重机的工业自动化网络组成73
• 5.3.2 桥式起重机的上位机系统73-75
• 5.3.3 基于桥式起重机的车间自动化网络——现场总线网络75-76
• 5.3.4 基于桥式起重机的工业以太网76-77
• 5.3.5 桥式起重机的数据库77-78
• 5.4 基于桥式起重机的企业管理78-79
• 5.5 基于工业 4.0 的桥式起重机设计结构图79-80
• 5.6 总结80-81
• 第六章 结论和展望81-83
• 参考文献83-89
• 致谢89-90
• 攻读硕士期间发表的学术论文90

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘忠;瞿伟;王少闽;;利用半参数模型精化GPS绝对定位中残余的系统偏差[J];测绘工程;2007年05期

2 唐志平;PROFIBUS现场总线技术及应用[J];常州工学院学报;2000年04期

3 金晓琼,胡继胜,刘锡顺;GPS技术在列车中的应用[J];大连铁道学院学报;2002年04期

4 张智杰;PLC控制系统设计[J];电气传动自动化;2002年06期

5 陈进;;感应无线地面检测位置原理与实现[J];电子测量与仪器学报;2009年01期

6 周文武 ,龙志强 ,常文森;磁悬浮列车测速定位系统的设计与实现[J];电子技术应用;2002年06期

7 桂先洲;黎胜亮;李志豪;;基于X射线脉冲星绝对定位中的整周模糊度改进算法研究[J];国防科技大学学报;2010年03期

8 李晓光;王兆楠;王智;金光;张立平;丁原;;一种目标位置解算方法[J];光学精密工程;2006年06期

9 栗三一;余发山;卜旭辉;岳伟超;;桥式起重机位置跟踪及防摆的迭代学习控制[J];电子测量与仪器学报;2014年02期

10 李自强;李光建;潘隆轩;;桥式吊车多点自动定位程序控制系统设计[J];核动力工程;2010年01期

本文编号：945806