轴瓦高出度自动检测与分选装置控制系统设计

发布时间：2017-08-18 22:04

  本文关键词：轴瓦高出度自动检测与分选装置控制系统设计

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【摘要】：轴瓦是发动机关键零部件,对轴瓦高出度这一重要参数实现自动检测具有重大意义。由于轴瓦在自然状态下不是标准半圆,故需将其以规定的检验载荷压入检验模进行测量。目前国内企业大部分还停留在手工检测阶段,国外的自动检测设备价格昂贵,国内的自动检测技术不够成熟。基于此,本文在全新机械结构设计的基础上,对轴瓦高出度自动检测与分选装置的控制系统进行设计,主要研究工作入下:首先,在装置的机械结构与工作方式基础上,对测量和控制功能进行需求分析,确定主要技术指标,设定控制系统所需完成的功能目标。制定并概述总体设计方案,明确控制系统设计关键为压力控制与高出度测量模型研究。其次,研究压力加载与高出度测量方法,解决高出度测量核心问题。从压力源出发,选择伺服电动缸提供检验载荷,设计实验测试电动缸的输出压力,实验表明电动缸输出压力符合标准要求。通过压力数据的分析结果,设计PLC对信号数据采集与处理方案。研究伺服电动缸压力的高精度快速加载控制方法,对加载过程进行学习和预测,高效准确进行压力加载。研究ISO3548-3:2012中的轴瓦高出度测量方法,基于带校准瓦的批量检验模测量方式,设计适用于自动化检测设备的相对测量方案,建立测量模型、编写控制算法,完成高出度值获取方法的研究。然后,展开控制系统的硬件系统与功能系统设计,展开控制系统的系统化设计过程。对涉及的输入输出元件进行归类分析与统计,完成配置工作,并对主要元件进行功能确定和具体型号选择。基于PLC,根据各元件工作原理设计电气原理图、控制面板布线和电控柜内元件布局等内容。通过系统与操作者的人机交互要求设计功能系统软件,分析要完成的基本功能并建立功能模型。通过“装置调试”、“轴瓦规格”、“测量工作”和“保护与报警”四个模块进行系统软件具体设计,完成控制系统的设计实施。最后,以多个试验获取系统的测量不确定度等数据,验证本文设计控制系统设计稳定可靠,满足设计指标与使用要求。
【关键词】：轴瓦高出度 自动检测与分选 电动缸 控制系统
【学位授予单位】：中国计量学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK406;TP273
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-15
• 1 绪论15-21
• 1.1 选题背景与意义15-16
• 1.2 轴瓦高出度检测研究现状16-18
• 1.2.1 手工测量设备16-17
• 1.2.2 自动检测设备17-18
• 1.3 论文的主要内容及结构18-19
• 1.3.1 主要研究内容18
• 1.3.2 论文结构18-19
• 1.4 技术路线19-20
• 1.5 本章小结20-21
• 2 需求分析与总体方案设计21-27
• 2.1 装置机械结构概述21-22
• 2.2 测量需求分析22-23
• 2.2.1 规格与技术指标22
• 2.2.2 测量单位与标准量22
• 2.2.3 测量对象与被测量22-23
• 2.2.4 测量总体要求23
• 2.3 控制系统要求23-24
• 2.4 总体控制设计方案概述24-26
• 2.4.1 压力加载设计方案概述24-25
• 2.4.2 测量模型设计方案概述25
• 2.4.3 电气控制硬件设计方案概述25
• 2.4.4 功能系统软件设计方案概述25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 3 压力控制与测量模型研究27-45
• 3.1 压力源的选择27-29
• 3.1.1 压力源的概念与种类27-28
• 3.1.2 伺服电动缸概述28-29
• 3.2 电动缸压力脉动测试29-33
• 3.3 压力加载控制方法设计33-38
• 3.3.1 开机自动寻找原点并复位控制方法34-35
• 3.3.2 快速精确压力加载控制方法35-37
• 3.3.3 自学习生成控制参数方法37
• 3.3.4 准确返回原点并校准压力控制方法37-38
• 3.4 压力数据处理方案设计38-40
• 3.5 高出度测量模型研究40-44
• 3.5.1 传统轴瓦高出度测量方法40-41
• 3.5.2 基于自动化检测的高出度测量模型41-44
• 3.6 本章小节44-45
• 4 控制系统硬件设计45-54
• 4.1 基本元件的配置与统计45-46
• 4.1.1 PLC输入元件的配置45-46
• 4.1.2 PLC输出元件的配置46
• 4.2 电气元件的选择46-49
• 4.2.1 PLC机型的选择46-47
• 4.2.2 触摸屏机型的选择47-48
• 4.2.3 主要操作与执行类元件的选择48-49
• 4.3 PLC的I/O分配49-50
• 4.4 电器控制电路与布局设计50-53
• 4.4.1 电气原理图设计50-52
• 4.4.2 元件布局设计52-53
• 4.5 本章小结53-54
• 5 功能系统软件设计54-68
• 5.1 基本功能概述54-55
• 5.2 控制系统功能设计55-56
• 5.2.1 系统功能分析55-56
• 5.2.2 功能模型设计56
• 5.3 系统软件设计56-67
• 5.3.1 “装置调试”模块56-61
• 5.3.2 “轴瓦规格”模块61-62
• 5.3.3 “测量工作”模块62-64
• 5.3.4 “保护与报警”模块64-67
• 5.4 本章小结67-68
• 6 实验结果与分析68-74
• 6.1 系统稳定性验证68-71
• 6.2 测量不确定度71-73
• 6.3 本章小结73-74
• 7 总结与展望74-76
• 7.1 研究工作总结74-75
• 7.2 工作展望75-76
• 参考文献76-79
• 附录A79-80
• 附录B80-82
• 作者简介82

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