基于冲裁力检测的钢材识别系统开发

发布时间：2017-09-21 20:33

  本文关键词：基于冲裁力检测的钢材识别系统开发

  更多相关文章： 角钢 钢材识别 压力检测 数据处理

【摘要】：角钢是铁塔加工过程中必不可少的材料,加工铁塔时常用的角钢一般为Q235和Q345两种材质。钢厂在角钢生产打捆过程中会将两种材质弄混。铁塔加工企业将混料加工使用,成为影响铁塔安全运行最严重的因素,在实际的角钢生产加工过程中,有经验的工人能够通过剪切角钢过程中的声音来判别其材质,但这种方式与工人的经验多少、责任心的高低有很大关系,因此无法推广引用。通过研究国内外压力检测的现状,设计了一种通过检测角钢加工过程中冲裁力大小来识别角钢材质的方法,并通过PLC与上位机的应用将其开发成独立的系统。在对整个系统的功能需求进行分析及数控角钢生产加工设备的工作状况,确定了采集压力点以及角钢识别系统整体方案。硬件方面,传感器采用PU5400型高精度传感器,可以采集到液压系统高压管道内的压力值。通过对整个系统的输入输出点估算,选用的三菱FX2N-32MT型号PLC以及FX2N-2AD模拟量输入输出模块,PLC以及输入输出模块的结合,可以实现传感器到PLC以及PLC到上位机之间的数据的传输及模数转换。软件方面,主要包括两部分,PLC程序及上位机程序。在编写PLC程序时主要实现传感器与PLC以及上位机之间数据的传输以及滤波处理。上位机程序利用Wincc程序编写,上位机程序能够将数据库中的数据对PLC进行赋值,其后在PLC中将检测到的压力值与冲裁力标准值进行比较,判断出是哪种规格的角钢。标准数据库中的压力值可以进行修改,经过处理后保存于数据库中并能以报表和曲线图的形式打印出来便于统计和查阅,而且实现了访问、查询和编辑数据库中的记录等功能。本论文主要研究内容为以下几部分:(1)钢材识别系统的整体设计:通过分析角钢线工作状况,将传感器布置在角钢线液压系统高压管道内,采集到的压力值传输给PLC,PLC经过数据处理后反馈给上位机从而完成整个材质识别过程。(2)制作标准冲裁力数据库:依据冲裁力公式计算出不同规格型号的角钢理论冲裁力,将其存入EXCEL中,同时建立上位机与EXCEL之间的链接。(3)硬件系统的搭建:硬件设计主要完成两路液压信号的采集,以及传感器与PLC之间的线路连接。(4)PLC程序编写。主要完成两路液压信号的采集、滤波处理、数据比对、压力数据的处理以及通讯。(5)上位机机数据处理软件的设计。该软件编写工具Wincc编写,利用该软件可以实现与PLC模块的数据通信以及压力数据的统计、显示、整理、查询、修改、和打印等功能。
【关键词】：角钢 钢材识别 压力检测 数据处理
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH871
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 课题的背景10
• 1.2 钢材材质检测的研究状况10-11
• 1.2.1 钢材材质检测的分类10-11
• 1.2.2 钢材材质检测国内外研究现状11
• 1.3 检测系统概述11-15
• 1.3.1 压力检测研究现状12-15
• 1.4 课题研究的意义及内容15-17
• 第二章 系统总体设计17-27
• 2.1 角钢线组成部分及工作原理17-19
• 2.2 冲裁力分析19-22
• 2.3 压力检测时间的计算22
• 2.4 系统总体方案设计22-24
• 2.4.1 系统总体方案设计的基本要求23
• 2.4.2 系统设计基本框架23
• 2.4.3 系统所需配置23-24
• 2.5 传感器安装位置方案分析24-25
• 2.6 本章小结25-27
• 第三章 下位机硬件设计27-35
• 3.1 下位机硬件整体方案27-28
• 3.2 PLC选型与I/O分配28-31
• 3.2.1 PLC选型28-29
• 3.2.2 模拟量输入模块29-30
• 3.2.3 I/O点的分配30-31
• 3.3 传感器选型31-32
• 3.4 硬件连接设计32-33
• 3.5 本章小结33-35
• 第四章 钢材识别系统软件设计35-51
• 4.1 系统流程介绍35
• 4.2 下位机整体功能设计35-39
• 4.2.1 滤波处理35-36
• 4.2.2 采集压力信号的A/D转换36-37
• 4.2.3 压力数据比较37-38
• 4.2.4 PLC与上位机通讯设置38-39
• 4.3 PLC梯形图编写39-42
• 4.4 利用GX Simulator软件仿真42-43
• 4.5 上位机系统的设计43-50
• 4.5.1 建立变量44-45
• 4.5.2 界面的设计45-50
• 4.6 本章小结50-51
• 第五章 结论与展望51-53
• 5.1 结论51
• 5.2 展望51-53
• 参考文献53-57
• 致谢57

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