水泵转子径向跳动检测系统设计

发布时间：2017-05-27 10:01

  本文关键词：水泵转子径向跳动检测系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在工业发展日趋进步的今天,生产出来的工件与标准工件相比总会有或大或小的偏差,通常将加工出来的工件和标准工件之间存在的形状和位置的偏差,称为形位公差[1]。径向跳动就是形位公差的其中一种,本设计主要针对水泵的泵轴,研究其径向跳动的检测方法,设计了一套完善的自动化的转子径向跳动检测系统,采用非接触测量和无线通讯方式,相比传统接触式检测方法,检测精度更高,自动化程度高,提升了工作效率。论文中详细介绍了转子径向跳动检测系统的工作原理和设计过程,包括控制系统设计和监控软件设计。首先分析转子径向跳动检测系统的性能指标和功能要求,提出相应的设计方案。然后,根据系统参数要求选定仪表型号和检测装置。最后,设计测量机构和控制系统,实现转子转动时的实时动态测量。本设计硬件部分主要以控制器作为控制单元通过控制变频器来驱动电机转动,采用千分表和非接触测量的电涡流传感器作为检测装置,采集转子径向跳动信号,并将信号送给上位机进行数据处理。本设计软件部分采用西门子编程软件进行数据采集和数据处理,上位机采用Win CC软件作为上位机监控实时数据并以图形和文字显示给用户,并对监控数据进行数据归档。该转子径向跳动检测系统,省去了人力的检测,从而消除了人员带来的偶然误差和读数误差,自动化和智能化程度高,将所有操作集成到上位机软件中,操作更加简单。该系统精度可以达到10μm,满足初步设计要求。
【关键词】：转子 径向跳动 控制器 千分表 电涡流传感器
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP274;TH38
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题研究背景9
• 1.1.1 课题的来源9
• 1.1.2 课题的意义9
• 1.2 跳动的概念及其检测方法9-12
• 1.2.1 跳动的概念9-10
• 1.2.2 跳动的测量方法10-12
• 1.3 国内外发展现状12-13
• 1.4 课题主要工作13-15
• 1.4.1 本文主要研究内容13-14
• 1.4.2 本文结构14-15
• 第2章 系统结构总体方案确定15-20
• 2.1 跳动测量系统的技术参数15
• 2.2 转子径向跳动检测原理15-17
• 2.3 总体设计方案17-19
• 2.4 本章小结19-20
• 第3章 系统硬件设计20-35
• 3.1 系统总体设计20
• 3.2 跳动检测装置设计20-26
• 3.2.1 千分表的选择20-21
• 3.2.2 电涡流传感器的选择21-24
• 3.2.3 A/D模块电路设计24-26
• 3.3 PLC控制器选择26-28
• 3.3.1 PLC介绍26
• 3.3.2 PLC工作原理26-27
• 3.3.3 S7-200 SMART介绍27-28
• 3.4 角度检测装置设计28-30
• 3.5 电机驱动控制30-31
• 3.5.1 变频技术30
• 3.5.2 变频器的选择30-31
• 3.6 电源电路设计31-33
• 3.6.1 电涡流传感器电源设计31-32
• 3.6.2 电平转换电路设计32-33
• 3.7 抑制干扰的措施33-34
• 3.8 本章小结34-35
• 第4章 系统软件设计35-53
• 4.1 PLC编程语言设计方法35
• 4.2 角度值的数据处理35-38
• 4.3 基于Modbus协议的PLC串口通信38-43
• 4.3.1 Modbus协议在通信中的应用38
• 4.3.2 基于Modbus协议的研华通信模块实现38-40
• 4.3.3 PLC与变频器通讯参数设置40
• 4.3.4 PLC主站程序程序设计40-42
• 4.3.5 模拟信号的转换42-43
• 4.4 上位机软件设计43-45
• 4.4.1 Win CC上位机软件介绍43
• 4.4.2 Win CC与PLC通信43-45
• 4.5 Win CC串口通信实现45-52
• 4.5.1 马尔千分表串口通信编程45-47
• 4.5.2 Win CC软件的VBScript脚本介绍47
• 4.5.3 基于VBScript的串口通信47-49
• 4.5.4 利用Excel对Win CC变量的高级归档49-52
• 4.6 本章小结52-53
• 第5章 系统调试53-60
• 5.1 系统安装53-54
• 5.2 误差分析54-57
• 5.2.1 被测材料引起的误差54
• 5.2.2 电源电压误差54-55
• 5.2.3 被测物尺寸影响55
• 5.2.4 仪表自身精度55-56
• 5.2.5 零点漂移测量56
• 5.2.6 偏心误差56-57
• 5.3 数据测量57-59
• 5.4 本章总结59-60
• 第6章 结论60-61
• 参考文献61-64
• 附录A 上位机主程序64-65
• 附录B 上位机子程序65-68
• 在学研究成果68-69
• 致谢69

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