基于WebAccess的全自动钢管抛丸清理监控系统的研制

摘要

随着制造业的飞速发展，汽车、造船、机械设备制造等行业对钢管的需求量日益增大，对钢管质量特别是表面质量的要求越来越高，因此钢管在使用前的清理工作也更为重要。抛丸清理是钢管清理众多方法中最有效的。然而我国钢管抛丸清理生产线多采用简单的PLC控制，系统多数重要参数的调节要人工完成，导致清理效率低、质量不稳定，严重影响了钢管的清理质量。因此，研制自动化程度高、效率高、质量高且能适应现代化管理的全自动钢管抛丸清理生产线具有重要意义。
　　 本文在广泛调研和参阅相关先进技术文献的基础上，根据厂家技术要求和钢管抛丸清理的实际状况，确定了由工控机作上位监控机、PLC作下位实时控制机的全自动钢管抛丸清理监控系统总体方案，详细论述了上位机监控系统、下位机实时控制系统的软硬件开发和智能控制算法的设计。
　　 针对钢管抛丸清理过程中弹丸流量和弹丸速度难于控制易导致钢管过抛和欠抛的现状，系统采用电涡流传感器实时检测钢管锈蚀程度，通过人工神经网络算法计算出该锈蚀程度对应最佳弹丸量和弹丸速度，对弹丸流量和抛丸器转速进行实时控制，提高了抛丸清理的效率和质量。
　　 为解决生产线信息处理、数据管理不方便等问题，系统采用先进组态软件WebAccess为开发平台，不仅实现了对生产现场状况的模拟、监控，还具有对生产各种信息进行管理、对生产线进行自动控制等诸多功能，且系统可远程操作有网络集中管理的优势，更加适应现代化生产。
　　 试验结果和生产实践表明，本文研制的基于WebAccess的全自动钢管抛丸清理监控系统在钢管清理质量、效率，以及系统的操作性、处理速度、管理水平等方面均达到厂家的技术要求。较之同类型的钢管抛丸清理系统，本系统技术较为先进，工作稳定可靠，可进一步推广应用。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 钢管抛丸清理现状

1.2.1 国外钢管抛丸清理现状

1.2.2 国内钢管抛丸清理现状

1.3 课题来源及技术要求

1.3.1 课题来源

1.3.2 技术要求

1.4 本文主要研究内容

第2章 钢管抛丸清理系统总体方案设计

2.1 钢管抛丸清理系统总体方案

2.1.1 钢管抛丸清理系统的组成

2.1.2 钢管抛丸清理生产流程

2.1.3 钢管抛丸清理系统总体方案的确立

2.2 钢管抛丸清理机械系统方案

2.2.1 钢管抛丸清理机械系统组成

2.2.2 钢管抛丸清理机械系统设备介绍

2.3 钢管抛丸清理监控系统方案设计

2.3.1 监控系统硬件方案设计

2.3.2 监控系统软件方案设计

2.4 本章小结

第3章 基于BP神经网络的智能算法设计

3.1 弹丸流量、弹丸速度智能控制的基本原理

3.1.1 弹丸流量、弹丸速度对抛丸质量的影响

3.1.2 智能算法控制弹丸流量、弹丸速度的过程

3.2 智能控制算法的选择

3.3 人工神经网络控制算法

3.3.1 人工神经元模型

3.3.2 常用神经元响应函数

3.3.3 BP神经网络

3.4 钢管抛丸清理系统神经网络控制模型的建立

3.4.1 BP网络结构的设计

3.4.2 网络模型的验证

3.5 本章小结

第4章 钢管抛丸清理监控系统的硬件设计

4.1 监控系统硬件总体方案

4.2 监控计算机系统

4.2.1 监控计算机的主要任务

4.2.2 监控计算机的选用

4.3 PLC控制系统

4.3.1 PLC主单元的选用

4.3.2 PLC功能模块的选用

4.4 变频调速模块

4.4.1 变频器的选型

4.4.2 变频调速模块的连接

4.5 电磁弹丸流量控制模块

4.5.1 电磁弹丸流量控制器工作原理

4.5.2 电磁弹丸流量控制器的选型

4.6 钢管锈蚀程度检测模块

4.6.1 钢管锈蚀程度检测模块基本结构

4.6.2 钢管锈蚀程度检测原理

4.6.3 等效电路分析

4.6.4 测量电路

4.7 视频采集模块

4.7.1 工业摄像头的选择

4.7.2 工业摄像头的连接

4.8 故障检测报警模块

4.8.1 提升机故障检测报警模块

4.8.2 辊道过载检测报警模块

4.8.3 其它报警模块

4.9 本章小结

第5章 钢管抛丸清理监控系统软件设计

5.1 监控系统软件总体方案

5.2 上位机监控软件设计

5.2.1 系统监控软件的选用

5.2.2 网络结构的构建

5.2.3 WebAecess与硬件通信的实现

5.2.4 生产信息的管理

5.2.5 生产的自动控制

5.2.6 生产状况的显示

5.2.7 智能算法的调用

5.2.8 主要操作界面介绍

5.3 PLC控制程序设计

5.3.1 PLC主控程序模块

5.3.2 抛丸清理控制模块

5.4 本章小结

第6章 安装调试及结果分析

6.1 实验室设计调试阶段

6.2 现场调试阶段

6.2.1 控制柜现场布置

6.2.2 现场调试

6.3 试验性生产结果

6.4 系统结果总体分析

6.5 本章小结

结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢