大口径钢管轮廓测量系统的设计与实现

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1、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目大口径钢管轮廓测量系统的设计与实现作者姓名刘金光学位类别工程硕士指导教师李海滨教授2016年5月中图分类号：TP311学校代码：10216UDC：621.3密级：公开工程硕士学位论文(应用研究型)大口径钢管轮廓测量系统的设计与实现硕士研究生：刘金光导师：李海滨教授副导师：怀全高工申请学位：工程硕士工程领域：控制工程所在单位：国投曹妃甸港口有限公司答辩日期：2016年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationfortheMasterDegreeinControlEngineeringDESIG

2、NANDIMPLEMENTATIONOFLARGEDIAMETERSTEELPIPEPROFILEMEASURINGSYSTEMbyLiuJinguangSupervisor:ProfessorLiHaibinYanshanUniversityMay，2016燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《大口径钢管轮廓测量系统的设计与实现》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明

3、。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日摘要摘要大口径钢管作为工业生产和作业中的常用设备，其测量技术是工业控制上的一种关键技术。目前国内用来测量大口径钢管轮廓的设备在性能上有一定的局限性，获得的数据也不够全面，在准确度、自动化程度方面也有待提高，因此优化设计出一种新型的钢管轮廓测量系统有很重要的现实意义。本文在科研项目的基础上，给出了完整的大口径钢管轮廓测量系统的软件、硬件设计，仿真实验以及误差分析。本文首先针对目前国内普遍使用的大口径钢管轮廓测量原理进行了调查和总结，提出了一种能更好地减小系统误差的方式。在此基础上，与要实现的功能和指标要求

4、相结合，给出了全面详细的系统组成和设计方案，大致分为测量原理、计算公式、设备选型及软件设计四大部分。然后，本文设计了整个测量系统的可编程控制器的控制系统和电气原理，使可编程控制器与激光器之间实现了通讯，研究出了一种获得钢管轮廓参数的算法，并且对系统的机械结构和其能实现的功能进行了说明。接下来，对该系统的组态监控软件着重进行了设计。从控制模块的选择、系统软件界面的设计到管理权限的设计、数据库的建立，再到系统的运行流程等五个大方面对组态软件进行了详细说明。另外，设计了对组态软件与PLC控制系统间通讯状态的诊断功能以及系统的报警功能，归纳了本文设计的上位机组态监控系

5、统所具有的优势。最后，重点对测量系统的误差进行了深入的研究，通过对系统中产生误差的各个因素进行全面的分析，并且运用误差理论知识对误差补偿的方法进行了研究。通过多次反复试验得到的大量数据证明该系统的算法精确、误差小，运行平稳可靠。关键词：大口径钢管；轮廓测量；系统设计；误差I燕山大学工程硕士学位论文AbstractLargediametersteelpipeastheequipmentcommonlyusedinindustrialproductionandoperation,themeasurementtechnologyisakeytechnologyont

6、hecontrol.Currentlytheequipmentusedtomeasurelargediametersteelpipeprofilehassomelimitationsintheperformance,thedataobtainedarenotcomprehensiveenough,sooptimizingthedesignofanewtypeofsteelprofilemeasuringsystemhaspracticalsignificance.Inthisarticle,wegiveacompletelargediametersteelpi

7、peprofilemeasuringsystem'ssoftwareandhardwaredesign,simulationanderroranalysis.Firstly,accordingtothecurrentdomesticlargediametersteelpipecontourmeasuringprinciplecommonlyusedthatwasachievedbyalotofinvestigation,weproposeabetterwaytoreducesystematicerrors.Comparedwithfunctionalrequi

8、rementstobeachieved