長鋼軌群吊控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

1、焊后長鋼軌是無縫線路的基本組成部分。長鋼軌群吊在焊接長鋼軌生產(chǎn)線中擔負著吊運長軌的任務,在長鋼軌生產(chǎn)中占有重要的地位。我國長鋼軌群吊目前采用手工操控的方式,需勞動力多,安全性差,生產(chǎn)效率低下。隨著鐵路鋪設里程的加大,設計高效穩(wěn)定的長鋼軌吊運控制系統(tǒng)勢在必行。
　　 本文首先對國內(nèi)焊軌廠設備、生產(chǎn)流程及現(xiàn)有長鋼軌群吊組成、工作方式進行調(diào)研和介紹,總結(jié)現(xiàn)有系統(tǒng)不足。在此基礎上給出了新型長鋼軌群吊控制系統(tǒng)的設計要求。
　　 其

2、次,本文對單個吊車進行動態(tài)力學分析,建立并簡化系統(tǒng)模型,然后采用拉格朗日方程組對單吊系統(tǒng)模型進行描述,歸納出單吊系統(tǒng)模型的線性方程。對群吊系統(tǒng)分析時,防止長鋼軌在吊運過程中扭曲,著重考慮長鋼軌的撓度分布及對長鋼軌的影響。總結(jié)長鋼軌結(jié)構(gòu)特性和群吊系統(tǒng)特點,指出吊運過程可能出現(xiàn)的問題。設計基于LQR最優(yōu)控制理論的控制器,經(jīng)過仿真驗證,性能符合要求。
　　 本文還在深刻理解集散控制系統(tǒng)的集中管理、分散控制先進思想的基礎上,結(jié)合PLC、

3、嵌入式系統(tǒng)的特性對集散系統(tǒng)進行改進設計。針對長鋼軌群吊控制系統(tǒng)實際情況,設計控制系統(tǒng)各級設備及功能。運用集控思想設計全新的長鋼軌吊裝流程及操作方式。論述了鋼軌位置智能識別、系統(tǒng)安全保障等新功能實現(xiàn)原理。
　　 根據(jù)實際情況對系統(tǒng)測控設備進行全新設計和實現(xiàn)。包括基于伺服電機系統(tǒng)設計具有位置、速度可精確控制的運軌小車;長鋼軌夾鉗的電控設計和系統(tǒng)安全保護功能設計;S7-200PLC控制器的外圍電路設計;完成STM32F101微控器為核

4、心的智能終端的原理圖及PCB繪制;合理的選擇ARM9S3C2410芯片為核心的硬件平臺用于系統(tǒng)狀態(tài)現(xiàn)場顯示。
　　 本文論述了RS485組網(wǎng)技術的特點及其在本系統(tǒng)中的適用性。詳細的分析Modbus協(xié)議的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)和校驗方式,根據(jù)該協(xié)議完成了系統(tǒng)的通信協(xié)議設計,包括地址分配,功能碼描述,通訊程序流程。并對通訊抗干擾方法做簡要論述。
　　 本課題的軟件系統(tǒng)依照功能進行模塊化設計。使用梯形圖語言完成了PLC的系統(tǒng)軟件設計,論述