基于plc的钢管自动探伤系统设计

基于PLC的钢管自动探伤系统设计,随着检测技术、电力电子技术和计算机技术的迅猛发展，本文利用可编程序控制器设计了钢管自动探伤系统。其优点如下:(1)可靠性好，性价比高。(2)设计快速灵活,功能强大。(3)具有故障检测和处理能力, 容易维护。(4)具有在线修改能力。(5)设计、施工、投产调制周期均提高。,1.钢管涡流探伤设备系统,钢管涡流探伤设备是一种离线的钢管自动化检测设备，它适用于各类碳素钢管、合金钢管和不锈钢管的表面和近表面的探伤，并能够按照国家标准替代传统的水压密实性试验。目前用于钢管自动涡流探伤的方法有旋转点探头式、穿过式和固定点探头式三种。旋转点探头式的涡流探伤主要用于中、小口径钢管满足较高要求的表面检验方法；穿过式的涡流探伤主要针对180mm以下钢管一般检测要求的探伤，这种方法设备简单,探伤速度快，目前使用的数量最多；固定点探头式的涡流探伤采用钢管螺旋前进方式，在与探头相对运动中实现对整个钢管外表面的扫查，它主要用于超过180mm的大口径钢管的质量检查。,钢管涡流探伤设备由以下几部分组成，如图1所示。,图1：设备分布图,2.探伤系统控制原理,涡流探伤设备的所有机械动作由电动和气动两套系统带动。电动系统是由变频调速器控制的电机组成；气动系统是由电磁阀带动的汽缸组成，在自动探伤时它们由光电开关控制，在手动探伤时它们由操作台处的按键控制。,设备上的电磁阀和光电开关的分布如图2所示。,图2 设备上电动与气动元件的分布,3.控制系统的硬、软件设计方法,系统控制功能程序主要包括上下料、滚道、压辊、打标、分选和吊料各功能的实现。其中上下料的持续性动作用定时延时器功能实现。对于打标和报警,由仪器程序给出信号进行动作。PLC除了控制电磁阀外，有时还需要控制变频器实现滚道的无级调速，这时需要增加D/A转换模块。另外，上料、滚道传输、压辊驱动、标记、下料和分选等均需兼有自动和半自动控制功能；磁饱和装置电动升降调节也可由PLC一并控制实现。,表1:输入信号符号表示和功能描述,表2:输出信号的符号表示和功能描述,4. 控制系统干扰的消除方法,工业现场对涡流探伤及其控制系统的干扰主要来自两大方面，一个来自探伤系统之外，一个来自探伤系统本身。自探伤系统之外的干扰主要有两个渠道，一个是周围环境的电磁干扰，这类干扰的特点是频率范围分布较宽，干扰作用时间和周期较为随机。解决的方法是，对控制系统、特别是PLC进行电磁屏蔽，其中PLC接地是行之有效的办法。另一个是电源的干扰，防止电源波动对涡流探伤和控制系统的干扰的方法是尽量使用办公用电，如果使用工业现场的动力电，则应采用隔离稳压器使控制系统用电与动力电相隔离。,来自伤系统自身的干扰主要是变频调速器的电磁辐射和电机的启停。交流变频调速器的流经电流很大，其自身又身处控制系统之中，距PLC等控制器件距离较近，往往对涡流探伤仪器以及设备上的光电开关控制信号造成影响而使PLC失控，产生误动作，影响探伤的正常进行。主机和滚道上的电机在启动和停止时会产生电磁脉冲干扰，处理不好也会使PLC产生误动作。解决这类问题的方法是在交流变频调速器入口端接电抗器，以及将PLC、控制柜和探伤设备机架良好接地，接地电阻应小于1.5。,5. 结束语,基于PLC的自动控制系统的设计，不仅使探伤设备的控制技术提高了一个档次，同时使涡流探伤控制系统的构成大大简化，还使操作的稳定度和可靠性大大提高。经过我们的实际使用和长期运行考验，证明它完全能够适应和满足工业现场的探伤运行需要。这种控制方法和技术也可借鉴、推广至其他无损自动化