國家職業資格全省（或市）統一鑒定維修電工論文（國家職業資格級）論文題目：PLC在輪船曲軸探傷機上的應用姓 名： 顧 少 柏 身份證號：準考證號： 所在省市： 江蘇省鹽城市 所在單位： 鹽城市射陽鹽場 PLC在輪船曲軸探傷機上的應用顧少柏摘要：PLC控制系統在國內具有領先地位的新型輪船曲軸探傷機中的應用。關鍵詞：探傷機可編程控制應用輪船曲軸是大型船舶動力機械的重要部件，它的裂紋多數是在運行過程中受外載交變應力而產生。金屬疲勞會使這些裂紋逐漸擴大，這種裂紋很隱蔽，具有很大危險性。由于大型船舶的曲軸個大、體重，以前沒有專用設備對其進行全方位探傷檢查，各檢修部門多數采用馬蹄探傷儀且以目視為準。勞動強度高、人為誤判率、漏檢率高，且需用專用行吊配合方能有效探傷，探傷成本昂貴，無法完成國家安監委航運部門下達的對大型船舶動力重要部件“全面探傷檢查”的生產任務。基于上述原因，筆者以前所在的工作單位：“江蘇射陽無損檢測研究所”研制了LC4000型多用磁粉探傷機這一可靠的檢測設備。它具有探傷靈敏度高、自動化程度大的特點。該機通過了鐵道部運輸局技術評審，經專家現場測試主要技術指標符合JB/T8290一1998磁粉探傷標準，技術上具有國內先進水平，并獲得了國家級新產品證書。該產品要求用PLC程序控制器來控制整個系統的操作流程：如工件的軸向移動、夾緊、轉動、噴灑磁懸液、沖磁、退磁、松夾等，整個檢測過程全部都由PLC控制相應的伺服機構自動完成。1電氣部分主要技術參數：1.1輸出電流：周向AC：0一3000AT，連續可調，帶斷電相位控制；縱向AC：0一18000AT，連續可調，帶斷電相位控制；1.2磁化方式：周向、縱向、復合磁化；1.3暫載率：25%；1.4充磁時間：2S；1.5氣源壓力：0.5 Mpa；1.6休機時間：18S；1.7 退磁時間：6S；1.8 退磁效果：0.5mT（試件）；1.9 靈敏度：AL型試片15/50，清晰顯示；1.10 電源：三相四線：380V、50HZ，約150A；1.11 使用環境：一10一40；1.12 相對濕度：85%；2設計方案21總體方案擬定根據曲軸檢測工藝及檢修工序的要求來完成承載小車、夾持裝置、傳輸裝置、磁化噴淋系統、機械及控制系統的設計和制造。2.1.1探傷機的結構和探傷工藝流程要求該機由上（下）料臺、磁化（噴淋）機、清洗機、烘干機等機臺組成，傳動臺車兼有夾持工件、翻轉工件。向工件和多匝線圈導入周向電流和縱向電流進行磁化的功能。探傷工件由吊車吊放在臺車上，夾持裝置電動推進（進料），達到主機中的預定位置后自動停下，彈性電刷自動接通電極（夾緊）。此時通電磁化（充磁），同時噴灑磁懸液（噴液）、磁化結束，臺車退出磁化裝置。達到預定位置自動停下；電動翻轉工件（轉動），便于全面觀察檢查；檢查完畢重復磁化前動作（夾緊）進行退磁（退磁），退磁后將工件傳動至吊裝位置，由吊車將探傷完畢的工件吊走，進人下一個工序循環作業。2.1.2周向磁化從曲軸兩邊夾持通電進行周向磁化，使磁場強度在曲軸中段外表面達到磁化標準2400A/m的要求。2.1.3縱向磁化利用開合線圈通電后產生的磁場對曲軸的縱向進行磁化，以使其達到18000AT的磁化要求。2.2電路構成該電器部分主要由主電路、控制電路、觸發電路組成。2.2.1主電路該機主電路由周向電流發生器和縱向電流發生器為核心的兩套電路組成，用來為探傷機提供磁化電流。三相380V電源的AC相接周向磁化電源變壓器；BC相接縱向磁化變壓器。周向、縱向磁化電流的調整，分別由兩只KP系列可控硅完成。改變串接在主變壓器初級回路中的可控硅的導通角即可改變主變壓器初級的電壓幅值，從而改變變壓器次級輸出電壓的幅值，達到調整電流的目的。見圖1、圖2。圖1探傷機主電路電路圖 圖2電流發生器電路2.2.2控制電路控制電路由1臺JH120一40可編程控制器（PLC）及外圍元件組成。電路控制方式簡單，動作可靠。用PLC程序控制，設備功耗小，程序可塑性大。控制電路如圖3所示：圖3探傷機控制電路原理圖2.2.3觸發電路 圖4探傷機觸發電路圖5 磁化、退磁曲線該設備可控硅移相觸發電路采用新研制開發的較先進的PLC移相技術，使該電路具有移相范圍寬，鋸齒波線性好，控制方式簡單，有失效保護，觸發輸出電流大，脈沖寬度可調等一系列優點，在一塊高性能專用TCA785觸發模塊上將探傷機功能集成一體，使可控硅觸發更為可靠。除具有充磁、退磁外，采用電流跟蹤設計，欠流報警輸出，并具有交流斷電相位控制、休機時間控制功能。圖4中CON,COM之間電壓的控制由PLC根據程序自動實現，具體實現依賴于PLC的模擬量輸人、輸出模塊。PLC可控硅觸發電路原理圖中用的是雙路輸人單路輸出的模擬量模塊。其中一個模塊的兩個輸入口分別接至周向、縱向變壓器輸出端的電流傳感器的輸出端上取實時返回的電流信號。兩個模塊上的各一個輸出端分別接周向、縱向移相觸發模塊的CON與COM端。這樣就構成了完整的觸發可控硅的電路。可控硅電流觸發的軟件編程思路是：根據設定的磁化電流值及磁化時間、退磁時間要實現如圖2的磁化、退磁電流曲線。在磁化時要在一個短時間內將磁化電流升到設定值，然后保持一定時間，在設定的時間內關斷，達到磁化的效果。這個設定值可以幾百安培到數千安培，而磁化的時間一般只有13S。這里的一個難點就是要在短時間內將電流調到一個較大值，而又不能出現超調現象，然后將電流在設定點穩定并在設定時間到達后關斷，不能出現電流波動和超調現象。一個優秀的磁化觸發電路要實現良好磁化效果，就要盡量的使觸發可控硅生成的磁化曲線達到或近似圖5的磁化曲線。3、程序軟件3.1 PLC端口號命名3.2 PLC線圈號含義表-1PLC線圈號端口功能端口功能端口功能端口功能端口功能端口功能400啟動406工控500正轉506充磁430進料線圈437反轉線圈401暫停407進料501反轉507退料431出料線圈530電極線圈402復位410電極夾緊502停止轉動510出料432緩沖線圈534左噴線圈403輪壓開關411電極返回503閉合到位511門簾正轉433噴液線圈535右噴線圈404手動412線圈閉合504噴液512門簾反轉434磁化線圈405自動413返回線圈505停噴513返回到位436正轉線圈3.3控制要求控制要求見2.1。3.4 PLC程序表（見表2）表-2：LC4000型輪對磁粉探傷機控制指令表（節選）行號指令行號指令行號指令行號指令行號指令行號指令1LD7126563051OUT43276LD551015627126OUT4512OUT67127STL63052OUT43677S607102n.627127K1.53K60128OL T43053OUT43778STL607103OUT430128LD4514OUT67229OUT43154OUT5379OUT430104OUT432129NOP5K62030OUT5055K580OUT432105OUT437130C6136OUT67031K656LD5381OUT436106OUT434131STL6137K10332LD5057S60582OUT437107OUT650132OUT4308s60033S60258STL60583OUT530108KK20133OUT4329LD40534STL60259OUT43084OUT56109LD650134OUT43610PLS10335OUT43060OUT43285K1.5110S611135OUT45211LD40436OUT5161OUT43686LD56111STL611136K212OR40137K362NOP87S624112OUT430137LD45213CJP70038LD5163OUT43788STL624113OUT432138S61414LD10339S60364OUT53089OUT430114OUT436139STL.61415S60040STL60365OUT54ooOUT552115OUT437以下略16ST60041OUT43066K1.591K2116OUT45017LD40042OUT43267LD5492LD552117K1518PLS10043OUT43468S60693S610118LD45019LD10044OUT43769STL60694STL610119S61220S60145OUT5270OUT43095OUT430120STL.61221STL60146K2071OUT43296OUT434121OUT43022OUT53747LD5272OUT43697OUT433122OUT43223OUT55248S60473OUT43798OUT57