基于PLC的鋼管自動探傷系統設計

隨著檢測技術、電力電子技術和計算機技術的迅猛發展，本文利用可編程序控制器設計了鋼管自動探傷系統。其優點如下:(1)可靠性好，性價比高。(2)設計快速靈活,功能強大。(3)具有故障檢測和處理能力,容易維護。(4)具有在線修改能力。(5)設計、施工、投產調制周期均提高。1.鋼管渦流探傷設備系統鋼管渦流探傷設備是一種離線的鋼管自動化檢測設備，它適用于各類碳素鋼管、合金鋼管和不銹鋼管的表面和近表面的探傷，并能夠按照國家標準替代傳統的水壓密實性試驗。目前用于鋼管自動渦流探傷的方法有旋轉點探頭式、穿過式和固定點探頭式三種。旋轉點探頭式的渦流探傷主要用于中、小口徑鋼管滿足較高要求的表面檢驗方法；穿過式的渦流探傷主要針對Φ180mm以下鋼管一般檢測要求的探傷，這種方法設備簡單,探傷速度快，目前使用的數量最多；固定點探頭式的渦流探傷采用鋼管螺旋前進方式，在與探頭相對運動中實現對整個鋼管外表面的掃查，它主要用于超過Φ180mm的大口徑鋼管的質量檢查。鋼管渦流探傷設備由以下幾部分組成，如圖1所示。圖1：設備分布圖2.探傷系統控制原理渦流探傷設備的所有機械動作由電動和氣動兩套系統帶動。電動系統是由變頻調速器控制的電機組成；氣動系統是由電磁閥帶動的汽缸組成，在自動探傷時它們由光電開關控制，在手動探傷時它們由操作臺處的按鍵控制。設備上的電磁閥和光電開關的分布如圖2所示。圖2設備上電動與氣動元件的分布3.控制系統的硬、軟件設計方法系統控制功能程序主要包括上下料、滾道、壓輥、打標、分選和吊料各功能的實現。其中上下料的持續性動作用定時延時器功能實現。對于打標和報警,由儀器程序給出信號進行動作。PLC除了控制電磁閥外，有時還需要控制變頻器實現滾道的無級調速，這時需要增加D/A轉換模塊。另外，上料、滾道傳輸、壓輥驅動、標記、下料和分選等均需兼有自動和半自動控制功能；磁飽和裝置電動升降調節也可由PLC一并控制實現。表1:輸入信號符號表示和功能描述器件符號地址功能按鈕IStartI0.0前進按鈕IStopI0.1停車按鈕IBackI0.2后退按鈕IAutoORHandI0.3自動手動按鈕IUpI0.4上料按鈕IDownI0.5下料按鈕ISelectI0.6分選按鈕IDeSelectI0.7分選復位按鈕ITriceI1.0吊料按鈕IRaiseI1.1抬輥帶鎖按鈕IMagI1.2磁飽和帶鎖按鈕IACMagI1.3交流退磁探傷儀器IAlertI1.5報警光電開關ZJ1I1.6ZJ1光電開關ZJ2I1.7ZJ2光電開關ZJ3I2.0ZJ3光電開關ZJ4I2.1ZJ4光電開關ZJ5I2.2ZJ5光電開關ZJ6I2.3ZJ6光電開關ZJ7I2.4ZJ7表2:輸出信號的符號表示和功能描述器件符號地址功能變頻器QStartQ0.0電機啟動變頻器QReverseQ0.1正反轉換變頻器QResetQ0.2故障復位電磁閥QFPress1Q0.4前壓1電磁閥QFPress2Q0.5前壓2電磁閥QBPress1Q0.6后壓1電磁閥QBPress2Q0.7后壓2蜂鳴器QAlertQ1.0報警電磁閥QUpQ1.1上料電磁閥QDownQ1.2下料電磁閥QSelectQ1.3分選電磁閥QRaiseQ1.4吊料接觸器QMagQ1.5磁飽和接觸器QACMagQ1.6交流退磁4.控制系統干擾的消除方法

工業現場對渦流探傷及其控制系統的干擾主要來自兩大方面，一個來自探傷系統之外，一個來自探傷系統本身。自探傷系統之外的干擾主要有兩個渠道，一個是周圍環境的電磁干擾，這類干擾的特點是頻率范圍分布較寬，干擾作用時間和周期較為隨機。解決的方法是，對控制系統、特別是PLC進行電磁屏蔽，其中PLC接地是行之有效的辦法。另一個是電源的干擾，防止電源波動對渦流探傷和控制系統的干擾的方法是盡量使用辦公用電，如果使用工業現場的動力電，則應采用隔離穩壓器使控制系統用電與動力電相隔離。來自傷系統自身身的干擾主要是是變頻調速器的的電磁輻射和電電機的啟停。交交流變頻調速器器的流經電流很很大，其自身又又身處控制系統統之中，距PLC等控制器件距離離較近，往往對對渦流探傷儀器器以及設備上的的光電開關控制制信號造成影響響而使PLC失控，產生誤動動作，影響探傷傷的正常進行。。主機和滾道上上的電機在啟動動和停止時會產產生電磁脈沖干干擾，處理不好好也會使PLC產生誤動作。解解決這類問題的的方法是在交流流變頻調速器入入口端接電抗器器，以及將PLC、控制柜和探傷設設備機架良好接接地，接地電阻阻應小于1.5。5.結束語基于PLC的自動控制系統統的設計，不僅僅使探傷設備的的控制技術提高高了一個檔次，，同時使渦流探探傷控制系統的的構成大大簡化化，還使操作的的穩定度和可靠靠性大大提高。。經過我們