基于PLC的超声波自动探伤系统.pdf

信息技术时蕾, 等 基于 PLC的超声波自动探伤系统 M achineBuildingAutom ation, O ct2008, 37 5 141, 147 作者简介 时蕾 1976 , 女, 河南开封人, 讲师, 从事教学工作。 基于 PLC的超声波自动探伤系统 时蕾, 张君霞 郑州铁路职业技术学院, 河南 郑州 450052 摘 要 介绍了可编程序控制器 PLC在车轴超声自动探伤系统中的应用, 对系统的硬件控制 和软件作了详细的阐述。 关键词 可编程序控制器; 超声波自动探伤系统; 流程图 中图分类号 TB553 ; TP311. 11 文献标识码 B 文章编号 1671 -5276 2008 05-0141 -01 Automatic Flaw Detection System ofUltrasonicW ave Based on PLC SH ILe,i Z HANG Jun-xia Zhengzhou Raiw l ay Vocational and TechnicalCollege ,Zhengzhou 450052, Chi na Abstract This paper introduces the appli cation ofPLC on autom atic flaw detection system o fu ltrason i c wave and the contro lsystem w ith hardware and soft ware design in deta i .l K ey words PLC ;fl aw detection system of ultrasonicwave ;flow chart 0 引言 可编程序控制器 progra mmable logic controller , PLC 是以微处理机为基础, 综合了计算机技术、 自动控制技术和 通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制 装置, 是专为在工业环境应用而设计的数字运算电子系统。 它可以取代传统的继电器完成开关量的控制, 其按钮开关、 行程开关或敏感元件可以作为输入信号, 输出信号可以控 制开关、 电磁阀和步进电机等执行机构。它采用可编程序 的存储器, 在内部存储执行逻辑运算、 顺序控制、 定时、 计数 和算术运算等操作指令, 通过数字式、 模拟式的输入和输 出, 控制各种类型的机械或生产过程实现自动化。 1 自动超探机控制系统组成 超声波自动探伤机是用来检测机车车辆上车轴中的 伤损和疲劳裂纹的检测设备, 它由机械、 液压、 电气控制、 计 算机控制和超声波探伤等子系统组成。它的控制部分涉及 机械制造、 电子技术、 微机控制、 超声波检测和人工智能等 学科领域, 是一台典型的机电一体化超声波检测设备。 超声波自动探伤机的控制系统包括机械动作控制系 统和计算机控制系统两大部分。机械动作控制系统的主 要作用是 PLC控制机械装置按工作流程顺序依次动作, 如轮对超声波探头夹持、 探头与所探测轮轴的密贴、 探头 移动、 轮对转动和供给探测过程中所需的耦合液、 以及探 测结束后的机械复位、 轮对推出等。计算机控制系统的主 要作用首先是计算机通过 I/O 板控制 PLC保持探测轮对 工作状态, 同时切换探头将数字式超探仪的超声信号传送 给计算机, 再通过 A /D转换, 由计算机对超声波形信号进 行分析、 判断, 不停地循环切换探头、 采样、 分析和判断, 直 至探测结束或发现轮对缺陷, 最后打印存储波形并输出。 其控制系统框图如图 1所示。 图 1 自动超探机控制系统框图 2 自动超探机控制电路设计 本系统可以采用日本三菱公司生产的 FX2N 64MR 型 PLC控制器, 通过硬件连接, 软件编程, 参数设定来实 现整机安全有效地运行。 自动超探机的输入信号包括控制按钮和接近开关到 位信号, 共设置有 21个输入点, 并且设置有手动 /自动选 择开关; 自动超探机的输出信号直接控制着强电拖动部分 和电磁阀控制部分, 共有 21个输出点。其部分 I/O 分配 情况 X3 X7为手动控制按钮, X10 X13为自动控制按 钮, 用来控制探头的移动和轮对的正反转。 X15为 启 动, 当有信号输入时, PLC按设定的控制程序开始工作, 机械装置开始动作; X0为 停止, 当有信号输入时, PLC 按设定的控制程序停止工作, 机械装置立即停止动作。判 断轮对是否到位使用电感式接近开关, 其输入点地址为 X16 X24。Y2 Y17的输出信号控制电磁阀的动作, Y20 Y22的输出信号控制轮对的正反转和探头移动。 3 自动超探机软件设计 由于超探机的探伤过程是一个比较复杂的控制过程, 下转第 147页 141 信息技术余金伟, 等 基于 AutoCAD的尺寸公差自动识别与转换方法 M achineBuildingAutom ation, O ct2008, 37 5 145 147 for int i 0 ; i isK indO f AcDbDi mension desc ; / /若是尺寸 标注实体 { / /则转换尺寸代号为尺寸数值 ; } } 4 数据库技术 由于零件图上通常标注公差带代号, 所以在工艺参数 的提取过程中需要将公差带代号通过数据库技术得到对 应的上下偏差。本文利用 DAO 数据库接口技术实现数据 库的操作。数据库文件由 ACCESS建立。 根据尺寸公差的知识, 尺寸公差带由基本偏差和公差 带大小两个要素组成, 所以为了查询尺寸公差, 建立了 标准公差数值、 孔的基本偏差数值、 轴的基本偏差 数值和未注公差线性尺寸的极限偏差4张数据表。为 了查询螺纹的有关参数, 建立了 普通螺纹粗牙螺距 、 普通螺纹基本偏差和 普通螺纹外螺纹大径公差3张 数据表。表 1为标准公差数值表的结构。 表 1 标准公差数值表 基本尺寸IT1IT2IT3IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14IT15IT16IT17IT18 1. 81. 223461014254060100140 3. 81. 2234610142540601001402504006001 0001 400 3 15026365068961352103305408601350 2 100 3 300 5 400 8 600 13 50021000 33 000 5 结语 尺寸公差自动识别与转换的方法使机械设计人员避 开了烦琐的查询公差手册的工作, 给设计工作带来了较大 的便利。同时尺寸公差转换的结果能实现有关的自动计 算, 在作者开发的自动车床编程系统中就利用公差自动识 别与转换功能, 实现了自动计算零件的公差带中心尺寸, 并成功应用于数控车床的自动编程。 参考文献 [ 1] 段星光, 徐岩, 吴立勋. AutoCAD 环境下公差与配合自动标注 二次开发 [ J]. 现代制造工程, 2004 9 103 -105 . [ 2] 潘应晖. 用 VBA开发公差自动查询标注 [ J]. 机械制造与自 动化, 2005, 34 4 102-105. [ 3] 林好转. 塑料模具结构零件尺寸公差查询和标注系统的研制 [ J]. 模具技术, 2005 5 52 -54. 收稿日期 2008-03 -03 上接第 141页 所以相应 PLC控制器编程也比较复杂, 首先, 滚轮电机的 正反转, 编程时充分注意逻辑互锁关系。其次, 为了提高 探伤的可靠性, 轮对的探测位置要准确、 全面, 编程时必须 注意各探测点的切换和探测速度。再者, 编程要合理, 减 少程序量, 缩短扫描时间。PLC控制系统的程序流程如图 2所示。 4 结语 本设备采用 PLC控制, 维护十分方便, 故障率较低, 较好地满足了生产的需要, 取得了较为明显的经济效益。 参考文献 [ 1] 汪晓光, 王艳丹. 可编程控制器原理及应用 [M ]. 2版. 北京 机械工业出版社, 2002. 收稿日期 2008-03 -10图 2 自动超探机 PLC控制系统流程图 147