超聲波自動(dòng)探傷設(shè)備開發(fā)

傳統(tǒng)超聲探傷是用手工進(jìn)行操作，操作人員憑經(jīng)驗(yàn)對(duì)探傷儀上顯示的波形給以判斷，帶有主觀性和局限性，這需要非常多的經(jīng)驗(yàn)。但手工探傷效率低，容易發(fā)生漏檢和誤檢，并且無法對(duì)超聲信號(hào)進(jìn)行諸如概率統(tǒng)計(jì)，圖像識(shí)別，頻率分析和數(shù)字濾波等的處理和變換，不能用數(shù)據(jù)化的理論和方法展開研究。

因此飛泰自主研制的超聲波自動(dòng)探傷設(shè)備融合了可編程邏輯控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和超聲探傷技術(shù) ,可提高探傷的精度、重復(fù)性、可靠性和直觀性。

超聲探傷系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

無縫鋼管超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)是自發(fā)研制的直徑Φ114-Φ340mm的無縫鋼管超聲波自動(dòng)探傷專用設(shè)備。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由上料架、下料架、傳動(dòng)系統(tǒng)、水箱、探傷儀、電氣控制臺(tái)、工控機(jī)和氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成。

機(jī)械傳動(dòng)和氣動(dòng)系統(tǒng)功能 

(1)被檢測(cè)的無縫鋼管在探傷時(shí)自動(dòng)直線旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)探頭靜止不動(dòng)時(shí)保證探頭與鋼管間的相對(duì)螺旋運(yùn)動(dòng)。鋼管的轉(zhuǎn)速經(jīng)過一定傳動(dòng)比的換算轉(zhuǎn)化為電機(jī)的轉(zhuǎn)速，由變頻器設(shè)定并按照預(yù)定速度轉(zhuǎn)動(dòng)，從而完成對(duì)檢測(cè)速度的控制；

(2)接收來自工控機(jī)由PLC發(fā)出的標(biāo)傷信號(hào)并執(zhí)行動(dòng)作，對(duì)無縫鋼管探測(cè)到的缺陷進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)傷，標(biāo)傷后自動(dòng)返回 ,靜待下次指令；機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的同心度、直度、速度、穩(wěn)定度以及振動(dòng)的強(qiáng)弱都會(huì)影響探傷的靈敏度和可靠性。此系統(tǒng)除采用縮短水箱的寬度、上料架與下料架高度一致等措施外，還使用變頻器對(duì)鋼管轉(zhuǎn)速進(jìn)行閉環(huán)控制，保證鋼管運(yùn)行的平穩(wěn)，提高檢測(cè)的精度。

通信原理

為保證超聲波探傷系統(tǒng)探傷時(shí)PLC與工控機(jī)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性，需要提高兩者間的數(shù)據(jù)傳輸速率，這也是此次設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和重點(diǎn)。本系統(tǒng)采用基于VC++平臺(tái)自主開發(fā)的 Windows應(yīng)用程序作為上位機(jī)監(jiān)控軟件 ,下位機(jī) S7-200 PLC采用自由端口通信模式 ,實(shí)現(xiàn)了工控機(jī)與 PLC的更快通信 ,非常適用于此實(shí)時(shí)性要求較高的系統(tǒng)。西門子 S7-200 PLC支持自由端口通信模式，它為工控機(jī)的串行通信接口與 S7 - 200 CPU 之間的通信提供了一種廉價(jià)、靈活的方法。工控機(jī)與S7 - 200 PLC通信時(shí) ,采用主從方式 ,即工控機(jī)為主機(jī) , PLC為從站 ,只有主機(jī)才有權(quán)主動(dòng)發(fā)送請(qǐng)求報(bào)文，從站收到后返回響應(yīng)的報(bào)文。西門子 S7 - 200PLC自帶的 RS485串行通訊端口采用 MPI電纜與裝有 CP5611通信卡的工控機(jī)連接。

從用戶的角度出發(fā)研制了超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行精度較高 ,調(diào)節(jié)方便。與手動(dòng)檢測(cè)相比較 ,該檢測(cè)系統(tǒng)具有檢測(cè)效率高、可靠性好、標(biāo)傷定位準(zhǔn)確度高以及操作方便等優(yōu)點(diǎn)。本系統(tǒng)自主開發(fā)了與之配套的工作軟件。經(jīng)過系統(tǒng)測(cè)試，各項(xiàng)功能基本上達(dá)到了用戶的要求，完全可以進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。