摘要：介紹了可編程序控制器（PLC）在車軸超聲自動(dòng)探傷系統(tǒng)中的應(yīng)用,對(duì)系統(tǒng)的硬件控制和軟件作了詳細(xì)的闡述。
　　
　　0引言
　　
　　可編程序控制器（programmab lelogic controller,PLC）是以微處理機(jī)為基礎(chǔ),綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)等現(xiàn)代科技而發(fā)展起來(lái)的一種新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置,是專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算電子系統(tǒng)。它可以取代傳統(tǒng)的繼電器完成開(kāi)關(guān)量的控制,其按鈕開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)或敏感元件可以作為輸入信號(hào),輸出信號(hào)可以控制開(kāi)關(guān)、電磁閥和步進(jìn)電機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器,在內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令,通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
　　
　　1自動(dòng)超探機(jī)控制系統(tǒng)組成
　　
　　超聲波自動(dòng)探傷機(jī)是用來(lái)檢測(cè)機(jī)車車輛上車軸中的傷損和疲勞裂紋的檢測(cè)設(shè)備,它由機(jī)械、液壓、電氣控制、計(jì)算機(jī)控制和超聲波探傷等子系統(tǒng)組成。它的控制部分涉及機(jī)械制造、電子技術(shù)、微機(jī)控制、超聲波檢測(cè)和人工智能等學(xué)科領(lǐng)域,是一臺(tái)典型的機(jī)電一體化超聲波檢測(cè)設(shè)備。超聲波自動(dòng)探傷機(jī)的控制系統(tǒng)包括機(jī)械動(dòng)作控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)兩大部分。機(jī)械動(dòng)作控制系統(tǒng)的主要作用是PLC控制機(jī)械裝置按工作流程順序依次動(dòng)作,如輪對(duì)超聲波探頭夾持、探頭與所探測(cè)輪軸的密貼、探頭移動(dòng)、輪對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)和供給探測(cè)過(guò)程中所需的耦合液、以及探測(cè)結(jié)束后的機(jī)械復(fù)位、輪對(duì)推出等。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的主要作用首先是計(jì)算機(jī)通過(guò)I/O板控制PLC保持探測(cè)輪對(duì)工作狀態(tài),同時(shí)切換探頭將數(shù)字式超探儀的超聲信號(hào)傳送給計(jì)算機(jī),再通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換,由計(jì)算機(jī)對(duì)超聲波形信號(hào)進(jìn)行分析、判斷,不停地循環(huán)切換探頭、采樣、分析和判斷，直至探測(cè)結(jié)束或發(fā)現(xiàn)輪對(duì)缺陷,zui后打印存儲(chǔ)波形并輸出。其控制系統(tǒng)框圖如圖1所示。　　
　　2自動(dòng)超探機(jī)控制電路設(shè)計(jì)
　　
　　本系統(tǒng)可以采用日本三菱公司生產(chǎn)的FX2N—64MR型PLC控制器,通過(guò)硬件連接,軟件編程,參數(shù)設(shè)定來(lái)實(shí)現(xiàn)整機(jī)安全有效地運(yùn)行。自動(dòng)超探機(jī)的輸入信號(hào)包括控制按鈕和接近開(kāi)關(guān)到位信號(hào),共設(shè)置有21個(gè)輸入點(diǎn)，并且設(shè)置有手動(dòng)/自動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)；自動(dòng)超探機(jī)的輸出信號(hào)直接控制著強(qiáng)電拖動(dòng)部分和電磁閥控制部分,共有21個(gè)輸出點(diǎn)。其部分I/O分配情況:X3~X7為手動(dòng)控制按鈕,X10~X13為自動(dòng)控制按鈕,用來(lái)控制探頭的移動(dòng)和輪對(duì)的正反轉(zhuǎn)。X15為“啟動(dòng)”，當(dāng)有信號(hào)輸入時(shí)，PLC按設(shè)定的控制程序開(kāi)始工作,機(jī)械裝置開(kāi)始動(dòng)作;X0為“停止”，當(dāng)有信號(hào)輸入時(shí)，PLC按設(shè)定的控制程序停止工作,機(jī)械裝置立即停止動(dòng)作。判斷輪對(duì)是否到位使用電感式接近開(kāi)關(guān),其輸入點(diǎn)地址為X16~X24。Y2~Y17的輸出信號(hào)控制電磁閥的動(dòng)作,Y20~Y22的輸出信號(hào)控制輪對(duì)的正反轉(zhuǎn)和探頭移動(dòng)。
　　
　　3自動(dòng)超探機(jī)軟件設(shè)計(jì)
　　
　　由于超探機(jī)的探傷過(guò)程是一個(gè)比較復(fù)雜的控制過(guò)程
　　
　　所以相應(yīng)PLC控制器編程也比較復(fù)雜，首先，滾輪電機(jī)的正反轉(zhuǎn),編程時(shí)充分注意邏輯互鎖關(guān)系。其次,為了提高探傷的可靠性，輪對(duì)的探測(cè)位置要準(zhǔn)確、全面,編程時(shí)必須注意各探測(cè)點(diǎn)的切換和探測(cè)速度。再者，編程要合理，減少程序量,縮短掃描時(shí)間。PLC控制系統(tǒng)的程序流程如圖2所示。
　　
　　4結(jié)語(yǔ)
　　
　　本設(shè)備采用PLC控制,維護(hù)十分方便,故障率較低,較好地滿足了生產(chǎn)的需要,取得了較為明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
　　
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　　機(jī)械工業(yè)出版社,2002.