超聲波自動探傷設備開發(fā)

傳統(tǒng)超聲探傷是用手工進行操作，操作人員憑經驗對探傷儀上顯示的波形給以判斷，帶有主觀性和局限性，這需要非常多的經驗。但手工探傷效率低，容易發(fā)生漏檢和誤檢，并且無法對超聲信號進行諸如概率統(tǒng)計，圖像識別，頻率分析和數字濾波等的處理和變換，不能用數據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探傷設備融合了可編程邏輯控制技術、計算機技術、自動化技術和超聲探傷技術 ,可提高探傷的精度、重復性、可靠性和直觀性。

超聲探傷系統(tǒng)組成結構

無縫鋼管超聲波自動探傷系統(tǒng)是自發(fā)研制的直徑Φ114-Φ340mm的無縫鋼管超聲波自動探傷專用設備。系統(tǒng)結構由上料架、下料架、傳動系統(tǒng)、水箱、探傷儀、電氣控制臺、工控機和氣動執(zhí)行機構等組成。

機械傳動和氣動系統(tǒng)功能 

(1)被檢測的無縫鋼管在探傷時自動直線旋轉前進，從而實現探頭靜止不動時保證探頭與鋼管間的相對螺旋運動。鋼管的轉速經過一定傳動比的換算轉化為電機的轉速，由變頻器設定并按照預定速度轉動，從而完成對檢測速度的控制；

(2)接收來自工控機由PLC發(fā)出的標傷信號并執(zhí)行動作，對無縫鋼管探測到的缺陷進行自動標傷，標傷后自動返回 ,靜待下次指令；機械傳動系統(tǒng)的同心度、直度、速度、穩(wěn)定度以及振動的強弱都會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，還使用變頻器對鋼管轉速進行閉環(huán)控制，保證鋼管運行的平穩(wěn)，提高檢測的精度。

通信原理

為保證超聲波探傷系統(tǒng)探傷時PLC與工控機之間數據傳輸的實時性，需要提高兩者間的數據傳輸速率，這也是此次設計的難點和重點。本系統(tǒng)采用基于VC++平臺自主開發(fā)的 Windows應用程序作為上位機監(jiān)控軟件 ,下位機 S7-200 PLC采用自由端口通信模式 ,實現了工控機與 PLC的更快通信 ,非常適用于此實時性要求較高的系統(tǒng)。西門子 S7-200 PLC支持自由端口通信模式，它為工控機的串行通信接口與 S7 - 200 CPU 之間的通信提供了一種廉價、靈活的方法。工控機與S7 - 200 PLC通信時 ,采用主從方式 ,即工控機為主機 , PLC為從站 ,只有主機才有權主動發(fā)送請求報文，從站收到后返回響應的報文。西門子 S7 - 200PLC自帶的 RS485串行通訊端口采用 MPI電纜與裝有 CP5611通信卡的工控機連接。

從用戶的角度出發(fā)研制了超聲波自動探傷系統(tǒng)，整個系統(tǒng)操作簡單，運行精度較高 ,調節(jié)方便。與手動檢測相比較 ,該檢測系統(tǒng)具有檢測效率高、可靠性好、標傷定位準確度高以及操作方便等優(yōu)點。本系統(tǒng)自主開發(fā)了與之配套的工作軟件。經過系統(tǒng)測試，各項功能基本上達到了用戶的要求，完全可以進行實際應用。