专利名称：全管体探伤中自动找焊缝12点的plc控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型是应用于螺旋管全管体自动探伤领域中，尤其是全管体探伤中自动找 焊缝12点的PLC控制系统。
背景技术：
目前，在螺旋管全管体自动探伤系统中，大多数钢管生产厂家都要求在焊缝探伤 系统中增加焊缝跟踪装置，来保证螺旋管的生产质量，因此要求焊缝探伤工艺越来越复杂， 采用以往的继电器控制已经不能满足自动探伤的要求；少量采用PLC200控制系统来完成 探伤工艺要求，实现自动探伤过程，在焊缝探头落下之前，必须手动找焊缝12点的位置后， 手动落焊缝探头，实现焊缝跟踪的目的，这样给操作人员带来很大的不便，而且不能准确找 到焊缝12点，造成不能准确跟踪，有时由于操作失误甚至损坏探头，同时由于PLC200的功 能简单，现场控制能力比较差，造成探伤操作室到待测钢管区龙门架的行车上的连线太多， 故障率高，系统不稳定。
发明内容为了解决以上问题，本实用新型的目的是提供一种全管体探伤中自动找焊缝12 点的PLC控制系统，该系统采用PLC可编程控制系统来代替以往的继电器控制，采用PLC300 代替了 PLC200，解决手动找焊缝12点的难点，实现自动找焊缝12点，实现全管体一键探伤， 保证了焊缝跟踪的可靠性和准确性，接线方便，结构简单，成本低，故障率低，保证了系统的 稳定性。为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现全管体探伤中自动找焊缝12点的PLC控制系统，该系统是以PLC可编程控制系统 为控制核心，PLC可编程控制系统分别与触摸屏、操作面板、托辊电机和焊缝跟踪系统相连 接，PLC可编程控制系统还通过Profibus总线连接前端探伤装置控制系统；前端探伤装置 控制系统分别与行车电机、焊缝探伤装置、母材探伤装置和焊缝跟踪装置相连接，焊缝跟踪 装置包括激光笔、摄像头和跟踪电机，其中摄像头与焊缝跟踪系统相连接。所述的焊缝探伤装置和母材探伤装置设置在行车上，焊缝探伤装置包括焊缝探 架、焊缝探架电机、焊缝探头体、焊缝管端检测装置，焊缝探架与焊缝探架电机连接，焊缝探 架上设有焊缝探头体，焊缝探头体连接焊缝管端检测装置；母材探伤装置包括母材探架、母 材探架电机、母材探头体、母材管端检测装置，母材探架与母材探架电机相连接，母材探架 上设有母材探头体，母材探头体连接母材管端检测装置。所述的PLC可编程控制系统采用西门子300。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是实现了全管体探伤中自动找焊缝12 点的功能，给操作人员带来很大的方便，提高了跟踪精度，解决了现场控制能力差，故障率 高，系统不稳定的问题，实现了螺旋管全管体探伤的自动化，降低了成本，系统方便可靠、简 单实用、便于维护，通用性极强，使用寿命长。
图1是本实用新型的结构框图。图2是本实用新型中的全管体探伤装置的结构示意图。图3是本实用新型的工作流程框图。
具体实施方式
见图1，全管体探伤中自动找焊缝12点的PLC控制系统，该系统是以PLC可编程控 制系统为控制核心，PLC可编程控制系统分别与触摸屏、操作面板、托辊电机和焊缝跟踪系 统相连接，PLC可编程控制系统还通过Profibus总线连接前端探伤装置控制系统；前端探 伤装置控制系统分别与行车电机、焊缝探伤装置、母材探伤装置和焊缝跟踪装置相连接，焊 缝跟踪装置包括激光笔、摄像头和跟踪电机，其中摄像头与焊缝跟踪系统相连接。见图2，焊缝探伤装置和母材探伤装置都设在行车1上，焊缝探伤装置包括焊缝探 架2、焊缝探头体4、焊缝管端检测装置3，母材探伤装置包括母材探架5、母材探头体7、母材 管端检测装置6，焊缝探架电机8和母材探架电机9分别控制焊缝探架和母材探架的升降， 焊缝探头体4和母材探头体7通过多个电磁阀控制升降，焊缝管端检测装置3和母材管端 检测装置6采用反射式光电开关。所述的触摸屏、操作面板、托辊装置、焊缝跟踪系统和PLC可编程控制系统都位 于探伤操作室内，前端探伤装置控制系统、行车装置、焊缝探伤装置、母材探伤装置和焊 缝跟踪装置都位于探伤区域的龙门架行车上，他们之间的距离在30米以上，主要是通过 Profibus总线进行通讯，这样大大的解决了现场安装困难的问题，减少了很多电缆线，降低 了故障率。所述的Profibus总线是德国国家标准Dmi9245和欧洲标准EN50170的现场总线 标准，适合于自动化领域的应用，实现了 PLC300的远程控制。所述的PLC可编程控制系统以PLC可编程控制器为核心，PLC可编程控制器采用 的是西门子300可编程控制器，显示面板采用的西门子5. 7英寸液晶触摸屏TP277，操作面 板上设有各种开关，通过操作面板上各种开关和显示面板上的参数设置来实现系统的各种 工作流程，通过显示面板的状态可以了解系统的运行动作和状态；PLC可编程控制系统包 括PLC可编程控制器、DI8/A02输入/模拟量输出模块、DI16/D016输入/输出模块、DI32 输入模块和D032输出模块；PLC可编程控制系统给焊缝跟踪系统提供电源、自动找12点、 跟踪开始、跟踪结束信号，接收焊缝跟踪系统返回的找12点成功信号和跟踪的偏移量，实 现自动找焊缝12点和焊缝自动跟踪。所述的前端探伤装置控制系统包括ET200M通讯模块、DI32输入模块、D032输出模 块、A0-4X模拟量输出模块、2个COUNTER计数器模块，ET200M模块通过Profibus总线实现 与PLC可编程控制器的远程数据通讯。在PLC可编程控制系统有56个输入点、48个输出点和2个模拟量输出，在前端探 伤装置控制系统有32个输入点、32个输出点、4个模拟量输出和2个计数器输入，因此整个 系统中总计88个输入点、80个输出点、6个模拟量输出和2个计数器输入，通过它们完成整 个PLC控制系统的工作流程。
4[0019]全管体探伤中自动找焊缝12点的PLC控制系统的工作流程包括探伤程序启动、 自动找焊缝管端、焊缝探伤开始、母材探伤开始、焊缝探伤结束、母材探伤结束、探伤程序结 束，其特征在于在自动找焊缝管端和焊缝探伤开始过程中增加了自动找焊缝12点的过 程。全管体探伤中自动找焊缝12点的PLC控制系统的工作流程如下1)探伤程序启动当确认行车处于探伤区外部，操作“托辊升降”，使进料升降辊在下位，并旋转“进 料辊道”将钢管运送到探伤区域，直到“端部对齐”有效，操作“托辊升降””开关使托辊升降 处于上位，可观察显示面板触摸屏的信息指示，按下“跟踪复位”按钮，使焊缝探头架在中心 位置，此时按“探伤启动”按钮后，行车自动向前行走，寻找螺旋管焊缝管端；2)自动找焊缝管端焊缝探伤装置检测到螺旋管后，“焊缝管端”有效后，行走一定 距离(焊缝管端检测装置与摄像头的距离)后停止。3)自动找焊缝12点行车停止后，系统进入“自动找12点”状态，图像跟踪系统中 左监视画面中的没有焊缝图像，则托辊高速旋转；当有焊缝图像时低速旋转，直到焊缝图像 正好在焊缝的中心，也就是在图像跟踪系统中的左监视画面中的焊缝标识两侧有红色的轮 廓线时，图像跟踪系统发出“找12点成功”信号(高电平)，PLC控制系统接收到后，托辊立 即停止旋转，显示面板显示“找12点成功”。4)焊缝探伤开始行车继续前行，焊缝探头体自动落下开始焊缝探伤和焊缝跟 踪，托辊转速与行车移动速度按比例控制。5)母材探伤开始行车继续移动，当母材探伤装置检测到待检螺旋管后，母材探 头体分组依次落下，开始对管体母材探伤；6)焊缝探伤结束焊缝探伤装置检测不到待检螺旋管后，行车继续前行，当图像 跟踪系统检测到焊缝不在中心位置后，停止焊缝跟踪，焊缝探头体自动抬起；7)母材探伤结束母材探伤装置检测不到待检螺旋管后，行车继续前行，根据设 置的距离，母材探头体分组依次自动抬起；8)探伤程序结束当探头体全部抬起后，钢管停转，行车后移至龙门架原位，行车停止。
权利要求全管体探伤中自动找焊缝12点的PLC控制系统，其特征在于该系统是以PLC可编程控制系统为控制核心，PLC可编程控制系统分别与触摸屏、操作面板、托辊电机和焊缝跟踪系统相连接，PLC可编程控制系统还通过Profibus总线连接前端探伤装置控制系统；前端探伤装置控制系统分别与行车电机、焊缝探伤装置、母材探伤装置和焊缝跟踪装置相连接，焊缝跟踪装置包括激光笔、摄像头和跟踪电机，其中摄像头与焊缝跟踪系统相连接。
2.根据权利要求1所述的全管体探伤中自动找焊缝12点的PLC控制系统，其特征在 于，所述的焊缝探伤装置和母材探伤装置设置在行车上，焊缝探伤装置包括焊缝探架、焊缝 探架电机、焊缝探头体、焊缝管端检测装置，焊缝探架与焊缝探架电机连接，焊缝探架上设 有焊缝探头体，焊缝探头体连接焊缝管端检测装置；母材探伤装置包括母材探架、母材探架 电机、母材探头体、母材管端检测装置，母材探架与母材探架电机相连接，母材探架上设有 母材探头体，母材探头体连接母材管端检测装置。
3.根据权利要求1所述的全管体探伤中自动找焊缝12点的PLC控制系统，其特征在 于，所述的PLC可编程控制系统采用西门子300。
专利摘要本实用新型是应用于螺旋管全管体自动探伤领域中的全管体探伤中自动找焊缝12点的PLC控制系统，该系统是以PLC可编程控制系统为控制核心，PLC可编程控制系统分别与触摸屏、操作面板、托辊电机和焊缝跟踪系统相连接，PLC可编程控制系统还通过Profibus总线连接前端探伤装置控制系统；前端探伤装置控制系统分别与行车电机、焊缝探伤装置、母材探伤装置和焊缝跟踪装置相连接，焊缝跟踪装置包括激光笔、摄像头和跟踪电机，其中摄像头与焊缝跟踪系统相连接。优点是通过该系统实现了全管体探伤中自动找焊缝12点的功能，提高了跟踪精度，降低了成本，系统方便可靠、便于维护。
文档编号G01N29/265GK201653998SQ201020134670
公开日2010年11月24日 申请日期2010年3月19日 优先权日2010年3月19日
发明者高光旭 申请人:鞍山长风无损检测设备有限公司