专利名称：一种钢管自动探伤的电气控制系统及控制方法
技术领域：
本发明涉及一种电气控制系统及控制方法，具体涉及一种钢管自动探伤的电气控 制系统及控制方法。
背景技术：
随着科技的发展，工业控制自动化程度也越来越高。一个自动化 设备或系统都是 由机械组成部件和控制系统组成，有个稳定、可靠、安全、经济的控制系统是衡量一台设备 或一个系统好坏的重要因素。常用的控制方式有常规的继电控制线路、PLC(可编程序控制 器)控制系统和计算机控制系统。现有钢管自动探伤的电气控制系统通常采用继电控制线路。继电控制线路只具备 单台驱动设备的控制，主要用于简单设备的控制，原理简单，成本低廉。但其缺点是控制元 件多，功能较少，性能不太稳定。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种钢管自动探伤的电气控制系 统及控制方法，它更为简洁，功能更为强大，性能更加稳定。实现上述目的的一种技术方案是一种钢管自动探伤的电气控制系统，配合独立 于系统外并连接在本电气控制系统接收端的超声波探伤仪，所述电气控制系统包括控制单 元、传感器单元、电机单元及电磁阀单元，其中，所述控制单元的输入端连接传感器单元；所述控制单元的输出端连接电机单元和电磁阀单元；所述电机单元包括十二台上料辊道电机、三台强送辊道电机、十二台下料辊道电 机、六个翻转电机及一台储料电机；所述电磁阀单元包括两个顶料电磁阀、六个压轮电磁阀及两个翻料电磁阀。上述的钢管自动探伤的电气控制系统，其中，所述控制单元包括PLC控制器、变频 控制系统和继电控制系统。上述的钢管自动探伤的电气控制系统，其中，所述传感器单元包括一提料接近传 感器、一上料接近传感器、六个强送接近传感器及两个下料接近传感器。上述的钢管自动探伤的电气控制系统，其中，所述传感器单元还可包括一理料接 近传感器，并且在所述控制单元的输出端连接一提料电机。实现上述目的的另一种技术方案是一种钢管自动探伤的电气控制方法，由上述 的钢管自动探伤的电气控制系统执行，该方法包括下列步骤提料步骤，先将钢管放入理料轨道，接着抬高理料轨道，使钢管凭借自身重力滚到 理料轨道尾部，再检测下轨道上钢管是否接近的信号，当信号消失时，将钢管放入下轨道；上料步骤，检测上料辊道上钢管是否接近的信号，当信号消失时，延时S秒钟，然 后将钢管从下轨道送入上料辊道；
强送步骤，检测强送辊道上钢管是否接近的信号，当信号给出时，接通压轮电磁阀 压住钢管使其通过；当信号消失时，释放钢管，等待下一根钢管；下料步骤，检测下料辊道上钢管是否接近的信号，当信号给出时，将钢管移送到堆 料处；储料步骤，先检测钢管是否有次品的信号，当无信号时，将钢管移送到落料辊道， 当给出信号时，将次品钢管送入储料槽，再取出次品钢管。上述的钢管自动探伤的电气控制方法，其中，所述抬升到理料轨道是由提料电机 将理料轨道从下限位上升到上限位；所述检测下轨道上钢管是否接近的信号是由安装在下 轨道上的提料接近传感器执行的；所述将钢管放入下轨道是通过设在下轨道头部的受控于 一个顶料电磁阀的第一档板来执行的。上述的钢管自动探伤的电气控制方法，其中，所述检测上料辊道上钢管是否接近 的信号是由设在上料辊道上的上料接近传感器执行的；所述将钢管从下轨道顶入上料辊道 是通过设在下轨道尾部的受控于另一个顶料电磁阀的第二档板来执行的；所述S = 3。上述的钢管自动探伤的电气控制方法，其中，所述检测强送辊道上钢管是否接近 的信号是由设在强送辊道上的六个强送接近传感器执行的；所述压住钢管使其通过或释放 钢管等待下一根钢管是通过设在强送辊道上方的受控于压轮电磁阀的六个压轮来执行的。上述的钢管自动探伤的电气控制方法，其中，所述检测下料辊道上钢管是否接近 的信号是由设在下料辊道上的下料接近传感器执行的；所述将钢管移送到堆料处是通过设 在下料辊道上的六个翻转电机来执行的。上述的钢管自动探伤的电气控制方法，其中，所述检测钢管的是否有次品的信号 是由安装在强送检测辊道上的超声波探伤仪给出，并传送到本系统的接收端的；所述将次 品钢管放入储料槽是通过安装在两个储料槽上的各自受控于翻料电磁阀的翻料架来执行 的；所述取出次品钢管是通过储料电机执行后由起吊设备来执行的。本发明的钢管自动探伤的电气控制系统及控制方法的技术方案，使用PLC作为此 系统的控制核心，使整个控制系统较之传统的继电控制系统有所优化，系统更为简洁，功能 更为强大，性能更加稳定，且安全可靠。
图1为本发明的一种钢管自动探伤的电气控制系统在钢管自动探伤设备中传感 器和电磁阀的位置示意图；图2为本发明的一种钢管自动探伤的电气控制系统的原理框图。
具体实施例方式请参阅图1，常规的钢管自动探伤设备，包括提料部分1、上料部分2、强送部分3、 下料部分4及储料部分5，其中，提料部分1包括一理料轨道11和一连接在理料轨道11尾端的下轨道12、设在理 料轨道11尾端并受控于一个顶料电磁阀13的第一档板14、设在下轨道12尾端并受控于另 一个顶料电磁阀15的第二档板16、设在理料轨道11上的提料电机17及设在下轨道12上 的提料接近传感器18 ；
上料部分2包括一中间与下轨道12尾端连接的上料辊道21、十二台用于拖动上料辊道21转动的上料辊道电机22、一安装在上料辊道21上并位于第二档板16附近的上料接 近传感器23 ；十二台上料辊道电机22的转速受控于一台变频器，强送部分3包括一与上料辊道21连接的强送辊道31、三台用于拖动强送辊道31 转动的强送辊道电机(图中未示)、六个均布在强送辊道31上方并各自受控于压轮电磁阀 32的压轮33、六个均布安装在强送辊道31上并分别位于压轮33后方的强送接近传感器 34 ；三台强送辊道电机的转速受控于另一台变频器；下料部分4包括一与强送辊道31连接的下料辊道41、十二台用于拖动下料辊道 41转动的下料辊道电机42、六个均布在下料辊道41上端的三角翻斗43、六个拖动三角翻斗 43动作的翻转电机(图中未示)、两个分别安装在下料辊道41近头部和尾部的下料接近传 感器44 ；十二台下料辊道电机42的转速受控于又一台变频器；储料部分5包括一头部与下料辊道41中间连接的强送检测辊道51、一安装在强 送检测辊道51上的超声波探伤仪(图中未示)、两个前后设在强送检测辊道51尾部且用 于分离次品的储料槽52、53、两个各自设在储料槽52、53上并各自受控于翻料电磁阀54、55 的翻料架56、57、一用于拖动翻料架56、57动作的储料电机58及一与强送检测辊道51尾端 连接的落料辊道59 ；翻料架上安装有90°的限位开关；储料电机58带有减速器。请参阅图2，本发明的一种钢管自动探伤的电气控制系统，配合独立于系统外并连 接在本电气控制系统接收端的超声波探伤仪，电气控制系统包括控制单元300、传感器单元 400、电机单元500及电磁阀单元600，其中，控制单元300包括PLC控制器301、三个变频控制系统302和继电控制系统303 ； 控制单元300的输入端连接传感器单元400 ；控制单元300的输出端连接电机单元500和 电磁阀单元600 ；传感器单元400包括一理料接近传感器、一提料接近传感器、一上料接近传感器、 六个强送接近传感器及两个下料接近传感器；电机单元500包括十二台上料辊道电机、三台强送辊道电机、十二台下料辊道电 机、六个翻转电机及一台储料电机；电磁阀单元600包括两个顶料电磁阀、六个压轮电磁阀及两个翻料电磁阀。本发明的一种钢管自动探伤的电气控制系统主要完成对提料电机、上料辊道电 机、强送辊道电机、储料电机、下料辊道电机的正反转控制。通过选用三台变频器可对上料 辊道电机、强送辊道电机及下料辊道电机进行速度调节；通过理料接近传感器、一提料接近 传感器、一上料接近传感器、六个强送接近传感器及两个下料接近传感器的信号对受控于 两个顶料电磁阀的挡板动作、受控于六个压轮电磁阀的六个压轮动作及受控于两个翻料电 磁阀的翻料架的动作对钢管在输送过程中的进程进行控制；独立于系统外的超声波探伤仪 完成对钢管的探伤检测后，对PLC发出监测结果信号；PLC控制器301则完成整个系统的逻 辑动作。再参阅图1，本发明的一种钢管自动探伤的电气控制方法，由本发明的钢管自动探 伤的电气控制系统执行，并配合独立于系统外并连接在本电气控制系统接收端的超声波探 伤仪，该方法包括下列步骤提料步骤，先将钢管放入理料轨道11，接着由提料电机17将理料轨道11从下限位上升到上限位，使钢管凭借自身重力滚到理料轨道11的尾部，再通过安装在下轨道12上的 提料接近传感器18检测下轨道12上钢管是否接近的信号，当信号消失时，通过设在下轨道 12头部的受控于一个顶料电磁阀113的第一档板14动作将钢管放入下轨道12 ；上料步骤，由设在上料辊道上21的上料接近传感器23检测上料辊道上21钢管是 否接近的信号，当信号消失时，延时3秒钟，然后通过设在下轨道12尾部的受控于另一个顶 料电磁阀15的第二档板16动作将钢管从下轨道12顶入上料辊道21 ；上料辊道21由十二 台上料辊道电机22拖动，传送钢管，电机的转速受一台变频器控制；强送步骤，由设在强送辊道31上的六个强送接近传感器34检测强送辊道31上钢 管是否接近的信号，当信号给出时，通过设在强送辊道31上方的受控于压轮电磁阀32的六 个压轮33的下降而压住钢管不使其通过，当信号消失时，通过设在强送辊道31上方的受控 于压轮电磁阀32的六个压轮33上升而放开钢管使其通过；强送辊道31由三台强送辊道电 机拖动，传送钢管，电机的转速受另一台变频器控制；下料步骤，由设在下料辊道41上的下料接近传感器44检测下料辊道41上钢管是 否接近的信号，当信号给出时，通过设在下料辊道41上的六个三角翻斗43将钢管从下料辊 道41移送到堆料处，该六个三角翻斗43分别通过各自的翻转电机拖动旋转120° ；下料辊 道41由三台强送辊道电机42拖动，传送钢管，电机的转速受又一台变频器控制；
储料步骤，先通过安装在强送检测辊道51上的超声波探伤仪检测钢管是否有次 品的信号，当无信号时，将钢管移送到落料辊道59，当给出信号时，通过安装在两个储料槽 52,53上的各自受控于翻料电磁阀54、55的翻料架56、57向下通过翻转将次品钢管送入储 料槽52、53，再通过储料电机58拖动翻料架56、67向上翻转，然后由起吊设备取出次品钢 管。起吊储料槽53、53中的钢管时，用储料电机58直联减速机驱动转轴摆动90°以上拖动 翻料架56、57向上翻转；90°位置也安装有限位开关防止转轴摆动角度过大。本发明的一种钢管自动探伤的电气控制方法，通过使用PLC控制器作为此系统的 控制核心仍使整个控制系统较之传统的继电控制系统有所优化，系统更为简洁，功能更为 强大，性能更加稳定，且安全可靠。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明， 而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变 化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
权利要求
一种钢管自动探伤的电气控制系统，配合独立于系统外并连接在本电气控制系统接收端的超声波探伤仪，所述电气控制系统包括控制单元、传感器单元、电机单元及电磁阀单元，其特征在于，所述控制单元的输入端连接传感器单元；所述控制单元的输出端连接电机单元和电磁阀单元；所述电机单元包括十二台上料辊道电机、三台强送辊道电机、十二台下料辊道电机、六个翻转电机及一台储料电机；所述电磁阀单元包括两个顶料电磁阀、六个压轮电磁阀及两个翻料电磁阀。
2.根据权利要求1所述的钢管自动探伤的电气控制系统，其特征在于，所述控制单元 包括PLC控制器、变频控制系统和继电控制系统。
3.根据权利要求1所述的钢管自动探伤的电气控制系统，其特征在于，所述传感器单 元包括一提料接近传感器、一上料接近传感器、六个强送接近传感器及两个下料接近传感器。
4.根据权利要求3所述的钢管自动探伤的电气控制系统，其特征在于，所述传感器单 元还可包括一理料接近传感器，并且在所述控制单元的输出端连接一提料电机。
5.一种钢管自动探伤的电气控制方法，由权利要求1所述的钢管自动探伤的电气控制 系统执行，其特征在于，该方法包括下列步骤提料步骤，先将钢管放入理料轨道，接着抬高理料轨道，使钢管凭借自身重力滚到理料 轨道尾部，再检测下轨道上钢管是否接近的信号，当信号消失时，将钢管放入下轨道；上料步骤，检测上料辊道上钢管是否接近的信号，当信号消失时，延时S秒钟，然后将 钢管从下轨道送入上料辊道；强送步骤，检测强送辊道上钢管是否接近的信号，当信号给出时，接通压轮电磁阀压住 钢管使其通过；当信号消失时，释放钢管，等待下一根钢管；下料步骤，检测下料辊道上钢管是否接近的信号，当信号给出时，将钢管移送到堆料处；储料步骤，先检测钢管是否有次品的信号，当无信号时，将钢管移送到落料辊道，当给 出信号时，将次品钢管送入储料槽，再取出次品钢管。
6.根据权利要求5所述的钢管自动探伤的电气控制方法，其特征在于，所述抬升到理 料轨道是由提料电机将理料轨道从下限位上升到上限位；所述检测下轨道上钢管是否接近 的信号是由安装在下轨道上的提料接近传感器执行的；所述将钢管放入下轨道是通过设在 下轨道头部的受控于一个顶料电磁阀的第一档板来执行的。
7.根据权利要求5所述的钢管自动探伤的电气控制方法，其特征在于，所述检测上料 辊道上钢管是否接近的信号是由设在上料辊道上的上料接近传感器执行的；所述将钢管从 下轨道顶入上料辊道是通过设在下轨道尾部的受控于另一个顶料电磁阀的第二档板来执 行的；所述S = 3。
8.根据权利要求5所述的钢管自动探伤的电气控制方法，其特征在于，所述检测强送 辊道上钢管是否接近的信号是由设在强送辊道上的六个强送接近传感器执行的；所述压住 钢管使其通过或释放钢管等待下一根钢管是通过设在强送辊道上方的受控于压轮电磁阀 的六个压轮来执行的。
9.根据权利要求5所述的钢管自动探伤的电气控制方法，其特征在于，所述检测下料 辊道上钢管是否接近的信号是由设在下料辊道上的下料接近传感器执行的；所述将钢管移 送到堆料处是通过设在下料辊道上的六个翻转电机来执行的。
10.根据权利要求5所述的钢管自动探伤的电气控制方法，其特征在于，所述检测钢管 的是否有次品的信号是由安装在强送检测辊道上的超声波探伤仪给出，并传送到本系统的 接收端的；所述将次品钢管放入储料槽是通过安装在两个储料槽上的各自受控于翻料电磁 阀的翻料架来执行的；所述取出次品钢管是通过储料电机执行后由起吊设备来执行的。
全文摘要
本发明公开了一种钢管自动探伤的电气控制系统，包括控制单元及传感器单元，所述控制单元的输入端连接超声波探伤仪、所述控制单元的输出端连接两个顶料电磁阀、十二台上料辊道电机、三台强送辊道电机、六个压轮电磁阀、十二台下料辊道电机、六个翻转电机、一个储料电机及两个翻料电磁阀。本发明还公开了一种钢管自动探伤的电气控制方法，包括提料步骤、上料步骤、强送步骤、下料步骤及储料步骤。本发明的控制系统及控制方法，以PLC作为控制核心，配合超声波探伤仪，完成钢管自动探伤的提料、强送、翻料、堆料的一系列动作，使整个控制系统较之传统的继电控制系统有所优化，性能更加稳定。
文档编号G05B19/05GK101825872SQ200910046928
公开日2010年9月8日 申请日期2009年3月3日 优先权日2009年3月3日
发明者堵莹莹, 朱文立, 汤志祥 申请人:上海工程技术大学