新型磁粉探伤设备控制系统的研究与开发

　　0　引　言

　　磁粉探伤机由于具有结构相对简单、检测速度快、成本低、对环境污染小等特点,已广泛应用于机械加工与制造业的生产过程中。目前国内企业使用和市场上销售的磁粉探伤设备中,磁化电路绝大多数都是采用可控硅调压方式来实现磁化电流的控制与调节。其中可控硅移相触发及时序控制系统由硬件电路组成,控制各回路的可控硅的导通程度、导通顺序及导通时间,从而实现对磁化和退磁过程的控制;可编程控制器(PLC)控制磁粉探伤设备各执行机构的动作及彼此之间的协调配合。

　　可编程控制器(PLC)由于具有体积小、功能强、操作简单、使用灵活方便等优点,已越来越广泛地应用于冶金、矿业、机械、轻工等众多领域,成为各种工业设备实现自动控制不可缺少的工具。在磁粉探伤设备中,虽然其控制系统多数也采用PLC作为中央控制器,但一般只用其最基本的功能来实现简单的顺序过程控制,PLC的作用没有得到充分发挥,而且由硬件电路组成的可控硅触发及时序控制系统存在抗干扰性能较差、时间参数调整困难、不易于集中控制等缺点。为此本文研制开发出一种用于磁粉探伤设备的新型可控硅移相触发及时序控制系统。

　　1　新型磁粉探伤设备控制系统

　　要使磁粉探伤作为有效的检测手段融入自动化生产线,实现实时、在线检测功能,就必须对原有的磁粉探伤设备的整个控制系统进行重新设计,实现整个设备的集中、自动控制。

　　1·1　原控制系统存在的问题

　　为达到调节、控制磁化电流的目的。目前在生产中使用的磁粉探伤设备中,多采用2只可控硅反向并联组成调压电路。其可控硅触发电路由KC05可控硅移相触发器组成,特点是移相范围宽,控制方式简单,输出电流大,易于集中控制。但与之相配合的时序控制电路则由时基电路、振荡器、分频器、触发器、计数器及多种门电路组成,结构比较复杂。同步信号经整形、分频及一系列逻辑变换后形成时间控制信号,控制系统以此作为时序来控制触发信号的输出,进而控制各路可控硅的导通情况,分别完成控制磁化与退磁的不同时序的功能。其原理框图如图1所示。

　　针对不同的工件,磁粉探伤的磁化方法和磁化工艺均有所差异,为保证获得最佳的探伤效果,不同用途的磁粉探伤设备应具有不同的时序控制系统;即使是同一台磁粉探伤设备,各磁化、退磁回路的时序也不尽相同。

　　上述磁粉探伤设备的控制系统虽然可以完成各自相应的功能和作用,但在实际调试和应用过程中仍存在以下缺点:①时序控制电路相对比较繁杂,故障点多。②控制信号的变换相对复杂,各信号之间有时互相干扰,易造成失控。③由于元件参数的差异,采用硬件电路调节节拍等时间常数相对比较困难。④由于受到材质和加工工艺的限制,不同零件的检测过程也不尽相同。而一个硬件时序电路一般只适合于一种零件的时序控制,控制系统的柔性较差,使得设备的使用受到了限制。⑤一旦发生故障,维修、调试比较麻烦。⑥没有充分利用可编程控制器的控制功能。