基于PLC的超声无损检测自动扫查机构控制系统设计

引言

发射筒作为导弹发射车上的关键部件，它能够改善导弹的运输和储存环境，增大储存期限，延长导弹的使用寿命。如何检查发射筒质量的好坏关系到导弹的安全、快速发射。目前，超声无损检测技术已经成为一种应用日趋广泛的检测方法，将其用于实现以较快的速度、较高的精度检测导弹发射筒，对于提高导弹武器的快速反应能力具有十分重要的意义。但由于目前的超声检测仪器一般都是针对某一类探伤检查任务而设计的，大部分采用手工操作，通用性不强。针对发射筒这种特殊的检测对象，研究设计了超声无损检测自动扫查系统。

在自动扫查系统中，控制系统是发射筒超声无损检测自动扫查系统的重要组成部分，系统中的各个运动部件、驱动系统和检测系统都要依靠控制系统来协调和指挥各自的动作时间、顺序、速度和方向。为防止在对发射筒进行超声检测的过程中出现漏检现象，从而影响对发射筒能否再次使用做出正确的判断，必须要求自动扫查检测系统能够实现精确移位、精确定位。这样的系统若用传统继电控制实现十分麻烦，而用PLC实现则十分简单[1]。只需使用一些内部专用指令，编制相应的程序就可实现。外围设备也十分简单，并且根据需要可随时更改程序。为此，设计了以PLC为核心的控制系统，该系统利用计算机和PLC构成上、下位机，上机为计算机，下机为PLC可编程控制器。上机采集和处理超声波检测信号，并且控制、协调检测与扫查运动全过程；下机PLC用于控制扫查运动，即按上机所给定的参数和命令进行扫查；并且通过RS232实现了计算机和可编程控制器PLC之间的通信，能实时远距离监控步进电机的运行情况。

1  自动扫查系统

1.1 系统总体简介

导弹发射筒超声无损检测自动扫查系统主要由自动扫查机构和清洗系统等装置组成，主要用来带动清洗装置和探头在发射筒内的运动，它是保证超声波探伤装置正常运行的重要部件，其结构组成如图 1 所示。主体结构为一行走小车，采用旋转臂结构作为支撑体，上载有直线运动单元、探头夹持机构、耦合剂（水）喷洒装置、清洗装置等。当行走小车安放在发射筒内时，小车上与发射筒中心轴线上等高处安装有旋转步进电机，电机的输出轴上通过旋转臂，安装有直线运动单元和清洗装置，通过旋转电机带动它们旋转。直线运动单元通过探头夹持机构安装超声波探头，用来完成超声探伤。在行走小车的后轮轴上也装有步进电机，通过电机的正反转控制，实现行走小车的前进与后退。

1.2工作过程

整个自动扫查机构的工作在总体上分为两个部分：清洗装置工作过程及自动扫查过程。在扫查（探伤）之前，必须将发射筒内火药燃烧后的残留物清洗干净，否则，有可能把发射筒内表面脏物冲到耦合剂中，导致耦合剂被污染。耦合剂受污染会引起散射、吸收，从而在探头焦面蒙上一层污膜，降低探伤的灵敏度。因此，系统先进行清洗工作，然后再进行探伤扫查。