基于運動控制卡PCI-1240的探傷平臺控制系統(tǒng)設(shè)計

郭北濤 李艷蕊 張眾宇

（沈陽化工大學(xué)，沈陽 110142）

基于運動控制卡PCI-1240的探傷平臺控制系統(tǒng)設(shè)計

郭北濤 李艷蕊 張眾宇

（沈陽化工大學(xué)，沈陽 110142）

本文主要基于運動控制卡PCI-1240對在線智能探傷平臺進(jìn)行了控制系統(tǒng)的設(shè)計。為了實現(xiàn)探傷平臺的工件裝夾、送料、探傷等功能，基于VC++語言設(shè)計了該控制系統(tǒng)的操作軟件，以實現(xiàn)對探傷平臺系統(tǒng)的控制。

運動控制卡 探傷平臺 VC++

引言

探傷過程中，在線自動化探傷檢測系統(tǒng)整體需要集高效、快速和自動化檢測于一體，由運動統(tǒng)一、協(xié)調(diào)一致的整體模塊構(gòu)成，并能根據(jù)不同的實際情況，滿足檢測要求。本文涉及的探傷平臺控制系統(tǒng)的設(shè)計，基于運動控制卡PCI-1240，采用的主控制器是工控機，系統(tǒng)的下位機采用運動控制卡，主控制器與下位機之間以總線通訊方式連接，并在平臺硬件的配置下實現(xiàn)工件裝夾、送料、探傷等功能。本文涉及的探傷平臺采取的探傷模式為裝夾工件、送料、探傷，且探傷過程中控制系統(tǒng)須將工件缺陷實時反饋到工控機顯示器上。本平臺基于VC++語言構(gòu)建了控制系統(tǒng)的基本功能模塊，采用模塊化設(shè)計思想，構(gòu)造了開放式控制系統(tǒng)。系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)R如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖

1 探傷硬件平臺

控制系統(tǒng)整體上主要采用軟件和硬件相配合的方式。硬件平臺主要由控制模塊、伺服模塊、機械執(zhí)行本體三部分構(gòu)成?？刂颇K主要采用研華的工控機和運動控制卡PCI-1240實現(xiàn)對伺服模塊的控制，從而實現(xiàn)各電機的運動控制，同時搭配ADAM3952數(shù)據(jù)采集卡用來進(jìn)行超聲波信號產(chǎn)生、超聲信號耦合、超聲調(diào)理和信號接收等功能，再利用成像算法構(gòu)成超聲圖像。

該控制模塊基于PCI總線技術(shù)，采用了MCX314運動ASIC芯片的PCI-1240運動控制卡。它是一款4軸步進(jìn)/脈沖型伺服運動控制卡，能夠提供各種運動控制功能，應(yīng)用于常規(guī)運動的精確控制。本文設(shè)計的閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)，主要由功率逆變器、脈沖寬度調(diào)制、位置控制、速度控制、電流控制、PMSM、機械傳動裝置和位置檢測元件等部件組成。本文采取研華公司開發(fā)研制的數(shù)據(jù)采集卡PCI-1714來完成超聲波的接收。該數(shù)據(jù)采集卡是一種32位操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集卡，其采集頻率能夠?qū)崿F(xiàn)30Mb/s。在PCI總線構(gòu)架上的性能較高，可將CTS-04PC探傷卡探傷的高速數(shù)據(jù)流連續(xù)輸出到計算機上并儲存。

2 軟件平臺

在智能檢測平臺中，系統(tǒng)的功能主要由軟件來實現(xiàn)。軟件需根據(jù)不同的實際需求，選擇相應(yīng)的探傷參數(shù)，滿足探傷需求。該控制程序基于擁有強大功能的windows操作系統(tǒng)的Microsoft Visual C++平臺進(jìn)行設(shè)計。整體程序分為運動控制模塊和數(shù)據(jù)采集模塊，其中運動控制模塊主要控制探傷裝置和裝夾送料裝置。程序執(zhí)行時，既可以連續(xù)不間斷移動，也可以點動進(jìn)行微小距離控制。數(shù)據(jù)采集模塊主要負(fù)責(zé)探傷過程中超聲波信號的采集、掃描結(jié)果波形的顯示與分析、數(shù)據(jù)的管理與儲存等。執(zhí)行過程中，該程序也可針對不同的工件進(jìn)行參數(shù)調(diào)整。本文涉及的平臺實現(xiàn)流程，如圖2所示。

圖2 實現(xiàn)流程圖

探傷檢測過程中，主要有自動探傷模式和手動探傷模式兩種模式。在自動探傷模式中，程序可根據(jù)探傷工件的尺寸大小，提前設(shè)定預(yù)設(shè)文件的參數(shù)。自動檢測時，探傷裝置和裝夾送料裝置按照預(yù)設(shè)參數(shù)進(jìn)行相對位置運動，并對待檢工件進(jìn)行自動化探傷。而手動探傷是一種設(shè)置命令，指用戶通過設(shè)置軟件的參數(shù)來實現(xiàn)必要的檢測功能。當(dāng)待檢工件沒有預(yù)設(shè)文件參數(shù)或在探傷過程中檢測出缺陷，準(zhǔn)備重復(fù)對工件指定位置效驗時，可以通過軟件程序?qū)ぜM(jìn)行手動探傷。通過檢測特殊位置區(qū)域的波形，以判斷工件缺陷的精確位置。在探傷過程中，每次探傷結(jié)束后都會將此次探傷的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，便于日后調(diào)用該次探傷的結(jié)果。

3 結(jié)論

本文主要介紹探傷平臺的控制系統(tǒng)設(shè)計，根據(jù)實際探傷中的需要，設(shè)計不同模塊，通過這些模塊組成的控制系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)對被測工件的平穩(wěn)探傷。

[1]郭北濤，趙呈龍.高精度送料裝置控制系統(tǒng)的設(shè)計[J].機床與液壓，2015，（22）：156-157.

[2]張智明，梅順齊.基于PCI-1240的伺服電機控制系統(tǒng)研究[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2006，（2）：124-125.

[3]于鋒，侯永海，王建國.基于PCI-1714的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案設(shè)計[J].微計算機信息，2005，（12）：60-62.

Design of Control System Based on Motion Control Card PCI-1240 for Flaw Detection Platform

GUO Beitao, LI Yanrui, ZHANG Zhongyu
(Shenyang University of Chemical Technlogy, Shenyang 110142)

This paper is mainly based on the PCI-1240 motion control card for online intelligent detection platform of the control system were designed, in order to achieve the testing platform workpiece clamping, feeding, testing and other functions, and based on the VC++ language to design the control system software, to realize the control of testing platform system.

motion control card, testing platform, VC++