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    管道機器人控制系統中的應用

    2019-05-10   來源:   點擊數:0次 選擇視力保護色: 杏仁黃 秋葉褐 胭脂紅 芥末綠 天藍 雪青 灰 銀河白(默認色)   合適字體大小:
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     中國鋼管信息港媒體報道:管道腐蝕的主要原因是由于地下水從管道補口處侵入保溫層后,由電化學腐蝕引起的。但從近十幾年來各油田的陸上保溫管道的補口材料來看,過去主要采用冷纏帶、石油瀝青玻璃布等,近年來,由于熱縮制品的發展,多采用聚乙烯熱收縮帶、聚乙烯熱熔套等。針對補口是保溫管道的關鍵環節,設計中一般在管端采用輻射交聯熱收縮性防水帽,并在補口處鋼管外壁采用加強防腐措施,采用的材料有加強煤焦油瓷漆、加厚型S52―1型聚氨酯專用防水防腐漆、環氧類防水材料、輻射交聯熱收縮套(帶)等。
      
      無損檢測可編程邏輯控制器在管道機器人控制系統中的應用姜生元,鄧宗全,李斌,李瑰賢(哈爾濱工業大學機械工程系,哈爾濱150001)器人控制系統中的方法,利用PLC的通訊功能、脈寬調制方向從PLC發出寫定時器經過區的指令,使其長定時的定時器復位。這樣,在通訊正常進行時,從PLC的長定時定時器因被周期性地復位而不能觸發通訊中斷處理程序;而一旦通訊中斷時,此定時器定時結束將觸發通訊中斷處理程序,管道機器人便開始按預定程序執行安全自救。
      
      3.2能源供給檢測與警示1000m)的需要,機器人本體一般采用車載蓄電池組作為動力源。在這種情況下,監控蓄電池組的電容量狀態對于機器人的可靠運行是至關重要的。為此我們設計了電池容量監視電視。從PLC根據監視電路的輸出作出判斷,當機器人確認系統電量不足后,通過管外控制箱上的報警裝置向操作人員發出警示,或者直接采取措施進行緊急處理。這樣可保障機器人的可靠運行,防止因動力不足而造成管內載體無法出管的重大事故發生。
      
      4電機控制的PLC實現PLC對電機控制的實現是以PLC的高速計數功能和脈寬調制方式(PWM)的輸出功能為基礎的。為實現行走電機速度控制和位置控制,在結構上必4.1FP0系列PLC的高速計數和PWM輸出功能FP0系列PLC的高速計數功能、脈沖輸出功能以及PWM輸出功能是通過PLC內部的高速計數器實現的。在FP0系列PLC內部有四個通道的高速計數器,可以提供高達10kHz的計數速率,與高速計數器有關的PLC指令共有七條,分別是F0,Fl,F166F170,部分指令的含義如下:F0:高速計數器控制指令,可改變高速計數器的運行方式。
      
      F1:讀出或修改高速計數器的經過值指令。
      
      F170:指定通道PWM輸出指令。用此PWM輸出功能可輸出脈沖寬度占空比為0.01%99. 9%可調的PWM波形。其指令格式為其中n表示從輸出接點Yn輸出,S指明存放PWM輸出控制字的數據區,此控制字說明了PWM輸出的頻率和占空比,運行時只要改變PWM輸出控制字就可改變輸出的頻率及占空比。
      
      中國鋼管信息港媒體報道:用以上幾條指令與PLC的基本定時器指令、運算指令和邏輯控制指令等配合便可實現對機器人行走電機的控制。
      
      4.2穩速控制的實現由于實際上傳感器檢測到的是相對位置信號,而為保證運行速度和行走平穩,我們關心的是速度與設置值的一致性以及行走速度的平穩性。雖然實際上并未直接檢測到速度,但是速度的穩定是每一采樣周期行走距離一致的前提。根據速度是位移的微分的原理,我們利用PLC的運算能力,將其和位置傳感器一起構成了一個“軟”速度傳感器。這樣,在一個采樣周期內,PLC速度控制程序需處理以下工作以調節電機穩速運行,即①用定時器設定采樣時間。②調用高速計數指令采樣電機位置信號。③調用除法程序求電機速度。④設置值和實測值做減法求偏差值。⑤調用比例積分微分(PID)子程序對偏差進行控制調節。⑥通過寫PWM指令控制字調節PWM輸出占空比調節轉速。
      
      4.3電機位置控制方式的實現當管內移動載體穩速運行至靠近作業處時,管內PLC將發出指令使行走電機減速運行,并向管外發出信號提示操作工人注意,操作工人可通過電荷耦合器件(CCD)返回的圖象作出初步定位判斷,并控制行走電機停止運行。此時的定位一般并不能正好滿足要求(即焊縫在監視器上基準允許范圍內),這時工人可根據監視器上的位置刻度,用位置控制方式使移動載體迅速定位。
      
      位置控制方式與速度控制方式的結構相同。將碼盤反饋回來的實際位置值與指定位置值比較,以時間速度圖表明的邏輯控制方法控制電機的轉速和啟停,達到位置定位要求。一種簡單的理論時間速度圖見,其原理是移動載體先以設定的加速度勻加速運動,達到設定高速V1后勻速運動,當位置反饋計數達到S速V2后,以速度V2勻速前進,當位置反饋計數達到S*S2時,制動指令輸出,移動載體定位完成。
      
      5結論用性能穩定、可靠性高的PLC作為管道機器人控制核心使機器人作業的可靠性得到了保障。本文在通用PLC的基礎上,應用PLC的通訊功能使管內外通訊變得容易和可靠,而利用PLC的PWM輸出功能及邏輯處理能力使機器人行走電機的控制更簡單易行。現場工程實驗證明,所研制的內置動力源管內X射線探傷機器人最大作業距離達1驅動電機的速度穩定且連續可調(00.2m/s),監設采樣離散信號經濾波、野點剔除等預處理后得到的信號為變換有…N―1則對應的傅立葉功率譜密度-頻率間隔的倒數功率譜個片長3mm,在裂紋長度〈3mm時,可由灰色系統建模方法和實驗數據推導裂紋長度L即Xi,X2,…X軸上正負峰之間任意坐標點k值可由理論模型計算或由大量實驗得出。若式()成立,則H為裂紋信號,Za不同時滿足上述條件,則為干擾信號。
      
      鋼管壁厚不變的情況下混凝土強度等級越高,構件承載力也越高。混凝土強度不變時,鋼管壁越厚,當然構件承載力越大。如果薄壁鋼管和高強度混凝土搭配與厚壁鋼管和低強度混凝土搭配其承載力比較接近(如t=2mmC70,N =2301kN),而造價卻不大相同,目LI者為177兀,后者高388兀。
      
      中國鋼管信息港媒體報道:鋼管混凝土柱的承載力由鋼管及其被約束的核心混凝土共同組成,但鋼所占的份額不大。大多數承載力由混凝土負擔,而其價格正好相反,鋼管造價占了構件整體造價的大多數份額。
      
      構件的承載力(N)及其造價(P)組成性價比(N/P),性價比越高,其經濟效益越好。例如鋼管混凝土柱t=2mm,C70的承載力(N=2327kN)幾乎比t=2mmC30的承載力(N=1268kN)大一倍,而造價卻加不多,僅加177元一154元=23元。所以采用薄壁鋼管和高強度混凝土搭配是一種優化的選擇。
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