基于运动控制卡PCI-1240的探伤平台控制系统设计

郭北涛 李艳蕊 张众宇

（沈阳化工大学，沈阳 110142）

基于运动控制卡PCI-1240的探伤平台控制系统设计

郭北涛 李艳蕊 张众宇

（沈阳化工大学，沈阳 110142）

本文主要基于运动控制卡PCI-1240对在线智能探伤平台进行了控制系统的设计。为了实现探伤平台的工件装夹、送料、探伤等功能，基于VC++语言设计了该控制系统的操作软件，以实现对探伤平台系统的控制。

运动控制卡 探伤平台 VC++

引言

探伤过程中，在线自动化探伤检测系统整体需要集高效、快速和自动化检测于一体，由运动统一、协调一致的整体模块构成，并能根据不同的实际情况，满足检测要求。本文涉及的探伤平台控制系统的设计，基于运动控制卡PCI-1240，采用的主控制器是工控机，系统的下位机采用运动控制卡，主控制器与下位机之间以总线通讯方式连接，并在平台硬件的配置下实现工件装夹、送料、探伤等功能。本文涉及的探伤平台采取的探伤模式为装夹工件、送料、探伤，且探伤过程中控制系统须将工件缺陷实时反馈到工控机显示器上。本平台基于VC++语言构建了控制系统的基本功能模块，采用模块化设计思想，构造了开放式控制系统。系统控制结构R如图1所示。

图1 系统控制结构图

1 探伤硬件平台

控制系统整体上主要采用软件和硬件相配合的方式。硬件平台主要由控制模块、伺服模块、机械执行本体三部分构成。控制模块主要采用研华的工控机和运动控制卡PCI-1240实现对伺服模块的控制，从而实现各电机的运动控制，同时搭配ADAM3952数据采集卡用来进行超声波信号产生、超声信号耦合、超声调理和信号接收等功能，再利用成像算法构成超声图像。

该控制模块基于PCI总线技术，采用了MCX314运动ASIC芯片的PCI-1240运动控制卡。它是一款4轴步进/脉冲型伺服运动控制卡，能够提供各种运动控制功能，应用于常规运动的精确控制。本文设计的闭环伺服控制系统，主要由功率逆变器、脉冲宽度调制、位置控制、速度控制、电流控制、PMSM、机械传动装置和位置检测元件等部件组成。本文采取研华公司开发研制的数据采集卡PCI-1714来完成超声波的接收。该数据采集卡是一种32位操作系统数据的采集卡，其采集频率能够实现30Mb/s。在PCI总线构架上的性能较高，可将CTS-04PC探伤卡探伤的高速数据流连续输出到计算机上并储存。

2 软件平台

在智能检测平台中，系统的功能主要由软件来实现。软件需根据不同的实际需求，选择相应的探伤参数，满足探伤需求。该控制程序基于拥有强大功能的windows操作系统的Microsoft Visual C++平台进行设计。整体程序分为运动控制模块和数据采集模块，其中运动控制模块主要控制探伤装置和装夹送料装置。程序执行时，既可以连续不间断移动，也可以点动进行微小距离控制。数据采集模块主要负责探伤过程中超声波信号的采集、扫描结果波形的显示与分析、数据的管理与储存等。执行过程中，该程序也可针对不同的工件进行参数调整。本文涉及的平台实现流程，如图2所示。

图2 实现流程图

探伤检测过程中，主要有自动探伤模式和手动探伤模式两种模式。在自动探伤模式中，程序可根据探伤工件的尺寸大小，提前设定预设文件的参数。自动检测时，探伤装置和装夹送料装置按照预设参数进行相对位置运动，并对待检工件进行自动化探伤。而手动探伤是一种设置命令，指用户通过设置软件的参数来实现必要的检测功能。当待检工件没有预设文件参数或在探伤过程中检测出缺陷，准备重复对工件指定位置效验时，可以通过软件程序对工件进行手动探伤。通过检测特殊位置区域的波形，以判断工件缺陷的精确位置。在探伤过程中，每次探伤结束后都会将此次探伤的数据进行保存，便于日后调用该次探伤的结果。

3 结论

本文主要介绍探伤平台的控制系统设计，根据实际探伤中的需要，设计不同模块，通过这些模块组成的控制系统平台，实现对被测工件的平稳探伤。

[1]郭北涛，赵呈龙.高精度送料装置控制系统的设计[J].机床与液压，2015，（22）：156-157.

[2]张智明，梅顺齐.基于PCI-1240的伺服电机控制系统研究[J].机电产品开发与创新，2006，（2）：124-125.

[3]于锋，侯永海，王建国.基于PCI-1714的高速数据采集系统方案设计[J].微计算机信息，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++