文章摘要：本文介紹利用以臺達AH500中型PLC為核心的整合解決方案在大型鋼瓶的焊縫檢測上的應用。按照客戶的工藝要求，此項目需要下帶8顆伺服電機，分別控制水平、上升、旋轉、偏角、小車行走等方向的運動，并且需要幾個伺服軸的聯動。另外還在觸摸屏上做出各種規格鋼瓶的配方參數以方便工作人員現場操作時調用。臺達的自動化產品線很全面，因而可設計出符合用戶需求的整合方案，且效率和成本都有改進。

1行業背景

近些年來，伴隨著社會中各個行業的發展，國家對各行業的產品質量標準要求逐漸提高。許多行業的產品多需要在出廠前預先進行質量檢測以達到質量標準。以前的人工檢測現在已經難以達到質量標準，另外一點是人工效率偏低。越來越多的企業已經開始使用自動化檢測設備。

無損探傷檢測技術在這一領域得到廣泛應用。此類X光射線檢測設備在國防、航空、航天、造船、汽車配件、電子器件、石油管道、化工、機械、冶金等行業已經有了大量的應用。目前，此類無損探傷檢測設備具有自動化程度高、檢測效率高、檢測成本低、靈敏度高等特點，而且X光射線檢測對零件或被檢測物體不需要做任何破壞，更不會對被檢測物品造成任何影響，所以行業前景很好。

2系統概述

此次做的案例是為之前的一個無損探傷行業的OEM客戶出的方案。用于檢測大型鋼瓶的焊縫。此行業的探傷檢測設備上PLC的應用大部分為多軸的運動控制，一般是PLC下帶多顆伺服電機。按照客戶的工藝要求，此次項目需要下帶8顆伺服電機，分別控制水平、上升、旋轉、偏角、小車行走等方向的運動，并且需要幾個伺服軸的聯動。另外還在觸摸屏上做出各種規格鋼瓶的配方參數以方便工作人員現場操作時調用。客戶給提供的原始設計配置為，三菱Q系列的中型機，搭配三菱的伺服電機以及觸摸屏，PLC與伺服電機走常規通訊。按此配置，我們給提供了一套臺達的配置的整合方案：AH500主機、AH20MC運動控制模塊、DOP-B10E615觸摸屏以及A2-F系列伺服電機，走臺達DMCNET總線通訊，并且搭配一個5口的DVS工業網絡交換機。

與之前配置相比，臺達整套系統更加優化，優勢很明顯。通訊方面比之前有很大提升，通訊速度提高更加穩定。同時解決之前客戶焊線纜麻煩的問題，也方便客戶排查故障點，為客戶節省了很多瑣碎的工作。做到節能高效。伺服方面，客戶通過之前一段時間的使用對A2系列伺服電機的品質也更為信賴。

系統框圖如圖1

4設備工藝

整個系統的自動化部分主要包括鋼瓶在線檢測的工位控制，運輸及電氣控制；將鋼瓶從運輸線上一端裝載運輸到指定位置，然后對鋼瓶進行兩環縫一縱縫的X射線探傷檢測，檢測完畢將鋼瓶運輸到運輸線的另外一端并卸載。如果檢測結果不合格，則將鋼瓶退回進行返修。在整個設備工藝的設計過程中，需要考慮各個伺服運動軸的安全性，工作時不應有機械碰撞發生。所以要在各個工位加上限位開關。

此設備所檢測內容為鋼瓶的一條縱形焊縫和兩條環形焊縫，通過AH20MC運動模塊搭配A2-F伺服電機可以精準定位幾處焊縫的位置，然后進行X光探傷檢測。由于現場每批次檢測的鋼瓶規格可能不同，因此需要在觸摸屏內預先規劃出多種規格鋼瓶的配方參數以方便現場操作人員調用。

為了方便現場操作人員快速掌握設備的使用方法，因此在程序中加入了示教模式功能，這樣更為容易上手操作，畫面做的簡單明了，如圖2、圖3所示。

圖2電控柜中的AH500

圖3內部檢測環境

5調試中遇到的問題

(1)根據客戶要求，設備的整個工作流程要求做出手動模式(主要用于系統檢修以及故障檢查排除使用)、示教模式(當有新型鋼瓶需要檢測時，需用此功能進行模板的制作并且方便現場操作人員學習)、全自動模式(鋼瓶從輸送線送到入瓶口，然后進行自動檢測流程，檢測完畢再由下一段輸送線將鋼瓶送出出瓶口)。并且需要預先與上位機成像部分還有X光射線機、探測器等交接信號做出通訊。

(2)在調試過程中，由于AH20MC的韌體版本不兼容問題，一時導致伺服無法工作，后續在電話咨詢后重新刷了幾次韌體,問題得以解決。AH500主機也發生了一次版本升級，升級后，問題也解決了。

(3)在與上位機成像部分通訊時，由于之前的設備中上位機是與三菱通訊，上位機部分沿用了之前三菱的方式通訊，但是跟臺達通訊不上。后來開發上位機的人員協助通過DMT2.2開發包開發出來個臺達的驅動，使用MODBUS-TCP協議便通訊上了，省掉了不少麻煩。

(4)調試中整體工作的動作都可以實現后，還需要在程序中完善很多保護動作，避免現場工人操作不當對人體的傷害和對設備的損壞。例如：鋼瓶運行到指定檢測置后，進出口的鉛門必須在關閉后才可以進行X光射線檢測，防止射線照射到鉛房外的人；各個工位的限位信號，鉛房內運輸鋼瓶的小車要頻繁往返鋼瓶進出口，在小車行走的軌道上加入限位開關，防止小車發生碰撞。同理，在射線發射管與鋼瓶間、探測器與鋼瓶間、各個在、運動軸之前都加入限位信號以作保護，防止碰撞的發生。

另外在與上位機信號的交接的過程中，對接了大量的地址數據，過程比較繁瑣，如圖4、圖5、圖6所示。

圖4觸摸屏操作畫面

圖5觸摸屏手動調節伺服軸的畫面

圖6電控柜內的AH500

6臺達解決方案優勢

首先，臺達的自動化產品線很全面，從控制到傳動等等，所以臺達非常明顯的優勢在于整套系統方案的整合，在此次案例中也得以表現。AH500中型PLC的高速處理速度，A2-F伺服電機的精準定位，DMCNET總線的便捷、也比之前的普通通訊抗干擾性好，以及DVS網絡交換機的使用等，這些產品整合到一起都無疑讓客戶在實際設計、調試以及現場工作起來都更為方便省事。與之前三菱方案相比，首先客戶在成本的投入方面得到了一些實惠，節省了不少成本，功能上可以做到之前的功能要求，并且在效率上要超過之前的系統。由于全套系統均使用的臺達產品，各個產品之間的兼容性都表現的很好。

7總結

在此次案例中，為客戶選用的這套系統，對于客戶來說是完全新穎的東西，是客戶之前從來沒有接觸過的。通過這次案例，客戶對臺達產品又有了進一步的認識，了解了臺達的中型PLC以及DMCNET總線的應用。

另外一點，值得稱贊的是，因為AH500中型PLC作為新推出的高端產品，在實際應用方面大家都還處在摸索過程。但是在此次調試過程中，臺達技術支援方面給予了很大的支持，強力配合我方在客戶現場在調試階段解決出現的各種棘手問題，這才讓調試進度有條不紊的進行下去。截止到本篇征文截稿時，設備的調試工作基本已經完成。

從整套方案表現上看，確實照比之前三菱系統有很大提升和改良。尤其是通訊走的DMCNET總線給客戶提供了很多方便。AH500主機的高處理速度以及AH20MC定位8個伺服電機，都讓整個系統的工作效率有所提高,也應了臺達“綠色環保愛地球”的主題。客戶對整套系統搭配及表現也較為滿意。