【毕业设计】金属管件气密性检测装置的控制系统毕业设计说明书

应用三维实体造型和仿真分析软件系统对气密性检测及干燥处理装置进行了设计，并对应用过程中出现的问题作了分析与研究，为技术在新产品开发过程中的应用作了尝试和探索。

现在，提出采用超声检测的方法，并利用虚拟仪器良好的人机交互界面，采用基于的系统设计，实现检测设备的小型化智能化要求。

采用现代计算机及自动控制等技术，解决了泄漏量测量的建模和系统配置问题。

美国大学材料科学工程系和无损探测工程中心联合研制出套激光超声无损检测系统，采用了台脉冲激光器作为激励光源，台连续激光作为测量源祸合到个法布里帕罗千涉仪，这是个光学转换器，它使光的频率谐振腔转化成强度调制，出射腔的光强度与多普勒位移量成比例。

个双轴反射镜扫描系统导引激光用形扫描显示。

这个方案己被美国海军警卫队接受，正在进行舰船船体检测的原理验证实验。

采用电荷耦合提高放大倍数降低量程等误差修正技术，提高了系统抗干扰能力和温度压力测量数据的精度实现了测量数据计算和结果适时显示判定等功能。

实际使用结果表明，该系统的检测结果满足检漏气密性指标及试验任务要求。

还有以工控机可编程控制器和编程软件的联合使用为基础的检测系统，利用高精度微差压传感器来测量压差，无论是在设计，还是在软件编写以及调试方面都相当复杂，但是该方法检测精度可靠性以及效率都很高，而且实用性较好，实现了对气压制动调节器智能化的检测，有效地提高了高性能高精度产品的合格率，并且提高了劳动生产率，降低了生产成本。

计算机辅助智能检测代表了检测技术的发展方向，是检测技术今后研究的重点。

西安文理学院本科毕业设计论文第页课题的主要研究内容本文针对水检法检测装置的控制系统设计，主要完成了以下研究内容概述了水检法检测气密性装置的工作原理，明确其整个检测过程，提出改进方案。

提出水检法检测装置的控制系统设计方案，通过比较，确定最优方案。

确定控制系统的硬件设计，可编程控制器的选型，电磁阀的选择消声器的选择压力表的选择以及硬件系统接线图。

完成控制系统的软件设计，程序流程图顺序功能图的设计，在实验室进行模拟调试。

本章小结本章首先介绍了所选课题的目的和意义，然后概述了气密性检测技术的控制系统在国内外的研究现状以及发展趋势，从而明确了论文的主要研究内容。

西安文理学院本科毕业设计论文第页第二章控制系统的总体方案设计气密性检测也称泄漏检测，主要用于测试被测件的气密性状态。

作为密封性产品的个重要性能指标，气密性是影响密封性产品质量的关键因素。

气密性检测的方法有很多种，般分为两大类型湿式检测法和干式检测法。

直以来，浸水法涂抹法等湿式检测法被国内外广泛使用。

水检法是将被测工件密封后浸入水中，待水面平稳后，向被测工件的内腔充入定压力的气体，观察水中有无因被测工件泄漏产生的气泡，如果水中有气泡产生，那么工件存在质量问题。

如图所示，这种方法的优点是可以直接查到泄漏点位置，缺点是手动检测效率低，劳动强度大，无法实现自动化检测，急待改进，本设计针对手动水检法检测装置做些改进。

图水检法检测原理图气动系统的改进设计手动检测装置可以对公称通径为长度为的管件进行气密性检测。

如图所示为气动系统原理图，其检测过程打开电源，手动启动空气压缩机手动转动手柄推拉式两位五通换向阀，气缸前进，压紧被测管件手动转动手柄推拉式两位五通换向阀，气缸前进，推动水箱上升，将工件完全浸入水中待水面平稳，手动转动二位三通换向阀，此时给被测管件通入压缩空气，肉眼观察工件周围是否有气泡产生，如出现气泡，则证明被测工件不合格反之，则合格。

手动转动手柄推拉式两位五通阀转阀，此时气缸前进，推西安文理学院本科毕业设计论文第页动水箱下降，返回最低点。

转动二位三通阀，脚松开踏板，排出试件内的压缩空气。

转动两位五通阀转阀，气缸返回，松开被测管件。

关闭空气压缩机，取下被测管件，进行下工件的气密性检测。

交流电动机压力开关空气压缩机单向阀安全阀压力表截止阀冷却器空气过滤器气罐右两位五通阀下气缸水箱被测工件上气缸安全阀压力表二位三通阀左两位五通阀图气动系统原理图根据水检法的检测过程，设计出改进后的气动回路系统的原理图，如图所示。

交流电动机压力开关空气压缩机单向阀安全阀压力表截止阀冷却器空气过滤器气罐三位五通阀三位五通阀下气缸水箱下限位开关被测管件压力表安全阀右气缸左气缸安全阀压力表安全阀压力表上限位开关消声器三位五通阀三位五通阀西安文理学院本科毕业设计论文第页图气动系统的改进原理图气动系统的主要元件气动系统的组成交流电动机压力开关空气压缩机单向阀安全阀压力表截止阀后冷却器空气过滤器气罐气缸消声器换向阀限位开关。

各元件的作用交流电动机提供动力来源，驱动空气压缩机的运转压力开关压力开关是根据压力的大小来控制电动机的启动和停转。

当气罐内压力上升到调定的最高压力时，使电动机停止运转当气罐内压力降至调定的最低压力时，则电动机又重新运转空气压缩机将大气压力状态的空气压缩为较高的压力单向阀在空气压缩机不工作时，用于阻止压缩空气反向流动，起保护作用安全阀在气罐内压力超过允许限度时，安全阀自动打开向外排气程序既可由编程器方便地送入到内部的存储器中，也能方便地读出检查与修改。

程序流程图如图所示。

由于是专门为工业控制需要而设计的，因而对于使用者来说，编程时完全可以不考虑微处理器内部的复杂结构，不必使用各种计算机使用的语言，而把内部看作是由许多软继电器等逻辑部件组成，利用提供的编程语言来编制控制程序。

提供的编程语言通常有三种梯形图指令表和功能图。

西安文理学院本科毕业设计论文第页启动空压机以及夹紧工件开始水箱上升工件内通气关闭空压力观察是否有气泡启动空压机水箱下降工件排气松开工件关闭空压机图控制系统的程序流程图西安文理学院本科毕业设计论文第页梯形图编程梯形图表达式是在继电器控制器系统中常用的接触器继电器梯形图基础上演变而来的，它与继电器控制系统原理图相呼应。

的梯形图与继电器控制系统梯形图的基本思想是致的，只是在使用符合和表达方式上有定区别。

的梯形图使用的是内部继电器定时计数器等，都是由软件实现的。

其主要特点是使用方便修改灵活，这是传统的继电器控制系统梯形图的硬件接线无法比拟的。

梯形图程序设计语言是最常用的种程序设计语言。

在工业过程控制领域，电气技术人员对继电器逻辑控制技术较为熟悉，因此，由这种逻辑控制技术发展而来的梯形图受到了欢迎，并得到了广泛的应用。

指令表编程指令表语言类似于计算机中的助记符语言，它是可编程序控制器最基础的编程语言。

所谓指令编程，是用个或几个容易记忆的字符来代表可编程序控制器的种操作功能。

指令表语言与梯形图有严格的对应关系。

对指令表不熟悉的人可先画出梯形图，再转换为指令表语句。

顺序功能流程图顺序功能流程图是近年来发展起来的种程序设计语言。

采用功能表图的描述，可以显示该过程的状态，将用户应用的逻辑分成步和转换条件，来代替个长的梯形图程序。

控制系统被分为若干个子系统，从功能入手，使系统的操作具有明确的含义，便于设计人员和操作人员设计思想的沟通，便于程序的分工设计和检查调试。

顺序功能图见附录梯形图见附录指令表见附录。

的程序调试由于是专门为工业生产设计的控制装置，用户程序在总装统调前需进行模拟调试，方面可以检查设计的系统有无，另方面可以检查能否实现设想功能。

因此，讨论程序调试就具有十分重要的意义。

在调试时，可编程控制器上的模拟开关模拟输入信号的状态，用输出点的指示灯模拟被控对象，在此设计中，空压机以及三位五通电磁阀的线圈都用指示灯代替，在模拟时灯亮代表得电，灭代表不得电。

为了观察方便，用指示灯代表空气压缩机，用指示灯代表电磁阀进气线圈用指示灯代表电磁阀进气线圈，用指示灯代表电磁阀进气线圈，用指示灯代表电磁阀进气线圈，用指示灯代表电磁阀排气线圈，用指示灯代表电磁阀排气线圈，用指示灯代表电磁阀排气线圈，用指示灯代表电磁阀排气线圈。

模拟调试软件用三菱公司的，编程软件供对和系列三菱编程，以及监控中各软元件的实时状态。

它占用的存储空间少，安装后不到，其功能强大使用方便且界面和帮助文件均已汉化。

如图为编程环境界面。

西安文理学院本科毕业设计论文第页图编程环境界面新建文件，编辑所编的顺序功能图，将其转化成梯形图，检查无误后，连接外部电路，启动，调试程序，经调试所编程序符合设计要求。

然后录下调试视频。

本章小结本章首先概述了检测气密性装置的控制要求，然后介绍了的程序，包括梯形图指令表和功能图，最后简述了的程序调试。

据此完成的金属管件气密性检测装置的控制系统设计。

西安文理学院本科毕业设计论文第页结束语本次对金属管件气密性检测装置的控制系统设计，查阅了大量的国内外关于气密性检测的相关资料，从而完成检测系统的设计。

论文首先介绍了气密性检测系统在国内外的研究现状以及发展趋势其次，分析了水检法检测管件的原理和检测过程，改进设计了控制气动系统，并且概述了控制气动系统的运动过程，针对此次设计提出四种控制方案，根据各种控制方案的优缺点，最终确定用作为控制方案，并提出了控制系统的硬件方案，确定了硬件的组成再次，完成气密性检测系统的硬件设计，包括的选择，电磁阀的选择，消声器的选择，压力表的选择以及的接口和外部接线最后，完成气密性检测系统的软件设计，根据系统的控制要求，设计出程序流程图，用顺序功能图梯形图和指令表的编写程序并进行程序的调试。

该检测系统具有如下优点劳动强度低，效率高可维护性高，抗干扰能力强控制面板简单，易于操作④能在恶劣的环境下检测，以适应工业化检测经济合算使用的投资虽大，辅助设施的投入少使用时省电，运行费少，维修费少，可再次使用以及能带来附加价值，从长远看还是合算的便于大批量检测管件气密性。

但是，由于本人的水平和能力有限，设计的关于管件气密性检测装置的控制系统，也存在以下缺点在检测过程中需要二次通过肉眼读取压力表示数，决定是否按下开关，从而使得夹紧放松工件以及工件排气出现误差夹具采用两端加紧方式，系统必须同时控制两个电磁阀，在控制过程中压力表可能不会同时达到最大预紧力，对夹紧工件造成误差。

本次设计也还存在其他诸多不足，在与实际相结合的方面，应该还存在很