一种基于PLC的水压复合实时应变监测控制系统

一种基于plc的水压复合实时应变监测控制系统
技术领域
1.本实用新型属于水压复合的检测技术领域，具体涉及一种基于plc的水压复合实时应变监测控制系统。


背景技术：

2.近些年，由于复合材料管材具有耐蚀、承压能力高的特性目前已经在国内油气田油气集输、污水输送和注醇注水等管线上得到了大量应用，并取得了令人满意的效果。复合管在进行基衬装配工序后，需要通过加压复合来让基管和衬管贴紧，传统复合技术就是将两种及两种以上的管材通过爆燃复合或水压复合成为一体，但由于复合过程中加压会产生径向应变，因此二者之间接触应力大小是衡量复合工艺可靠性的主要标志，而标准规定复合后材料的应变不超过1.5d%，因此需要在加压的过程中检测材料的应变大小以此来判断是否达到标准要求，传统的检测方法是在管路的外壁上贴上应变片。用来检测加压过程中管路的应变，但是由于这种方法需要给每根管路贴上应变片，在工作过程中需要连接线路，效率不高，无法对每一个管材进行有效检测，并且不适合在加压过程中进行连续的实时监测，从而无法在加压过程中对压力进行调节。


技术实现要素：

3.为了解决传统技术在加压过程中无法对管材的应变进行实时监测及调节的问题，本实用新型提出了一种基于plc的水压复合实时应变监测控制系统，采用电涡流位移传感器在水压复合的过程中实时监测管材的径向应变，电涡流传感器能准确测量被测体与探头端面之间的相对位移变化，不需要给每根复合管贴应变片，解决了传统复合机效率不高的问题，在大型旋转机械状态的在线监测与故障诊断中得到广泛应用，达到节省材料，实现高效精准的应变监测控制。
4.为了达到实时监测及调节压力的目的，本实用新型提供了一种基于plc的水压复合实时应变监测控制系统，包括安装于水压复合设备的电涡流位移传感器，所述电涡流位移传感器通信连接有动态应变仪，所述动态应变仪通信连接有plc触摸屏一体机，所述电涡流位移传感器、动态应变仪、plc触摸屏一体机均电连接至直流电源，所述水压复合设备上安装有双金属复合管，所述电涡流位移传感器的位置与双金属复合管对应，且所述电涡流位移传感器的发射激光垂直于双金属复合管的轴线；所述传感器能够实时监测双金属复合管的位移信号并转换成电压信号反馈给所述动态应变仪，所述动态应变仪能够根据所述激光电涡流位移传感器反馈的位移信号得到双金属复合管的径向应变数据，所述plc触摸屏一体机能够从所述动态应变仪获取双金属复合管的径向应变数据并判断双金属复合管的径向应变结果，若超出阈值，则控制所述水压复合设备调整水压。
5.优选的，所述水压复合设备包括相对设置的上部抱持模具和下部抱持模具，所述电涡流位移传感器安装于所述上部抱持模具或所述下部抱持模具。
6.优选的，所述上部抱持模具或所述下部抱持模具上沿双金属复合管的轴线方向安
装有至少两个所述电涡流位移传感器。
7.优选的，所述电涡流位移传感器含有磁铁环，所述磁铁环磁性吸附于所述水压复合设备。
8.优选的，所述电涡流位移传感器、所述plc触摸屏一体机、所述动态应变仪和所述直流电源之间均通过线缆电性连接，所述线缆上安装有磁铁环，所述磁铁环磁性吸附于所述水压复合设备。
9.优选的，所述动态应变仪和所述plc触摸屏一体机之间通过usb电缆通信连接。
10.优选的，所述水压复合设备为140mpa水压机。
11.与现有技术相比，本实用新型通过在水压复合设备上安装电涡流位移传感器，将双金属复合管的位移信号转化为电压信号传输到动态应变仪中，动态应变仪通过电涡流位移传感器所得的信号得到管材的径向应变数据，plc触摸屏一体机能够从动态应变仪获取双金属复合管的径向应变数据并判断双金属复合管的径向应变结果，若超出阈值，则控制水压复合设备调整水压。
12.1.本实用新型所提供的实时应变监测控制系统，结构简单，且使用方便。
13.2.本实用新型中采用电涡流位移传感器进行管材位移信号的采集，解决了传统技术需要给每一根复合管贴应变片，无法实现逐根监测的问题，极大提升了水压复合设备的使用效率及寿命。
14.3. 本实用新型采用plc触摸屏一体机实时接收双金属复合管的径向应变数据，并于设定初始值进行比较，对水压复合过程中的压力进行反馈调节，提高水压复合效果和效率，从而加强复合管的质量控制。
附图说明
15.图1是本实用新型的结构示意图。
16.图2是本实用新型的控制原理图。
具体实施方式
17.下面结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
18.参考图1所示，图中提供了一种基于plc的水压复合实时应变监测控制系统，包括水压复合装置1、电涡流位移传感器2、动态应变仪3、直流电源4、plc触摸屏一体机5、usb数据线6、线缆7。其中电涡流位移传感器2安装于水压复合设备1的上部抱持模具或下部抱持模具，沿双金属复合管的轴线方向安装有两个电涡流位移传感器2，实现对双金属复合管的全方位监测。
19.优选地，电涡流位移传感器2磁性吸附有磁铁环，磁铁环磁性吸附于水压复合设备1，这样便于电涡流位移传感器2的安装拆卸，操作简便。
20.优选地，电涡流位移传感器2电连接直流电源4，两个电涡流位移传感器2通过直流电源进行配电，以保证电涡流位移传感器2正常的工作供电。
21.电涡流位移传感器2、动态应变仪3、plc触摸屏一体机5和直流电源4之间均通过线缆7电性连接，线缆7上设置有磁铁环，磁铁环磁性吸附于水压复合设备1的外壳，这样便于
走线，安装拆卸方便。动态应变仪3和plc触摸屏一体机之间通过usb数据线6通信连接，保证数据传输的可靠性。
22.本实施例的水压复合设备1采用140mpa水压复合机。
23.工作原理：水压复合设备安装模具，计算水压复合所需的压力值后输入到plc触摸屏一体机中，将双金属复合管的衬管插入基管内部进行装配密封后安装于水压复合设备，电涡流位移传感器测量与双金属复合管表面之间的间距，并将此距离设定为初始值，通过plc触摸屏一体机控制水压复合设备的控制器，启动水压复合设备对双金属复合管进行缓慢加压，加压过程中电涡流位移传感器实时监测与双金属复合管表面之间的距离，并将位移信号转换为电压信号传输到动态应变仪中，动态应变仪将电压信号转换成双金属复合管的径向应变数据并发送给plc触摸屏一体机，plc触摸屏一体机将径向应变数据与设定的阈值相比较，若超出阈值，则发送控制指令控制水压复合设备即使调整水压。


技术特征：
1.一种基于plc的水压复合实时应变监测控制系统，其特征在于，包括安装于水压复合设备的电涡流位移传感器，所述电涡流位移传感器通信连接有动态应变仪，所述动态应变仪通信连接有plc触摸屏一体机，所述电涡流位移传感器、动态应变仪、plc触摸屏一体机均电连接至直流电源，所述水压复合设备上安装有双金属复合管，所述电涡流位移传感器的位置与双金属复合管对应，且所述电涡流位移传感器的发射激光垂直于双金属复合管的轴线；所述传感器能够实时监测双金属复合管的位移信号并转换成电压信号反馈给所述动态应变仪，所述动态应变仪能够根据所述电涡流位移传感器反馈的位移信号得到双金属复合管的径向应变数据，所述plc触摸屏一体机能够从所述动态应变仪获取双金属复合管的径向应变数据并判断双金属复合管的径向应变结果，若超出阈值，则控制所述水压复合设备调整水压。2.根据权利要求1所述的一种基于plc的水压复合实时应变监测控制系统，其特征在于，所述水压复合设备包括相对设置的上部抱持模具和下部抱持模具，所述电涡流位移传感器安装于所述上部抱持模具或所述下部抱持模具。3.根据权利要求2所述的一种基于plc的水压复合实时应变监测控制系统，其特征在于，所述上部抱持模具或所述下部抱持模具上沿双金属复合管的轴线方向安装有至少两个所述电涡流位移传感器。4.根据权利要求1所述的一种基于plc的水压复合实时应变监测控制系统，其特征在于，所述电涡流位移传感器含有磁铁环，所述磁铁环磁性吸附于所述水压复合设备。5.根据权利要求1所述的一种基于plc的水压复合实时应变监测控制系统，其特征在于，所述电涡流位移传感器、所述plc触摸屏一体机、所述动态应变仪和所述直流电源之间均通过线缆电性连接，所述线缆上安装有磁铁环，所述磁铁环磁性吸附于所述水压复合设备。6.根据权利要求1所述的一种基于plc的水压复合实时应变监测控制系统，其特征在于，所述动态应变仪和所述plc触摸屏一体机之间通过usb电缆通信连接。7.根据权利要求1所述的一种基于plc的水压复合实时应变监测控制系统，其特征在于，所述水压复合设备为140mpa水压机。

技术总结
本实用新型公开了一种基于PLC的水压复合实时应变监测控制系统，包括安装于水压复合设备的电涡流位移传感器，所述电涡流位移传感器通信连接有动态应变仪，所述动态应变仪通信连接有PLC触摸屏一体机，通过在水压复合设备上安装电涡流位移传感器，将双金属复合管的位移信号转化为电压信号传输到动态应变仪中，动态应变仪通过电涡流位移传感器所得的信号得到管材的径向应变数据，PLC触摸屏一体机能够从动态应变仪获取双金属复合管的径向应变数据并判断双金属复合管的径向应变结果，若超出阈值，则控制水压复合设备调整水压。则控制水压复合设备调整水压。则控制水压复合设备调整水压。


技术研发人员：孟子皓 张立新 胡雪 张胜利 董峰
受保护的技术使用者：石河子大学
技术研发日：2021.09.07
技术公布日：2022/3/8