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摘要：随着科学技术的发展，我国的PLC技术有了很大进展，本文针对核电站ＲCP管道修补及焊接的工作量越来越大的现状，设计了一款以PLC和人机界面为核心的管道自动焊接控制系统，它具有焊接质量优、生产效率高、操作简单等优点，可满足核电现场管道焊接生产工艺的要求。
关键词：管道自动焊；PLC；控制系统
引言
在化工工艺管道连接工作中，工艺管道主要连接多种工艺设备，这些工艺管道是各种流体的流转通道和载体。传统的石油化工工艺管道由于温度、压力等较为简单，同时由于焊接技术的落后，所以对焊接技术的要求稍低；由于技术随着社会经济发展而进步，现代化工工艺越来越复杂，对管道载体的要求越来越高，管道材料种类及质量要求也越来越高，同时，基于国家质量战略和安全、环保等要求的逐步提高，对于管道的强度、耐腐蚀性及泄漏性要求也逐步提高，这样，作为化工装置安装工艺中的焊接质量要求也是同样要求提高。
1工业管道安装过程中的焊接的重要性
工业管道的安装对于整个工业管道的发展有着极其重要的作用和影响，工业发展离不开管道的有效运行，工业管道在实际安装过程中必须采取有效方法及措施，保证业主管道的质量和安全可靠性，其中焊接对于采用焊接工艺连接的管道系统有着直接的影响和重要作用。下面就对其重要性进行简单说明。第一，焊接质量能够直接影响整个工业管道的质量与可靠性。在工业中需要管道输送大量的液体和气体等，对于长距离运输管道就需要进行管段连接，最主要的连接方式就是焊接连接。如果焊接质量不合格，很有可能导致在运输过程中出现液体或气体泄露，从而造成管道系统破坏、给企业带来经济损失、污染和损害环境。第二，满足工业发展的需求。随着工业及工业管道的不断发展，许多企业在发展过程中不断地扩大规模，工业管道的使用就越来越密集，而焊接工业是确保管道连接最稳妥、最有效的方式，因此，不断提高焊接质量、减少焊接缺陷对于工业管道的有效运行有重要的意义。总之工业管道中的焊接质量对于整个工业的发展有着极其重要的作用和影响，在实际运用中必须加强焊接质量的把控和防范。在工业管道安装过程中，对于一些常见的焊接缺陷必须进行有针对性分析并提出有效的解决措施。下面对工业管道安装过程中的焊接缺陷进行详细阐述。
2PLC系统性能分析
在天然气长距离输送过程中，PLC系统的应用有效提升了天然气输送、管理、控制的现代化与信息化水平。一般来说，天然气类企业在进行长输管道输送管理过程中，都会选择设定一个综合调度中心，并将PLC系统功能有效地融入其中，通过加设终端设施和远程操控来对天然气的输送线路进行分输、截断等控制与管理。天然气长输管道的PLC系统主要通过对硬件设施管理的信息化，利用应用程序来对输送数据进行处理以及对整个系统进行综合的调度、监控。PLC系统的应用在自动化控制的基础上，利用相关传感器进行数据采集，经过系统处理、整合之后，反馈至综合调度中心，管道监管人员通过对相关参数变化的监控进而实现对各个管道节点的有效控制。综合調度中心通过对网络数据库平台的使用。进而将各个管道节点有效地连接起来形成一个系统的监管网络，在优化自动化控制结构的同时有效地提升了天然气长距离管道的输送管理效率。
3基于PLC的管道自动焊接控制系统设计
3.1总体设计
焊接装备主要由控制箱、控制面板、自动化数字焊接电源、轨道焊接小车、送丝机、焊枪等组成，在控制器的管理下，软件对焊机等硬件进行统一的监控，实现管道的自动化焊接。该全位置焊接设备的主要功能有：焊接工艺参数在线离线管理功能、弧压自动追踪功能、区间工艺设置功能等。结合焊接设备需求，系统主要是完成PLC对焊接小车的启动停止控制、对焊接电源和送丝机构的控制，人机界面完成对整套设备的监测。
3.2引用先进设备
在工业管道安装过程中，使用先进的焊接设备进行管道焊接，这对于整个管道的焊接质量以及管道的安全性和可靠性有着极其重要的作用和影响。同时在实际操作过程中，操作人员可以利用先进的设备对管道进行检修，也可利用先进的设备记录、拍摄焊接过程并制作相关的焊接经验案例，通过实实在在的良好案例和反面教材对焊工进行有针对性的培训，从而有效规避焊接质量缺陷的重复发生并总体提升焊接人员的操作水平。
3.3提升焊接工艺
管道安装过程中焊接是重要的步骤，相关技术人员的技术水平对于整个焊接质量有着直接的影响，因此在工艺管道焊接过程中，对于焊接技术工人的技术水平有严格的要求，要不断提升技术人员的综合能力和技术水平，有效地保障管道焊接的质量。此外管道在进行安装过程中也需要安装工艺的提升，主要包括以下几个方面。第一，科学合理地选择焊接装配间隙与坡口形状。科学合理地选择坡口形状，是有效增强焊接的质量的手段之一，在遇到一些外力时，管道也有足够的抵抗力。在进行焊接时必须有效控制焊接电流，完善焊接工艺，保证焊接工人掌握较成熟的焊接技术。同时在焊接过程中合理控制焊接的角度与速度，不断调整管道焊接间隙，确保焊接角度与尺寸的合理性。第二，在焊接前需要按焊接工艺卡的要求进行预热，在收弧时在管道焊接处短暂停留，从而保证焊接熔池被填满，降低焊接出现缺陷的概率。第三，清理干净焊接处的焊接残渣，将管道焊接的参差不齐的位置打磨平整，根据管道直径调整焊接电流并合理调整焊接弧长度、增加停留时间，有效避免焊接夹渣以及焊接未熔合等现象的出现。
3.4人机界面设计
为实现焊接系统人机交互和监控，基于MCGSE软件设计相应的人机界面，界面内容主要包括：工作界面、编程界面、配置界面、文件界面、库界面和帮助界面。工作界面：可用来控制焊接操作、显示焊接时的参数及提示各种状态信息；编程界面：可编辑区内外的焊接工艺参数；配置界面：可实现焊接配置的修改；文件界面：用来进行焊接程序的导入和导出操作；列表界面：可进行程序及程序库的操作；帮助界面：用于显示操作说明和提供技术支持。
结语
综上所述，PLC系统对长输管道的正常运作具有重要作用，其能够有效提升天然气自动化长输管道系统的科学性、高效性、有效性以及稳定性，使其在天然气自动化长输管道中被得到广泛应用，因此对其进行分析具有重要意义。文中针对辐射环境下核电工程管道焊接问题设计了自动焊控制系统，预期的功能均可实现，可有效缩短工作人员在核辐射环境下的工作时间，满足我国辐射条件环境下核工业领域对遥控焊接技术设备的迫切需求，该系统具有广阔的应用前景。
参考文献：
[1]张福龙.石油化工管道焊接工艺与质量控制措施分析[J].科技风，2018（17）：149.
[2]王绪.石油化工管道焊接工艺与质量控制措施分析[J].中国化工贸易，2018（16）：81.
[3]杨伟建.工业管道安装过程中焊接缺陷及预防措施探讨 [J].建筑工程技术与设计.2018（4）：150.
[4]郭敬.王海强.电厂焊接质量的常见问题及控制措施探讨［J］.科技创新导报，2014（22）：55.
[5]王新梅.工业管道安装过程中焊接缺陷及预防措施探讨[J].中国设备工程.2017（12）：54-55.
[6]王宣飞，李冉.石油与天然气管道工程管理与质量评价研究[J].化工管理.2015（10）：223-224.
[7]王渊.电厂金属焊接施工质量控制探究［J］.科学与财富，2014（6）：159-160.