BR102021018181A2

BR102021018181A2 - UNIVERSAL EMBARKED DATA MONITORING SYSTEM FOR JOINING TECHNOLOGY AND RELATED PROCESSES (SWIM ? SYSTEM FOR WELDING INSPECTION AND MONITORING)

Info

Publication number: BR102021018181A2
Application number: BR102021018181-8A
Authority: BR
Inventors: Cristhian Silva Carvalho; Filipe José Soares Martins; Marlos Paiva Prado; Marcus Vinícius Ribeiro Machado; Louriel Oliveira Vilarinho; Lucas Alves Do Nascimento; Rodrigo Maciel De Godoy
Original assignee: Petróleo Brasileiro S.A. - Petrobras; Universidade Federal De Uberlândia - Ufu
Priority date: 2021-09-13
Filing date: 2021-09-13
Publication date: 2023-03-21

Abstract

A presente invenção apresenta um sistema desenvolvido para ser embarcado e utilizado individualmente ou em conjunto entre diferentes sistemas, ou sistemas iguais. Este é posicionado próximo ou remotamente à fonte de soldagem onde o processo ocorre. O sistema deve ser utilizado nas atividades de união (soldagem) e processos afins, tais como revestimento, reparo, adição, corte e manufatura aditiva, acoplando-se a fontes de energia sem necessidade de intervenção (ou adaptações) nesses equipamentos.
o sistema da invenção comunica entre si e com um sistema central (diferentes protocolos), registra as variáveis do processo (tensão, corrente, velocidade, aceleração, vazões de gás e fluido, temperatura e ângulo), identifica o soldador/operador, localiza a solda no campo, armazena e transfere os dados do processo, realiza o tratamento desses dados, proporcionando assim indicadores para que possam ser analisados por pessoas e por análise de dados (Analytics).

The present invention presents a system developed to be embedded and used individually or jointly between different systems, or equal systems. This is positioned close or remotely to the welding source where the process takes place. The system must be used in joining activities (welding) and related processes, such as coating, repair, addition, cutting and additive manufacturing, coupling to energy sources without the need for intervention (or adaptations) in these equipment.
the system of the invention communicates with each other and with a central system (different protocols), records the process variables (voltage, current, speed, acceleration, gas and fluid flows, temperature and angle), identifies the welder/operator, locates the welds in the field, stores and transfers process data, processes these data, thus providing indicators that can be analyzed by people and data analysis (Analytics).

Description

UNIVERSAL EMBARKED DATA MONITORING SYSTEM FOR JOINING TECHNOLOGY AND RELATED PROCESSES (SWIM ? SYSTEM FOR WELDING INSPECTION AND MONITORING)

Field of Invention

[0001] A presente invenção está baseada em um conceito que será utilizado como ferramenta em monitoramento de processos de soldagem e ensaios não destrutivos.[0001] The present invention is based on a concept that will be used as a tool in monitoring welding processes and non-destructive testing.

Description of the State of the Art

[0002] Embora a automação seja uma tendência atual no contexto das tecnologias de união (soldagem), e processos afins, e seja requisito primordial da Indústria 4.0, processos manuais, como o Eletrodo Revestido (SMAW), ou semiautomáticos, como o GMAW e FCAW, são largamente utilizados e com grande frequência na construção e montagem (C&M), e na manutenção de estruturas no setor de Petróleo, Gás e Biocombustíveis, assim como no setor Naval. Nesse contexto, ê fundamental dispor de técnicas que auxiliem o soldador e operador durante a execução do processo e que, inclusive, sirvam como instrumento de registro, incluindo o tempo de arco aberto, que pode ser um parâmetro importante para a mensuração da produção. Particularmente, deve-se seguir a faixa operacional constante na Especificação do Processo de Soldagem (EPS), como forma de garantir a qualidade da soldagem, reduzir custos (pelo menor retrabalho) e mitigar riscos de execução da operação (peças com menos descontinuidades/defeitos físicos ou metalúrgicos).[0002] Although automation is a current trend in the context of joining technologies (welding) and related processes, and is a primary requirement of Industry 4.0, manual processes, such as Coated Electrode (SMAW), or semi-automatic, such as GMAW and FCAW, are widely and frequently used in construction and assembly (C&M), and in the maintenance of structures in the Oil, Gas and Biofuels sector, as well as in the Naval sector. In this context, it is essential to have techniques that help the welder and operator during the execution of the process and that even serve as a recording instrument, including the open arc time, which can be an important parameter for measuring production. Particularly, the operational range constant in the Welding Process Specification (EPS) must be followed, as a way to guarantee the quality of the welding, reduce costs (due to less rework) and mitigate risks in the execution of the operation (parts with fewer discontinuities/defects physical or metallurgical).

[0003] Atualmente, há a necessidade constante de um inspetor ou fiscal de obra acompanhar integralmente a operação, o que não ê fisicamente possível, dada a grande quantidade de diferentes frentes de trabalho, seja em uma manutenção programada, ou em sítios de C&M. Há a opção por fontes de soldagem totalmente automatizadas e que podem ser acessadas remotamente, mas que, além do alto custo, utilizam soluções proprietários; ou seja, um equipamento que não se comunica com outro, demandando que apenas um único tipo de equipamento opere, reduzindo a competitividade do setor, aumentando a dependência e gerando altos custos (em caso de substituição de fornecedor, deve-se trocar todos os equipamentos).[0003] Currently, there is a constant need for an inspector or construction inspector to fully monitor the operation, which is not physically possible, given the large number of different work fronts, whether in scheduled maintenance or on C&M sites. There is the option for fully automated welding sources that can be accessed remotely, but which, in addition to the high cost, use proprietary solutions; that is, equipment that does not communicate with another, requiring that only a single type of equipment operate, reducing the competitiveness of the sector, increasing dependence and generating high costs (in case of replacement of a supplier, all equipment must be exchanged ).

[0004] Dessa forma, a presente invenção traz um sistema capaz de monitorar os dados de processos de união (soldagem) e afins de forma universal e embarcada (loT- Internet of Things); ou seja, é uma solução que se conecta a qualquer fonte (eletromagnética ou eletrônica) de qualquer fabricante e pode se comunicar remotamente entre si e com ponto(s) central(is), de forma que um único responsável técnico possa acompanhar as soldagens ou relatórios subsequentes fornecidos pelo sistema, garantindo a qualidade e a produtividade do processo.[0004] In this way, the present invention brings a system capable of monitoring data from joining processes (welding) and the like in a universal and embedded way (loT- Internet of Things); that is, it is a solution that connects to any source (electromagnetic or electronic) from any manufacturer and can communicate remotely with each other and with the central point(s), so that a single technician in charge can monitor the welding or subsequent reports provided by the system, ensuring the quality and productivity of the process.

[0005] A presente invenção permite ainda a comunicação via diferentes protocolos de redes locais, industriais e via chip/cartão de dados/telefônico. Adicionalmente, se cair a conexão, há uma rotina para armazenamento de dados no próprio sistema local e envio posterior, quando esta for reestabelecida. Observa-se ainda a flexibilidade para implementar qualquer protocolo. A presente invenção permite também antecipar serviço ao cliente, como indicação de finalização de arames, bobinas, eletrodos, gases, chapas; ou seja, todos os materiais de consumo, consumíveis, materiais de base, adição e acessórios.[0005] The present invention also allows communication via different protocols of local and industrial networks and via chip/data card/telephone. Additionally, if the connection fails, there is a routine for storing data on the local system and sending it later when it is reestablished. There is also flexibility to implement any protocol. The present invention also allows anticipating customer service, such as indicating the completion of wires, coils, electrodes, gases, plates; that is, all consumables, consumables, base materials, additions, and accessories.

[0006] A soldagem e afins, seja manual, semiautomática ou mesmo automática, requer o estreito controle das variáveis do processo, para minimizar a possibilidade de defeitos que possam comprometer o desempenho operacional e ocasionar sinistros. Esse monitoramento normalmente ocorre de forma presencial, por inspetores ou fiscais, impossibilitando o acompanhamento de todas as frentes críticas ao mesmo tempo. Além disso, há também limitações técnicas, como o uso de instrumentos de baixa amostragem, ou mesmo apenas visual. Assim, há um grande risco de que, havendo uma falha no processo, surja um defeito (físico ou metalúrgico) sem que tenha sido previsto. Certamente, há a possibilidade de inspeção subsequentes por Ensaios Não Destrutivos (ENDs). Entretanto, são realizados por amostragem, possuem alto custo e não detectam facilmente defeitos metalúrgicos.[0006] Welding and the like, whether manual, semi-automatic or even automatic, requires strict control of process variables, to minimize the possibility of defects that could compromise operational performance and cause accidents. This monitoring normally takes place in person, by inspectors or inspectors, making it impossible to monitor all critical fronts at the same time. In addition, there are also technical limitations, such as the use of low-sampling instruments, or even just visual ones. Thus, there is a great risk that, if there is a failure in the process, a defect (physical or metallurgical) may arise without being foreseen. Of course, there is the possibility of subsequent inspection by Non-Destructive Testing (NDTs). However, they are performed by sampling, are expensive and do not easily detect metallurgical defects.

[0007] Historicamente, é possível acompanhar as propostas para o monitoramento da soldagem com base nas invenções já registradas possibilitando, assim, estabelecer o grau de inovação da invenção proposta.[0007] Historically, it is possible to monitor the proposals for monitoring welding based on the inventions already registered, thus making it possible to establish the degree of innovation of the proposed invention.

[0008] Holverson et al (BR112013008337-9A2) propõem um aparelho para monitorar o processo de soldagem em uma célula de soldagem que não se comunica com outros sistemas (patente arquivada). Peters e Matthews (BR112014009042-4A2) propõem o monitoramento apenas da indutância; logo, não é multivariável e nem se comunica com outros sistemas (patente arquivada). Hutchison et al (BR112014019636-2A8) propuseram um dispositivo e um método para monitorar a geração de respingos apenas na soldagem em curto-circuito. Assim, 0 sistema proposto não é universal (patente arquivada). Becker e Beeson (BR112016030674-0A2) solicitaram o registro de um método que coleta dados de soldagem, correspondendo apenas a uma sessão de soldagem; portanto, não é um modo de operação contínuo. O sistema não é universal e nem se comunica entre si. Nascimento et al. (BR102017008286-5A2) propuseram monitorar os parâmetros de soldagem, convertendo-os em tabelas para análise de um inspetor. Além de não se aplicar a outras áreas, não é especificada a conexão entre sistemas e se o sistema é universal. Mnich (BR102019002738-0A2) solicita o registro de invenção de um sistema para medição e controle apenas da tensão do arco; assim, não é multivariável nem tampouco universal.[0008] Holverson et al (BR112013008337-9A2) propose a device to monitor the welding process in a welding cell that does not communicate with other systems (filed patent). Peters and Matthews (BR112014009042-4A2) propose monitoring only the inductance; therefore, it is not multivariable and does not communicate with other systems (patent filed). Hutchison et al (BR112014019636-2A8) proposed a device and a method to monitor spatter generation only in short-circuit welding. Thus, the proposed system is not universal (patent filed). Becker and Beeson (BR112016030674-0A2) requested the registration of a method that collects welding data, corresponding to only one welding session; therefore, it is not a continuous mode of operation. The system is not universal and does not communicate with each other. Nascimento et al. (BR102017008286-5A2) proposed to monitor the welding parameters, converting them into tables for analysis by an inspector. In addition to not applying to other areas, the connection between systems and whether the system is universal is not specified. Mnich (BR102019002738-0A2) requests the registration of the invention of a system for measuring and controlling only the arc voltage; thus, it is neither multivariable nor universal.

[0009] O documento CN109570842A revela um método de gerenciamento do trabalho de soldagem baseado na tecnologia de Internet of Things, onde é possível a realização da soldagem em todas as direções, o monitoramento de dados em tempo real, para gerenciamento e decisão através de suporte de dados, além de reduzir efetivamente a interferência do fator humano, e garantir a confiabilidade dos dados de soldagem, melhorando assim a qualidade da soldagem. Além disso, um alarme de monitoramento em tempo real do fator de segurança do ambiente de construção evita acidentes, a taxa de utilização do equipamento é melhorada o consumo de energia do equipamento e o controle efetivo do material de soldagem são reduzidos. Se os parâmetros de soldagem ou parâmetros ambientais excederem o padrão, o alarme será transmitido de volta ao operador e à gerência. Os dados são armazenados em um servidor, que fornece suporte de dados para gerenciamento e tomada de decisões, e armazena todos os aspectos e processos de dados de soldagem registrados em tempo real.[0009] Document CN109570842A reveals a method of managing welding work based on Internet of Things technology, where it is possible to carry out welding in all directions, monitoring data in real time, for management and decision through support data, as well as effectively reduce the interference of the human factor, and ensure the reliability of welding data, thus improving the quality of welding. In addition, a building environment safety factor real-time monitoring alarm prevents accidents, equipment utilization rate is improved, equipment energy consumption, and effective control of welding material is reduced. If the welding parameters or environmental parameters exceed the standard, the alarm will be transmitted back to the operator and management. The data is stored on a server, which provides data support for management and decision making, and stores all aspects and processes of welding data recorded in real time.

[0010] O documento W02019000112A1 revela um método de otimização para um processo de soldagem a arco que utiliza argônio como gás de proteção na realização da soldagem de um tubo de liga de alumínio. Em uma das etapas do método é detectada a qualidade da solda, transmitindo diferentes dados de produtos acabados soldados a um banco de dados, realizando análises através de big data, e de acordo com a análise de dados, ajustando e otimizando continuamente os parâmetros do processo de soldagem.[0010] Document W02019000112A1 reveals an optimization method for an arc welding process that uses argon as a shielding gas in welding an aluminum alloy tube. In one of the steps of the method, the quality of the weld is detected, transmitting different data of welded finished products to a database, performing analyzes through big data, and according to the data analysis, continuously adjusting and optimizing the process parameters of welding.

[0011] O documento CN111069741A revela um sistema de serviço em nuvem utilizando um servidor de plataforma também em uma nuvem para estabelecer uma base de armazenamento de big data e regras inteligentes, um controle principal de resistência dinâmica para realizar um controle de soldagem auto adaptável, além de uma avaliação otimizada do processo de soldagem e controle de energia. Uma "comparação quantitativa" e avaliação das diferenças dos diferentes processos de soldagem são realizadas. O sistema de serviço em nuvem é conectado com o sistema de controle mestre e utilizado para processar os dados do serviço de soldagem através do servidor em nuvem.[0011] Document CN111069741A discloses a cloud service system using a platform server also in a cloud to establish a big data storage base and intelligent rules, a main dynamic resistance control to perform self-adaptive welding control, plus an optimized evaluation of the welding process and energy control. A "quantitative comparison" and evaluation of the differences of the different welding processes is carried out. The cloud service system is connected with the master control system and used to process the welding service data through the cloud server.

[0012] As anterioridades apresentadas não são capazes de monitorar os processos de união (soldagem) e afins sem interferência (embarcado) e em qualquer equipamento (universal), como a presente invenção.[0012] The prior art presented is not able to monitor the joining processes (welding) and the like without interference (shipped) and in any equipment (universal), such as the present invention.

[0013] Diante das dificuldades presentes no Estado da Técnica, para soluções monitoramento das variáveis de processos de soldagem e afins, com taxa de amostragem adequada, surge a necessidade de desenvolver uma tecnologia capaz de apresentar desempeno eficaz e que esteja em acordo com as diretrizes ambientais e de segurança. Os documentos citados não possuem as características únicas desta invenção que serão apresentadas detalhadamente a seguir.[0013] In view of the difficulties present in the State of the Art, for solutions to monitor variables of welding processes and the like, with an adequate sampling rate, the need arises to develop a technology capable of presenting effective performance and that is in accordance with the guidelines environmental and safety. The cited documents do not have the unique characteristics of this invention that will be presented in detail below.

Purpose of the invention

[0014] É um objetivo da invenção fornecer um sistema capaz de monitorar os processos de união (soldagem) e afins sem interferência (embarcado em UEPs) e em qualquer equipamento (universal).[0014] It is an objective of the invention to provide a system capable of monitoring joining processes (welding) and the like without interference (embedded in UEPs) and in any equipment (universal).

Brief Description of the Invention

[0015] A presente invenção apresenta um sistema desenvolvido para ser embarcado e utilizado individualmente ou em conjunto entre diferentes sistemas, ou sistemas iguais. O sistema é posicionado de modo próximo ou remoto à fonte de soldagem onde o processo ocorre e deve ser utilizado nas atividades de união (soldagem) e processos afins, tais como, revestimento, reparo, adição, corte e manufatura aditiva, acoplando-se a fontes de energia sem necessidade de intervenção (ou adaptações) nesses equipamentos.[0015] The present invention presents a system developed to be embedded and used individually or together between different systems, or equal systems. The system is positioned close or remotely to the welding source where the process takes place and must be used in joining activities (welding) and related processes, such as coating, repair, addition, cutting and additive manufacturing, coupling to energy sources without the need for intervention (or adaptations) in these equipments.

[0016] O sistema desta invenção comunica entre si e com um sistema central (diferentes protocolos), permitindo o registro das variáveis do processo (tensão, corrente, velocidade, aceleração, vazões de gás e fluido, temperatura e ângulo), a identificação do soldador/operador, a localização da solda no campo, o armazenamento e transferência dos dados do processo, realizando o tratamento desses dados, proporcionando assim indicadores que possam ser analisados por pessoas e também por meio de análise de dados (Analytics).[0016] The system of this invention communicates with each other and with a central system (different protocols), allowing the recording of process variables (voltage, current, speed, acceleration, gas and fluid flows, temperature and angle), identification of the welder/operator, the location of the weld in the field, the storage and transfer of process data, processing these data, thus providing indicators that can be analyzed by people and also through data analysis (Analytics).

Brief Description of the Drawings

[0017] A presente invenção será descrita com mais detalhes a seguir, com referência às figuras em anexo que, de uma forma esquemática e não limitativa do escopo inventivo, representam exemplos de sua realização. Nos desenhos, têm-se:

- A Figura 1 ilustrando o sistema da invenção de maneira geral no ambiente de trabalho;
- A Figura 2 ilustrando um detalhe do sistema da invenção.

[0017] The present invention will be described in more detail below, with reference to the attached figures which, in a schematic way and not limiting the inventive scope, represent examples of its realization. The drawings have:

- Figure 1 illustrating the system of the invention in general in the work environment;
- Figure 2 illustrating a detail of the system of the invention.

Detailed Description of the Invention

[0018] Abaixo segue descrição detalhada de uma concretização preferida da presente invenção, de cunho exemplificativo e de forma nenhuma limitativo. Não obstante, ficarão claras para um técnico no assunto, a partir da leitura dessa descrição, possíveis concretizações adicionais da presente invenção ainda compreendidas pelas características essenciais e opcionais abaixo.[0018] Below follows a detailed description of a preferred embodiment of the present invention, by way of example and in no way limiting. Nevertheless, it will be clear to a person skilled in the art, from reading this description, possible additional embodiments of the present invention still comprised by the essential and optional features below.

[0019] O sistema desta invenção é capaz de monitorar os processos de união (soldagem) e afins (reparo, adição, deposição, revestimento, corte e manufatura aditiva) sem interferência (embarcado) e em qualquer equipamento (universal). Esse sistema comunica entre si e com um sistema central (diferentes protocolos), viabilizando o registro as variáveis do processo (tensão, corrente, velocidade, aceleração, vazões de gás e fluido, temperatura e ângulo), a identificação do soldador/operador, a localização da solda no campo, o armazenamento e transferência dos dados do processo, realizando tratamento desses dados, proporcionando assim indicadores que possam ser analisados por pessoas e também por análise de dados (Analytics), no contexto de Big Data e Indústria 4.0.[0019] The system of this invention is capable of monitoring the joining processes (welding) and related processes (repair, addition, deposition, coating, cutting and additive manufacturing) without interference (shipped) and in any equipment (universal). This system communicates with each other and with a central system (different protocols), enabling the recording of process variables (voltage, current, speed, acceleration, gas and fluid flows, temperature and angle), identification of the welder/operator, the location of the weld in the field, storage and transfer of process data, processing these data, thus providing indicators that can be analyzed by people and also by data analysis (Analytics), in the context of Big Data and Industry 4.0.

[0020] No caso de não haver conexão local ou rede industrial, há a possibilidade de utilizar, com o sistema da invenção, um chip/cartão de dados/telefõnico, realizando o procedimento de comunicação remoto. Adicionalmente, caso caia a conexão, há ainda uma rotina para armazenamento de dados no próprio sistema local e envio posterior quando houver conexão. Há também a flexibilidade para implementar qualquer protocolo de comunicação.[0020] In case there is no local connection or industrial network, there is the possibility of using, with the system of the invention, a chip/data/telephone card, performing the remote communication procedure. Additionally, if the connection fails, there is also a routine for storing data on the local system and sending it later when there is a connection. There is also the flexibility to implement any communication protocol.

[0021] O sistema permite ainda programar uma antecipação de serviços ao cliente, tais como, troca de conduíte e bico de contato, indicação de finalização de arames, bobinas, eletrodos, gases, chapas; ou seja, todos os materiais de consumo, consumíveis, materiais de base, adição e acessórios, além de avisar sobre a necessidade de manutenção.[0021] The system also allows programming an anticipation of services to the customer, such as changing conduit and contact nozzle, indication of completion of wires, coils, electrodes, gases, plates; that is, all consumables, consumables, base materials, additives and accessories, in addition to warning about the need for maintenance.

[0022] A invenção permite cadastrar as máquinas de soldagem e a Especificação de Procedimento de Soldagem (EPS) habilitadas para cada soldador/operador, além de bloquear e liberar as máquinas de soldagem, remotamente ou localmente, conforme cadastro.[0022] The invention allows registering the welding machines and the Welding Procedure Specification (EPS) enabled for each welder/operator, in addition to blocking and releasing the welding machines, remotely or locally, according to the registration.

[0023] Por fim, o sistema desta invenção é capaz, em tempo real, de comparar os dados de uma EPS com a parametrização feita pelo soldador/operador na máquina de soldagem, além de alertar o inspetor sobre possíveis erros de parametrização e bloquear a máquina até a eliminação desses erros. Ademais, a invenção permite que o inspetor ou central de monitoramento remoto bloqueie ou libere a utilização da máquina de soldagem após inserir um código ou aproximar um cartão RFID.[0023] Finally, the system of this invention is capable, in real time, of comparing the data of an EPS with the parameterization made by the welder/operator in the welding machine, in addition to alerting the inspector about possible parameterization errors and blocking the machine until these errors have been eliminated. Furthermore, the invention allows the inspector or remote monitoring center to block or release the use of the welding machine after entering a code or approaching an RFID card.

[0024] A invenção é composta por um ou vários sistemas embarcados, que se interconectam e se conectam a um sistema central, local ou remotamente. Cada sistema se conecta a uma ou mais fontes que realiza(m) a operação de união ou processo afim, monitorando esses processos. Há ainda diferentes interfaces para se comunicar com os vários atores do processo: empresa usuária, responsáveis pela configuração das Tecnologias da Informação e Comunicação (TIC), especialistas, soldadores, e operadores.[0024] The invention is composed of one or more embedded systems, which interconnect and connect to a central system, locally or remotely. Each system connects to one or more sources that perform(s) the join operation or related process, monitoring these processes. There are also different interfaces to communicate with the various actors in the process: user company, those responsible for configuring Information and Communication Technologies (ICT), specialists, welders, and operators.

[0025] O dispositivo (2), ilustrado na Figura 1 e detalhado na figura 2, tem a função de solicitar a identificação do operador/soldador (23) responsável e os dados pré-definidos do processo, como por exemplo de uma EPS, ou outros, por meio da Interface Homem Máquina (12) ou supervisório local (3). Ademais, o dispositivo (2) é responsável por adquirir os sinais de sensores (13) posicionados no processo (10), tratar eletronicamente os sinais por meio do condicionador de sinais (21) e processá-los por meio da central de aquisição e processamento (18). Após 0 processamento dos dados, podem ser gerados comandos para possíveis intertravamentos na fonte tecnologia de união e processos afins (1), através da central de aquisição e processamento (18) e da interface de intertravamento (17), ou gerados dados a serem enviados para o gateway (4) ou servidor local (8), ou outro dispositivo (2), por meio do módulo de conexão sem fio (16), em conjunto com o módulo de conexão sem fio (16) e a central de aquisição e processamento (18).[0025] The device (2), illustrated in Figure 1 and detailed in Figure 2, has the function of requesting the identification of the responsible operator/welder (23) and the predefined data of the process, such as an EPS, for example, or others, through the Human Machine Interface (12) or local supervisory (3). In addition, the device (2) is responsible for acquiring the signals from sensors (13) positioned in the process (10), electronically treating the signals through the signal conditioner (21) and processing them through the acquisition and processing center (18). After processing the data, commands can be generated for possible interlocks in the source of joining technology and related processes (1), through the acquisition and processing center (18) and the interlocking interface (17), or generated data to be sent to the gateway (4) or local server (8), or another device (2), through the wireless connection module (16), together with the wireless connection module (16) and the central acquisition and processing (18).

[0026] Ressalta-se que o gateway (4) pode se comunicar com servidores em nuvem (5) ou servidores locais (8,) ou dispositivos (2) para trocas de informações, utilizando uma rede interna (9). Além disso, todos os dispositivos (2) podem se comunicar entre si por uma rede sem fio interna (9). Centrais remotas podem se comunicar com cada dispositivo (2) e cada dispositivo (2) pode se comunicar com centrais remotas por meio das antenas (15) para envio e captação de dados sem fio, em conjunto com o módulo de conexão sem fio (16) e a central de aquisição e processamento (18), além da antena para conexão com rede interna/externa (11), que é conectada ao servidor local (8).[0026] It should be noted that the gateway (4) can communicate with cloud servers (5) or local servers (8) or devices (2) to exchange information, using an internal network (9). Furthermore, all devices (2) can communicate with each other over an internal wireless network (9). Remote centers can communicate with each device (2) and each device (2) can communicate with remote centers through the antennas (15) for sending and capturing data wirelessly, together with the wireless connection module (16 ) and the acquisition and processing center (18), in addition to the antenna for connection to the internal/external network (11), which is connected to the local server (8).

[0027] As solicitações em geral e de travamento ou liberação de fonte (1), a visualização de dados processados (localmente ou remotamente) de cada equipamento e de operação do processo (10), a identificação do operador/soldador (23), e a entrada de dados pré-definidos do processo (por exemplo, EPS) podem ser feitos através dos dispositivos móveis (7), pelo supervisório local (3), e por dispositivos remotos (6) em tempo real. Através da conexão USB (20) do dispositivo (2) é possível trocar dados com o supervisório local (3) e, também, reprogramar a central de aquisição e processamento (18). Por fim, a energia elétrica que alimenta a fonte (19) do dispositivo (2) pode ser feita por meio do cabo de alimentação (14) ou por bateria (22).[0027] Requests in general and for blocking or releasing the source (1), the visualization of processed data (locally or remotely) of each equipment and process operation (10), the identification of the operator/welder (23), and the entry of pre-defined process data (for example, EPS) can be done through mobile devices (7), by the local supervisor (3), and by remote devices (6) in real time. Through the USB connection (20) of the device (2) it is possible to exchange data with the local supervisor (3) and also reprogram the acquisition and processing center (18). Finally, the electrical energy that feeds the source (19) of the device (2) can be done through the power cable (14) or by battery (22).

[0028] Com o sistema desta invenção, a partir do monitoramento sistematizado e rápido das informações relativas ás tecnologias de união e processos afins, será possível acompanhar o andamento de operações de C&M, assim como reparos, possibilitando a efetiva gestão para mitigar possíveis atrasos, reduzindo o tempo, levando a maior produtividade e economicidade. Será possível também um melhor acompanhamento técnico da operação; em especial, nas operações com materiais de baixa soldabilidade (como aços duplex e superduplex, por exemplo), haja vista que diferentes locais podem ser acompanhados concomitantemente por um mesmo especialista. Em outras palavras, tal invenção permite dispensar a presença de inspetores de soldagem ou fiscais em frentes de soldagem críticas (materiais de média ou baixa soldabilidade, grandes espessuras etc.) que, na maioria dos casos ocorrem simultaneamente, em paradas de manutenção, ou em construção e montagens de unidades de produção onshore e offshore. Esse melhor acompanhamento reduz os riscos ambientais e à vida, ao evitar eventuais falhas operacionais, e traz ganhos operacionais e financeiros, em função do menor tempo de parada para manutenções corretivas.[0028] With the system of this invention, based on the systematic and quick monitoring of information related to joining technologies and related processes, it will be possible to monitor the progress of C&M operations, as well as repairs, enabling effective management to mitigate possible delays, reducing time, leading to greater productivity and cost-effectiveness. A better technical monitoring of the operation will also be possible; in particular, in operations with materials of low weldability (such as duplex and superduplex steels, for example), given that different locations can be monitored concurrently by the same specialist. In other words, this invention makes it possible to dispense with the presence of welding inspectors or inspectors on critical welding fronts (medium or low weldability materials, large thicknesses, etc.) which, in most cases, occur simultaneously, in maintenance stops, or in construction and assembly of onshore and offshore production units. This better monitoring reduces environmental and life risks, by avoiding possible operational failures, and brings operational and financial gains, due to less downtime for corrective maintenance.

[0029] Adicionalmente, o monitoramento permite informar às equipes de Inspeção as regiões da solda onde possa haver maior probabilidade de descontinuidades e defeitos, reduzindo o tempo de inspeção, ampliando a garantia da qualidade dessas inspeções, o que leva à redução de custos (menor HH) e maior produtividade.[0029] Additionally, monitoring allows Inspection teams to inform the regions of the weld where there may be a greater probability of discontinuities and defects, reducing inspection time, expanding the quality assurance of these inspections, which leads to cost reduction (less HH) and higher productivity.

[0030] O sistema permite ainda o melhor acompanhamento das atividades de terceiros, garantindo de que o objeto contratado seja entregue dentro do orçamento e prazo e, que numa eventual reivindicação de aditivo, haja maiores subsídios técnicos para análise do pleito.[0030] The system also allows for better monitoring of third-party activities, ensuring that the contracted object is delivered within the budget and deadline, and that, in the event of an amendment claim, there is greater technical support for the analysis of the claim.

[0031] A invenção permite também a rastreabilidade das operações de união e afins, auxiliando projetos de As Built e no registro do histórico de soldagem ou reparos em paradas de manutenção ou na construção e montagem de UEPs.[0031] The invention also allows the traceability of joining operations and the like, helping As Built projects and recording the history of welding or repairs in maintenance stops or in the construction and assembly of UEPs.

Claims

UNIVERSAL EMBOARDED DATA MONITORING SYSTEM FOR JOINING TECHNOLOGY AND RELATED PROCESSES (SWIM) characterized in that the device (2) comprises: Human Machine Interface (12), at least one antenna (15), wireless connection module (16), interface interlocking (17), acquisition and processing center (18), source (19), connection (20), and signal conditioner (21).

UNIVERSAL EMBOARDED DATA MONITORING SYSTEM FOR JOINING TECHNOLOGY AND RELATED PROCESSES (SWIM), according to claim 1, characterized in that the power supply is carried out by power cable (14) or by battery (22).

UNIVERSAL EMBOARDED DATA MONITORING SYSTEM FOR JOINING TECHNOLOGY AND RELATED PROCESSES (SWIM), according to any of the previous claims, characterized by communicating with each other and with a system of different protocols, recording process variables, identifying the welder/ operator, locate the weld in the field, store and transfer process data, and perform data processing.

UNIVERSAL EMBOARDED DATA MONITORING SYSTEM FOR JOINING TECHNOLOGY AND RELATED PROCESSES (SWIM), according to any of the previous claims, characterized by recording the variables voltage, current, speed, acceleration, gas and fluid flows, temperature, and angle .

SYSTEM UNIVERSAL EMBROIDED DATA MONITORING SYSTEM FOR JOINING TECHNOLOGY AND RELATED PROCESSES (SWIM), according to any of the previous claims, characterized by providing indicators to be analyzed by people and also by data analysis (for example Analytics).

UNIVERSAL EMBROIDED DATA MONITORING SYSTEM FOR JOINING TECHNOLOGY AND RELATED PROCESSES (SWIM), according to any of the preceding claims, characterized by optionally using a chip, or data card, or telephone card for connection.

UNIVERSAL EMBROIDED DATA MONITORING SYSTEM FOR UNION TECHNOLOGY AND RELATED PROCESSES (SWIM), according to any of the previous claims, characterized by having a data storage routine in the local system itself for later sending when connection is reestablished.

UNIVERSAL EMBOARDED DATA MONITORING SYSTEM FOR JOINING TECHNOLOGY AND RELATED PROCESSES (SWIM), according to any of the previous claims, characterized by programming services such as changing conduit and contact tip, indication of completion of wires, coils, electrodes, gases, plates, consumables, base materials, additives and accessories, in addition to warning about the need for maintenance.

UNIVERSAL EMBROIDED DATA MONITORING SYSTEM FOR JOINING TECHNOLOGY AND RELATED PROCESSES (SWIM), according to any of the previous claims, characterized by allowing registration of welding machines and EPS enabled for each welder/operator and also blocking and releasing the welding machines welding remotely or locally.

UNIVERSAL EMBOARDED DATA MONITORING SYSTEM FOR JOINING TECHNOLOGY AND RELATED PROCESSES (SWIM), according to any of the previous claims, characterized by comparing data from a Welding Procedure Specification (EPS) with the parameterization made by a welder/ operator at welding machine.

UNIVERSAL EMBOARDED DATA MONITORING SYSTEM FOR JOINING TECHNOLOGY AND RELATED PROCESSES (SWIM), according to any of the previous claims, characterized by alerting an inspector about possible parameterization errors and blocking the machine until it is eliminated.

UNIVERSAL EMBOARDED DATA MONITORING SYSTEM FOR JOINING TECHNOLOGY AND RELATED PROCESSES (SWIM), according to any of the preceding claims, characterized by an inspector or remote monitoring center blocking or releasing the use of the welding machine after entering a code or bring an RFID card closer.

UNIVERSAL EMBOARDED DATA MONITORING SYSTEM FOR JOINING TECHNOLOGY AND RELATED PROCESSES (SWIM), according to any of the previous claims, characterized in that the device (2) is responsible for acquiring the signals from sensors (13) positioned in the process (10) , electronically treat the signals through the signal conditioner (21), and process them through the acquisition and processing center (18).

UNIVERSAL EMBROIDED DATA MONITORING SYSTEM FOR JOINING TECHNOLOGY AND RELATED PROCESSES (SWIM), according to any of the previous claims, characterized in that after processing the data it generates commands for possible interlocks at the source for Joining Technology and related Processes (1 ).

UNIVERSAL EMBOARDED DATA MONITORING SYSTEM FOR JOINING TECHNOLOGY AND RELATED PROCESSES (SWIM), according to claim 14, characterized in that command generation is through the acquisition and processing center (18) and the interlocking interface (17).

UNIVERSAL EMBROIDERED DATA MONITORING SYSTEM FOR UNION TECHNOLOGY AND RELATED PROCESSES (SWIM), according to any of the previous claims, characterized in that data is generated to be sent to the gateway (4), local server (8), or other device (2) by a wireless connection module (16) together with the acquisition and processing center (18).

UNIVERSAL EMBEDDED DATA MONITORING SYSTEM FOR UNION TECHNOLOGY AND RELATED PROCESSES (SWIM), according to claim 16, characterized by the gateway (4) communicating with cloud servers (5), local servers (8), or devices (2) for exchanging information using an internal network (9).

UNIVERSAL EMBEDDED DATA MONITORING SYSTEM FOR UNION TECHNOLOGY AND RELATED PROCESSES (SWIM), according to any one of the preceding claims, characterized in that the devices (2) can communicate with each other via an internal wireless network (9).

UNIVERSAL EMBROIDED DATA MONITORING SYSTEM FOR JOINING TECHNOLOGY AND RELATED PROCESSES (SWIM), according to any of the previous claims, characterized by locking or releasing the source (1), the visualization of processed data (locally or remotely) from each equipment and process operation (10), the identification of the operator or welder (23), and the entry of pre-defined data of the process to be done through mobile devices (7), by the local supervisor (3), and by devices remotes (6) in real time.

UNIVERSAL EMBOARDED DATA MONITORING SYSTEM FOR UNION TECHNOLOGY AND RELATED PROCESSES (SWIM), according to any of the preceding claims, characterized in that the connection is a USB connection (20) of the device (2) and is capable of exchanging data with the local supervisory (3) and also to reprogram the acquisition and processing center (18).