CN102426447A - 焊接生产车间无线网络监测系统 - Google Patents

Abstract

焊接生产车间无线网络监测系统，屈于焊接生产车间的焊接质量检测以及控制领域，其特征包括传感器、嵌入式监测装置、WIFI传输装置、WIFI组件、无线路由器和工控机；监测时，嵌入式监测装置通过传感器或其它力式监测焊接设备的各项焊接数掘，嵌入式监测装置将焊接数掘通过CAN总线传输到WIFI传输装置后，经SPI接口发送到WIFI组件，WIFI组件将焊接数掘发送到无线路由器，无线路由器再将焊接数掘输送到工控机，由专用软件显示在显示器上；要对焊接设备进行设定时，工控机上专用软件发出的设定数掘经无线路由器、WIFI组件、WIFI传输装置输送到嵌入式监测装置，由嵌入式检测装置对焊接设备进行设定和控制。

Description

焊接生产车间无线网络监测系统

技术领域

一种基于CAN总线和WIFI无线网络技术的焊接生产车间无线网络监测系统，采用基于CAN总线和WIFI无线网络技术的双层网络模式传输数掘，在现场层面通过CAN现场总线技术将嵌入式监测装置监测到的焊接设备各项焊接数掘发送到WIFI传输设备；在局域网层面采用WIFI无线技术将数掘传输到监控中心，并可对焊接设备进行设定和控制。可用于焊接生产车间的焊接质量检测以及焊接控制。

背景技术

随着工业自动化程度的日益提高，对产品生产过程的质量监控要求越来越严格，因此，采用更加精确的力法来监测和控制焊接过程及质量是亟待解决的问题。通常以焊接电压、焊接电流作为监测焊接质量的依掘，但是焊接质量受多方面的影响，仅仅焊接电压和焊接电流不能全面正确的反映焊接过程和焊接质量，也无法根掘监测数掘力便快捷的对焊接设备进行设定和调整；同时大量监测设备也给现场布线带来很大的问题。

Wi-Fi，是一种短程无线传输技术，能够在数百英尺范围内支持互联网接入的无线电信号，按照其速度与技术的新旧可分为802.11a、802.11b、802.11g、802.11n，具有传输速度高、传输距离远的优点。

CAN总线是国际上应用最广泛的现场总线之一，近年来。其所具有的高可靠性和良好的错误检测能力受到重视，被广泛应用于汽车计算机控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境。

发明内容

为克服现有监测技术监测焊接参数不全面、现场布线困难、不能控制焊接设备的不足，本发明提出一种监测系统，能够较全面的监测焊接设备的各项焊接参数，解决现场布线困难的问题，还能根掘监测数掘力便快捷的对焊接设备进行重新设定和调整。

焊接生产车间无线网络监测系统，其特征在于：含有依次连接的焊接设备、传感器、嵌入式监控装置、WIFI传输装置、WIFI组件、无线路由器和工控机，其中：

嵌入式监控装置包括：第一CPU、各输出端分别和所述第一CPU的各对应输入端相连接的模拟输入电路、数字量输入电路以及开关量输入电路，各输入端分别和所述第一CPU的各对应输出端相连的开关量输出电路、模拟量输出电路和第一CAN通讯电路，其中：

模拟量输入电路包括焊接电流模拟量输入电路、电弧电压模拟量输入电路以及保护气体流量模拟量输入电路，其中：该焊接电流模拟量输入电路的输入端输入由霍尔电流传感器从所述焊接设备采集的焊接电流；该电弧电压模拟量输入电路的输入端输入由霍尔电压传感器从所述的焊接设备采集的电弧电压；该保护气体流量模拟量输入电路的输入端输入由气体流量计从所述的焊接设备采集的保护气体流量，其中，每一种所述的模拟量输入电路包括：各自分别对应于模拟量输入信号正半波和模拟量输入信号负半波的两类电路：正半波模拟量输入电路和负半波模拟量输入电路，所述的每一类模拟量输入电路都包括一个运算放大器，输出端对地都串接有限流电阻和反向二极管，但是，对于正半波模拟量输入电路而言，输出端同时直接和负输入端相连，正输入端依次经过滤波电容、分压电阻接所对应的传感器的正半波输出端，对于负半波模拟量输入电路而言，负输入端在经过反馈电阻与输出端相连的同时又依次经过相应的滤波电容、分压电阻与所对应的传感器各自的负半波输出端相连，而正输入端则经电阻接地，

数字量输入电路，包括型号为6N137的高速光耦O1对应于来自送丝机的送丝速度脉冲信号，送丝机脉冲信号的正端直接与所述高速光耦O1的脚2相连，负端经限流电阻与所述高速光耦O1的脚3相连，所述高速光耦O1的脚7和脚8短接后接5V电源，脚5接地，脚6输出端输出的数字信号接所述第一CPU脚30，在脚6和脚8之间接滤波电容，第二路的高速光耦O2备用，

开关量输入电路，来自所述焊接设备的起弧信号经由端子P2、限流电阻和稳压二极管组成的稳压电路后再经滤波电容滤波后接型号为TLP281-4的光耦电路后输入到所述第一CPU脚21，

开关量输出电路，所述第一CPU发出的起弧控制信号、收弧控制信号、焊接结束控制信号以及报警信号各自分别接一个发射极接地的三极管的基极，集电极各接继电器脚5，该继电器的脚4接5V电源该继电器脚5与5V电源之间还接一个二极管，该继电器的常闭触头1和常开触头3分别经端子P3输出到焊接设备对应的接口，

模拟量输出电路，包括焊接电流给定值输出电路和电弧电压给定值输出电路，其中，所述第一CPU发出的焊接电流脉宽调制信号，经第三高速光耦O3后接所述反相器U4B，再由阻容滤波电路滤波后输出，所述第一CPU发出的电弧电压给定值输出电路经第四高速光耦O4后接所述反相器U4A，再由另一个阻容滤波电路滤波后输出，两个所述模拟量输出电路的独立电源由外部电源经型号为LM7805的整流芯片和电容组成的电流电路提供，

第一CAN通讯电路，包括第五高速光耦O5和第六高速光耦O6、型号为VP230的第一CAN通讯芯片、端子P5以及型号为LM7805的第二整流芯片U11，所述第一CPU脚33发出的通讯信号CAN1_TX通过所述第五高速光耦后，接所述第一CAN通讯芯片的对应脚1、脚2，所述第一CAN通讯芯片脚3、脚4发出的通过所述第六高速光耦O6后的通讯信号CAN1_RX，接所述第一CPU的脚32，所述第一CAN通讯芯片脚6、脚7输出的对应于外部CAN通讯信号经所述端子P5输出，在所述第一CAN通讯芯片的脚6、脚7之间接有跳线和电阻，经所述端子P5输入的外部电源经电容和电阻滤波后接所述第二整流芯片U11输入端，该第二整流芯片U11的输出经电容和电阻滤波后为所述第一CAN通讯提供独立电源，

第一CPU，采用型号为STM32F103VET6的32位基于ARM内核的Cortex M3微处理器；

WIFI传输装置，由第二CPU、第二CAN通讯电路和SPI-WIFI电路组成，其中：

第二CAN通讯电路，包括第七高速光耦O7和第八高速光耦O8、型号为VP230的第二CAN通讯芯片、端子P11以及型号为LM7805的第三整流芯片U22，所述第二CPU脚33发出的通讯信号CAN2_TX通过所述第七高速光耦后，接所述第二CAN通讯芯片的对应脚1、脚2，所述第二CAN通讯芯片脚3、脚4发出的通过所述第八高速光耦后的通讯信号CAN2_RX，接所述第二CPU的脚32，所述第二CAN通讯芯片脚6、脚7输出的对应于外部CAN通讯信号经端子P11输出，在所述第二CAN通讯芯片的脚6、脚7之间接有跳线和电阻，经所述端子P11输入的外部电源经电容和电阻滤波后接所述第三整流芯片U22输入端，该第三整流芯片U22的输出经电容和电阻滤波后为所述第二CAN通讯提供独立电源，

SPI-WIFI电路，包括插座JC2、JC3、复位按钮SW1、跳线JC1、JC4、发光二极管D2，插座JC2、JC3上按照引脚对应关系安插一个所述WIFI组件，所述WIFI组件脚3发出的INT信号通过插座JC2脚3经跳线JC1接第二CPU脚29，所述WIFI组件脚12发出的RECV信号经插座JC2脚12接第二CPU脚20，所述WIFI组件脚15、16、17、18发出的SPI通讯信号NSS、SCLK、MISO、MOSI信号分别经插座JC3脚1、2、3、4与所述第二CPU脚14、15、16、17相接，所述WIFI组件脚22发出的WIFI连接信号接插座JC3脚8，经电阻后接发光二极管D2，发光二极管D2另一端接地，所述第二CPU发出的WAKE_UP信号通过跳线JC4后，经插座JC3脚5与所述WIFI组件脚19相接，复位按钮SW1一端接地，发出的复位信号经电阻接插座JC3脚9与所述WIFI组件脚23相接，

第二CPU，采用型号为STM32F103VET6的32位基于ARM内核的Cortex M3微处理器；

所述WIFI组件采用MXCHIP公司的SPI接口WIFI数掘传输模块EMW-381-I3，按照引脚对应关系安插在WIFI传输装置插座JC2、JC3上；

所述无线路由器采用TP-LINK的TL-WR740N，与所述WIFI组件相接；

所述工控机采用研华工控机IPC-610Mb，通过网线与无线路由器相连。

本发明的有益效果是能够较全面的监测焊接设备的各项焊接参数，解决现场布线困难的问题，还能根掘监测数掘力便快捷的对焊接设备进行重新设定和调整。

附图说明

图1是本发明的示意框图；

图2是本发明嵌入式检测装置的示意框图；

图3是本发明WIFI传输装置的示意框图；

图4至图10是本发明嵌入式监测装置原理图的不同部分，其中相同的网络标号表示在物理上连通的点；

图4是本发明嵌入式监测装置第一CPU部分的电路图，；

图5是本发明嵌入式监测装置模拟量输入电路部分的电路图；

图6是本发明嵌入式监测装置数字量输入电路部分的电路图；

图7是本发明嵌入式监测装置开关量输入电路部分的电路图；

图8是本发明嵌入式监测装置开关量输出电路部分的电路图；

图9是本发明嵌入式监测装置模拟量输出电路部分的电路图

图10是本发明嵌入式监测装置第一CAN通讯电路部分的电路图；

图11至图13是本发明WIFI传输装置原理图的不同部分，其中相同的网络标号表示在物理上连通的点

图11是本发明WIFI传输装置第二CPU部分的电路图；

图12是本发明WIFI传输装置第二CAN通讯电路部分的电路图；

图13是本发明WIFI传输装置SPI-WIFI电路部分的电路图；

具体实施方式

本发明的技术力案如图1所示，为了实现上述目的，本发明采用如下技术力案：包括焊接设备、传感器、嵌入式监测装置、WIFI传输装置、WIFI组件、无线路由器和工控机。

其中：

传感器包括霍尔电流传感器、霍尔电压传感器和流量计，用于测量焊接设备的焊接电流、电弧电压、气体流量，各传感器的输出端接嵌入式监测装置对应端口。

嵌入式监测装置如图2所示，用于监测焊接设备的焊接电流、电弧电压、送丝速度、起弧信号和气体流量，对焊接电源的焊接电流、电弧电压进行设定，向焊接设备发出起弧控制信号、收弧控制信号、焊接结束控制信号和报警信号，嵌入式监测装置一端连接传感器和焊接设备，另一端连接WIFI传输装置。

WIFI传输装置如图3所示，用于数掘传输，一端通过CAN总线与嵌入式检测装置相连，另一端与WIFI组件相连。

WIFI组件，用于通过WIFI无线网络传输数掘，插在WIFI传输装置的插座上，同时通过WIFI无线网络与无线路由器相连。

无线路由器用于和WIFI组件搭建无线网络，WIFI组件通过无线网络传输的数掘由无线路由器接收并发送到工控机，无线路由器通过网线和工控机相连。

工控机位于以太网上，是焊接生产车间无线网络监测系统的显示和控制终端，工控机接收嵌入式监测装置检测到的焊接数掘，这些数掘实时显示在工控机的专用软件上，并通过专用软件对焊接设备进行设定和实时控制。

所述的传感器包括霍尔电流传感器、霍尔电压传感器和流量计，其中霍尔电流传感器采用闭环霍尔电流传感器CHB-1000S；霍尔电压传感器采用闭环霍尔电压传感器CHV-600；流量计采用ABGUG智能涡街流量计。

所述的嵌入式监测装置包括第一CPU、模拟量输入电路、数字量输入电路、开关量输入电路、开关量输出电路、模拟量输出电路和第一CAN通讯电路。

所述的嵌入式监测装置第一CPU采用32位基于ARM内核的Cortex M3微处理器，型号为STM32F103VET6，所述第一CPU脚10～19接模拟输入电路，所述第一CPU脚29、30接数字输入电路，所述第一CPU脚32、33接第一CAN通讯电路，用以和WIFI传输装置通信，所述第一CPU脚42、43接模拟量输出电路，所述第一CPU脚21、22、25、26接开关量输入电路，所述第一CPU脚27、28、45、46接开关量输出电路，C29、C30和Y1晶体为所述第一CPU提供时钟信号。

所述的嵌入式监测装置模拟量输入电路包括端子P1、四通道运算放大器U1、U2、U3型号LM324、二极管D1-D10型号1N4148以及一些电阻、电容，各器件之间的具体连接为：五路模拟输入信号经端子P1输入，其中，每一路所述的模拟量输入电路包括：各自分别对应于模拟量输入信号正半波和模拟量输入信号负半波的两类电路：正半波模拟量输入电路和负半波模拟量输入电路，所述的每一路模拟量输入电路都包括一路运算放大器，运算放大器输出端对地都串接有限流电阻和反向二极管，但是，对于正半波模拟量输入电路而言，输出端同时直接和负输入端相连，正输入端依次经过滤波电容、分压电阻接所对应的传感器的正半波输出端，对于负半波模拟量输入电路而言，负输入端在经过反馈电阻与输出端相连的同时又依次经过相应的滤波电容、分压电阻与所对应的传感器各自的负半波输出端相连，而正输入端则经电阻接地。

所述的嵌入式监测装置数字量输入电路包括端子P7、高速光耦O1、O2型号6N137、二极管D15、D16型号1N4148以及一些限流电阻、上拉电阻、滤波电容，各器件之间的具体连接为：两路数字输入信号经端子P7输入，分别经对应的限流电阻接所述高速光耦O1、O2的脚2、3，所述高速光耦O1、O2的脚2、3间跨接二极管，所述高速光耦O1、O2的脚7、8短接后接5V电源，在脚6、8间接上拉电阻，在脚5、8间接滤波电容，脚5接地，脚6输出端输出的数字信号分别接所述第一CPU脚29、30。

所述的嵌入式监测装置开关量输入电路包括端子P2、四通道光耦U5型号TLP281-4、分压电阻、限流电阻、稳压二极管、滤波电容和下拉电阻，各器件之间的具体连接为：四路开关量输入信号经端子P2输入，分别依次经过各自对应的限流电阻和稳压二极管组成的稳压电路后再经滤波电容滤波后接光耦U5后输入到所述第一CPU脚21、22、25、26。

所述的嵌入式监测装置开关量输出电路包括端子P3、四个继电器、四个三极管型号9013、四个二极管型号1N4148以及分压电阻、偏置电阻，各器件之间的具体连接为：所述第一CPU发出的四路开关量信号各自分别接一个发射极接地的三极管的基极，集电极各接继电器脚5，该继电器的脚4接5V电源，该继电器脚5与5V电源之间还接一个二极管，该继电器的常开触头1和常开触头3分别经端子P3输出到焊接设备对应的接口。

所述的嵌入式监测装置模拟量输出电路包括端子P6、高速光耦O3、O4型号6N137、六位反相器U4型号74HC14D、整流芯片U9型号LM7805以及一些限流电阻、滤波电容、上拉电阻、滤波电阻，各器件之间的具体连接为：所述第一CPU发出的两路PWM信号分别经各自对应的限流电阻接高速光耦O3、O4，经高速光耦O3、O4光电隔离后接反相器U4，再由阻容滤波电路滤波后，由端子P6的脚2、4输出，端子P6输入的外部电源经滤波后由整流芯片U9转为5V直流电源，再由电容滤波后为模拟量输出电路提供独立电源。

所述的嵌入式监测装置第一CAN通讯电路包括两个高速光耦O5、O6型号6N137、第一CAN通讯芯片U10型号VP230、整流芯片U11型号LM7805、端子P5以及一些滤波电容、限流电阻、上拉电阻、跳线组成，各器件之间的具体连接为：所述第一CPU脚33发出的通讯信号CAN1_TX通过第五高速光耦后，接所述第一CAN通讯芯片的对应脚1、脚2，所述第一CAN通讯芯片脚3、脚4发出的通讯信号CAN1_RX通过第六高速光耦后，接所述第一CPU的脚32，所述第一CAN通讯芯片脚6、脚7输出的对应于外部CAN通讯信号经端子P5输出，在所述第一CAN通讯芯片的脚6、脚7之间接有跳线和电阻，经端子P5输入的外部电源经电容和电阻滤波后接所述第二整流芯片U11输入端，该第二整流芯片U11的输出经电容和电阻滤波后为所述第一CAN通讯提供独立电源。

所述的WIFI传输装置包括第二CPU、第二CAN通讯电路和SPI-WIFI电路。

所述的WIFI传输装置第二CPU采用32位基于ARM内核的Cortex M3微处理器，型号为STM32F103VET6，所述第二CPU脚14～17接所述SPI-WIFI电路插座JC3脚1～4，用于SPI通讯，所述第二CPU脚29经跳线JC1接所述SPI-WIFI电路插座JC2脚3，所述第二CPU脚32、33接所述第二CAN通讯电路，所述第二CPU脚20接所述SPI-WIFI电路插座JC2脚12，所述第二CPU脚26经跳线JC4接所述SPI-WIFI电路插座JC3脚5，C29、C30和Y1晶体为所述第二CPU提供时钟信号。

所述的WIFI传输装置第二CAN通讯电路包括两个高速光耦O7、O8型号6N137、第二CAN通讯芯片U21型号VP230、整流芯片U22型号LM7805、端子P11以及一些滤波电容、限流电阻、上拉电阻、跳线组成，各器件之间的具体连接为：所述第二CPU脚33发出的通讯信号CAN2_TX通过第七高速光耦后，接所述第二CAN通讯芯片U21的对应脚1、2，所述第二CAN通讯芯片脚3、4发出的通讯信号CAN2_RX通过第八高速光耦后，接所述第二CPU的脚32，所述第二CAN通讯芯片脚6、脚7输出的对应于外部CAN通讯信号经端子P11输出，在所述第二CAN通讯芯片的脚6、脚7之间接有跳线和电阻，经所述端子P11输入的外部电源经电容和电阻滤波后接所述第三整流芯片U22输入端，该第三整流芯片U22的输出经电容和电阻滤波后为所述第二CAN通讯提供独立电源。

所述的WIFI传输装置SPI-WIFI电路包括插座JC2、JC3、复位按钮SW1、跳线JC1、JC4、发光二极管D2，插座JC2、JC3上按照引脚对应关系安插一个所述WIFI组件，所述WIFI组件脚3发出的INT信号通过插座JC2脚3经跳线JC1接第二CPU脚29，所述WIFI组件脚12发出的RECV信号经插座JC2脚12接第二CPU脚20，所述WIFI组件脚15、16、17、18发出的SPI通讯信号NSS、SCLK、MISO、MOSI信号分别经插座JC3脚1、2、3、4与所述第二CPU脚14、15、16、17相接，所述WIFI组件脚22发出的WIFI连接信号接插座JC3脚8，经电阻后接发光二极管D2，发光二极管D2另一端接地，所述第二CPU发出的WAKE_UP信号通过跳线JC4后，经插座JC3脚5与所述WIFI组件脚19相接，复位按钮SW1一端接地，发出的复位信号经电阻接插座JC3脚9与所述WIFI组件脚23相接。

所述的WIFI传输装置WIFI模块采用MXCHIP公司的SPI接口WIFI数掘传输模块EMW-381-I3，按照引脚对应关系安插在WIFI传输装置插座JC2、JC3上。

所述的无线路由器采用TP-LINK的TL-WR740N，与所述WIFI组件相接。

所述的工控机采用研华工控机IPC-610Mb，通过网线与无线路由器相连。

传感器采集焊接设备的焊接电流、电弧电压和气体流量，送丝速度由送丝机的脉冲信号获得，起弧信号可直接由焊接设备获得，嵌入式监测装置第一CPU将所采集到的焊接设备的各个焊接数掘求取100ms内的平均值，通过CAN通讯发送到WIFI传输装置，每台WIFI传输装置可连接八台嵌入式监测装置，每台焊接设备配一台嵌入式监测装置；WIFI传输装置将数掘通过SPI通讯传输到WIFI组件后，经无线网络传输到无线路由器后，经网线输送到工控机专用软件上，经处理，显示在显示器上，要对焊接设备进行设定控制时，可在工控机专用软用软件上进行设定，设定值经无线路由器、WIFI组件、WIFI传输装置输送到嵌入式监测装置，由嵌入式检测装置对焊接设备进行设定和控制。

下面结合图1至图13对本发明做进一步的说明。

如图1所示，本发明包括传感器、嵌入式监测装置、WIFI传输装置、WIFI组件、无线路由器和工控机，其中传感器包括霍尔电流传感器、霍尔电压传感器和流量计，嵌入式监测装置包括第一CPU、模拟量输入电路、数字量输入电路、开关量输入电路、开关量输出电路、模拟量输出电路和CAN通讯电路，WIFI传输装置包括第二CPU、CAN通讯电路、SPI-WIFI电路。

如图2所示，嵌入式监测装置包括第一CPU、模拟量输入电路、数字量输入电路、开关量输入电路、开关量输出电路、模拟量输出电路和第一CAN通讯电路，一端和焊接设备相连，一段和WIFI传输装置相连。

如图3所示，WIFI传输装置包括第二CPU、第二CAN通讯电路和SPI-WIFI电路，一端和WIFI组件相连，一端和嵌入式监测装置相连。

如图4所示，嵌入式监测装置第一CPU采用32位基于ARM内核的Cortex M3微处理器，型号为STM32F103VET6，所述第一CPU脚10～19接模拟输入电路，用于接收焊接电流、电弧电压、气体流量信号，还有两路为冗余设计，备用；所述第一CPU脚29、30接数字输入电路，一路用于接收送丝速度信号，一路为冗余设计，备用；所述第一CPU脚32、33接第一CAN通讯电路，用以和WIFI传输装置通信；所述第一CPU脚42、43接模拟量输出电路，用于设定焊接电流和电弧电压；所述第一CPU脚21、22、25、26接开关量输入电路，一路用于接收起弧信号，其余为冗余设计，备用；所述第一CPU脚27、28、45、46接开关量输出电路，用于输出起弧信号、收弧信号、焊接结束信号、报警信号；C29、C30和Y1晶体为所述第一CPU提供时钟信号。

如图5所示，在嵌入式监测装置模拟量输入电路中，共五路模拟量输入电路，信号经端子P1输入，其中三路为传感器采集到的焊接电流、电弧电压、气体流量信号，另外两路为冗余设计，备用，模拟信号分别经正半波模拟量输入电路和负半波模拟量输入电路后接所述第一CPU脚10～19。

如图6所示，在嵌入式监测装置数字量输入电路中，送丝机的送丝速度的脉冲信号由端子P7输入，经高速光耦光电隔离后接所述第一CPU脚29，另一路为冗余设计，备用。

如图7所示，在嵌入式监测装置开关量输入电路中，起弧信号由端子P2输入，经限流电阻和稳压管组成的稳压电路稳压后，再经电容滤波电路滤波后接光耦，经光耦光电隔离后接所述第一CPU，另外三路开关量输入电路为冗余设计，备用。

如图8所示，在嵌入式监测装置开关量输出电路中，所述第一CPU发出的起弧信号、收弧信号、焊接结束信号、报警信号，各自分别接一个发射极接地的三极管的基极，集电极各接继电器脚5，该继电器的脚4接5V电源，该继电器脚5与5V电源之间还接一个二极管型号是IN4148，该继电器的常开触头1和常开触头3分别经端子P3输出到焊接设备对应的接口。

如图9所示，在嵌入式监测装置模拟量输出电路中，所述第一CPU发出的两路PWM信号分别经各自对应的光电隔离电路后接反相器U4，再由阻容滤波电路滤波后，由端子P6的脚2、4输出到焊接设备对应的接口，作为焊接设备焊接电流、电弧电压的设定值。

如图10所示，在嵌入式监测装置第一CAN通讯电路中，所述第一CPU和所述第一CAN通讯芯片U10型号VP230之间的通讯信号CAN1_TX、CAN1_RX信号分别经各自对应的光电隔离电路后到达对应引脚，所述第一CAN通讯芯片U10脚6、7发出CAN通讯信号经端子P5输出，用于和WIFI传输装置进行CAN通讯，在所述第一CAN通讯芯片的脚6、脚7之间接有跳线和电阻，经端子P5输入的外部电源经电容和电阻滤波后接所述第二整流芯片U11输入端，该第二整流芯片U11的输出经电容和电阻滤波后为所述第一CAN通讯提供独立电源。

如图11所示，WIFI传输装置的CPU采用32位基于ARM内核的Cortex M3微处理器，型号为STM32F103VET6，所述第二CPU脚14～17接所述SPI-WIFI电路插座JC3脚1～4，用于SPI通讯，所述第二CPU脚29经跳线JC1接所述SPI-WIFI电路插座JC2脚3，所述第二CPU脚32、33接所述第二CAN通讯电路，所述第二CPU脚20接所述SPI-WIFI电路插座JC2脚12，所述第二CPU脚26经跳线JC4接所述SPI-WIFI电路插座JC3脚5，C29、C30和Y1晶体为所述第二CPU提供时钟信号

如图12所示，WIFI传输装置第二CAN通讯电路中，所述第二CPU和所述第二CAN通讯芯片U21型号VP230之间的通讯信号CAN2_TX、CAN2_RX信号分别经各自对应的光电隔离电路后到达对应引脚，所述第二CAN通讯芯片U10脚6、7发出CAN通讯信号经端子P11输出，用于和嵌入式监测装置进行CAN通讯，在所述第二CAN通讯芯片的脚6、脚7之间接有跳线和电阻，经端子P11输入的外部电源经电容和电阻滤波后接所述第三整流芯片U21输入端，该第二整流芯片U22的输出经电容和电阻滤波后为所述第二CAN通讯提供独立电源。

如图13所示，WIFI传输装置SPI-WIFI电路中，所述WIFI组件发出的INT信号通过插座JC2脚3经跳线JC1接第二CPU脚29，所述WIFI组件脚3发出的INT信号通过插座JC2脚3经跳线JC1接第二CPU脚29，所述WIFI组件脚12发出的RECV信号经插座JC2脚12接第二CPU脚20，所述WIFI组件脚15、16、17、18发出的SPI通讯信号NSS、SCLK、MISO、MOSI信号分别经插座JC3脚1、2、3、4与所述第二CPU脚14、15、16、17相接，所述WIFI组件脚22发出的WIFI连接信号接插座JC3脚8，经电阻后接发光二极管D2，发光二极管D2另一端接地，所述第二CPU发出的WAKE_UP信号通过跳线JC4后，经插座JC3脚5与所述WIFI组件脚19相接，复位按钮SW1一端接地，发出的复位信号经电阻接插座JC3脚9与所述WIFI组件脚23相接。

Claims (1)

1.焊接生产车间无线网络监测系统，其特征在于：含有依次连接的焊接设备、传感器、嵌入式监控装置、WIFI传输装置、WIFI组件、无线路由器和工控机，其中：

嵌入式监控装置包括：第一CPU、各输出端分别和所述第一CPU的各对应输入端相连接的模拟输入电路、数字量输入电路以及开关量输入电路，各输入端分别和所述第一CPU的各对应输出端相连的开关量输出电路、模拟量输出电路和第一CAN通讯电路，其中：

模拟量输入电路包括焊接电流模拟量输入电路、电弧电压模拟量输入电路以及保护气体流量模拟量输入电路，其中：该焊接电流模拟量输入电路的输入端输入由霍尔电流传感器从所述焊接设备采集的焊接电流；该电弧电压模拟量输入电路的输入端输入由霍尔电压传感器从所述的焊接设备采集的电弧电压；该保护气体流量模拟量输入电路的输入端输入由气体流量计从所述的焊接设备采集的保护气体流量，其中，每一种所述的模拟量输入电路包括：各自分别对应于模拟量输入信号正半波和模拟量输入信号负半波的两类电路：正半波模拟量输入电路和负半波模拟量输入电路，所述的每一类模拟量输入电路都包括一个运算放大器，输出端对地都串接有限流电阻和反向二极管，但是，对于正半波模拟量输入电路而言，输出端同时直接和负输入端相连，正输入端依次经过滤波电容、分压电阻接所对应的传感器的正半波输出端，对于负半波模拟量输入电路而言，负输入端在经过反馈电阻与输出端相连的同时又依次经过相应的滤波电容、分压电阻与所对应的传感器各自的负半波输出端相连，而正输入端则经电阻接地，

数字量输入电路，包括型号为6N137的高速光耦(O1)对应于来自送丝机的送丝速度脉冲信号，送丝机脉冲信号的正端直接与所述高速光耦(O1)的脚(2)相连，负端经限流电阻与所述高速光耦(O1)的脚(3)相连，所述高速光耦O1的脚(7)和脚(8)短接后接5V电源，脚(5)接地，脚(6)输出端输出的数字信号接所述第一CPU脚(30)，在脚(6)和脚(8)之间接滤波电容，第二路的高速光耦(O2)备用，

开关量输入电路，来自所述焊接设备的起弧信号经由端子(P2)、限流电阻和稳压二极管组成的稳压电路后再经滤波电容滤波后接型号为TLP281-4的光耦电路后输入到所述第一CPU脚(21)，

开关量输出电路，所述第一CPU发出的起弧控制信号、收弧控制信号、焊接结束控制信号以及报警信号各自分别接一个发射极接地的三极管的基极，集电极各接继电器脚(5)，该继电器的脚(4)接5V电源该继电器脚(5)与5V电源之间还接一个二极管，该继电器的常闭触头(1)和常开触头(3)分别经端子P3输出到焊接设备对应的接口，

模拟量输出电路，包括焊接电流给定值输出电路和电弧电压给定值输出电路，其中，所述第一CPU发出的焊接电流脉宽调制信号，经第三高速光耦(O3)后接所述反相器U4B，再由阻容滤波电路滤波后输出，所述第一CPU发出的电弧电压给定值输出电路经第四高速光耦(O4)后接所述反相器U4A，再由另一个阻容滤波电路滤波后输出，两个所述模拟量输出电路的独立电源由外部电源经型号为LM7805的整流芯片和电容组成的电流电路提供，

第一CAN通讯电路，包括第五高速光耦(O5)和第六高速光耦(O6)、型号为VP230的第一CAN通讯芯片、端子(P5)以及型号为LM7805的第二整流芯片(U11)，所述第一CPU脚(33)发出的通讯信号CAN1_TX通过所述第五高速光耦后，接所述第一CAN通讯芯片的对应脚(1)、脚(2)，所述第一CAN通讯芯片脚(3)、脚(4)发出的通过所述第六高速光耦(O6)后的通讯信号CAN1_RX，接所述第一CPU的脚(32)，所述第一CAN通讯芯片脚(6)、脚(7)输出的对应于外部CAN通讯信号经所述端子(P5)输出，在所述第一CAN通讯芯片的脚(6)、脚(7)之间接有跳线和电阻，经所述端子(P5)输入的外部电源经电容和电阻滤波后接所述第二整流芯片(U11)输入端，该第二整流芯片(U11)的输出经电容和电阻滤波后为所述第一CAN通讯提供独立电源，

第一CPU，采用型号为STM32F103VET6的32位基于ARM内核的Cortex M3微处理器；

WIFI传输装置，由第二CPU、第二CAN通讯电路和SPI-WIFI电路组成，其中：

第二CAN通讯电路，包括第七高速光耦(O7)和第八高速光耦(O8)、型号为VP230的第二CAN通讯芯片、端子(P11)以及型号为LM7805的第三整流芯片(U22)，所述第二CPU脚(33)发出的通讯信号CAN2_TX通过所述第七高速光耦后，接所述第二CAN通讯芯片的对应脚(1)、脚(2)，所述第二CAN通讯芯片脚(3)、脚(4)发出的通过所述第八高速光耦后的通讯信号CAN2_RX，接所述第二CPU的脚(32)，所述第二CAN通讯芯片脚(6)、脚(7)输出的对应于外部CAN通讯信号经端子(P11)输出，在所述第二CAN通讯芯片的脚(6)、脚(7)之间接有跳线和电阻，经所述端子(P11)输入的外部电源经电容和电阻滤波后接所述第三整流芯片(U22)输入端，该第三整流芯片(U22)的输出经电容和电阻滤波后为所述第二CAN通讯提供独立电源，

SPI-WIFI电路，包括插座JC2、JC3、复位按钮SW1、跳线JC1、JC4、发光二极管D2，插座JC2、JC3上按照引脚对应关系安插一个所述WIFI组件，所述WIFI组件脚(3)发出的INT信号通过插座JC2脚(3)经跳线JC1接第二CPU脚(29)，所述WIFI组件脚(12)发出的RECV信号经插座JC2脚(12)接第二CPU脚(20)，所述WIFI组件脚(15)、(16)、(17)、(18)发出的SPI通讯信号NSS、SCLK、MISO、MOSI信号分别经插座JC3脚(1)、(2、(3)、(4)与所述第二CPU脚(14)、(15)、(16)、(17)相接，所述WIFI组件脚(22)发出的WIFI连接信号接插座JC3脚(8)，经电阻后接发光二极管D2，发光二极管D2另一端接地，所述第二CPU发出的WAKE_UP信号通过跳线JC4后，经插座JC3脚(5)与所述WIFI组件脚(19)相接，复位按钮SW1一端接地，发出的复位信号经电阻接插座JC3脚(9)与所述WIFI组件脚(23)相接，

第二CPU，采用型号为STM32F103VET6的32位基于ARM内核的Cortex M3微处理器；

所述WIFI组件采用MXCHIP公司的SPI接口WIFI数掘传输模块EMW-381-I3，按照引脚对应关系安插在WIFI传输装置插座JC2、JC3上；

所述无线路由器采用TP-LINK的TL-WR740N，与所述WIFI组件相接；

所述工控机采用研华工控机IPC-610Mb，通过网线与无线路由器相连。

Images