CN106313518A - 一种带数据传输功能的自动热熔焊机系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带数据传输功能的自动热熔焊机系统，属于自动热熔焊机领域。本发明包括自动热熔焊机、Web服务器和客户端，自动热熔焊机设置无线通信模块和GPS定位模块，通过设置压力变送器、电热板温度检测传感器、直线位移传感器以及环境温度检测传感器采集焊接数据，无线通信模块将焊接数据和焊口的位置上传至Web服务器，存储焊接数据，以保证焊接数据的可追溯性，克服现有技术焊接时没有保存焊接过程数据，不能分析或追溯以往的焊接数据；通过客户端实现远程管理，查看焊机数据和设备情况，同时在对焊口进行焊接时，通过GPS定位模块实现焊口位置的定位，带有焊口位置的焊接数据也保证了焊接数据的真实性与焊口质量的可靠性。

Description

一种带数据传输功能的自动热熔焊机系统
技术领域
本发明属于自动热熔焊机领域，具体涉及一种带数据传输功能的自动热熔焊机系统。
背景技术
塑料压力管道系统连接口技术的优劣，直接关系到石油、燃气管道系统的运行效果和使用寿命，因此对塑料压力管道的连接形式展开了深入研究使电热熔对接技术能得到合理的应用。以充分发挥管道系统的先进性、经济性、安全性。
目前热熔焊接设备，包括以下几种：
手动热熔焊机：焊接压力、焊接参数都为手动控制，焊接质量较差。
液压热熔焊机：焊接压力为液压控制，焊接参数为手动控制，焊接质量一般。
以上两种热熔焊机均有手动参与控制部分，焊接过程需要人为参与控制，因而焊接可控性较差，焊接质量的一致性难以得到保证。
对此，目前现有技术也提供了自动热熔焊机，包括主控制器、液压控制器、机架、铣刀和电热板，其中，铣刀和电热板固定在提篮架上。液压控制器的出油口与回油口通过液压油管的液压快速接头与机架油缸端的液压快速接头连接，液压控制器驱动机架前进或后退，铣刀和电热板分别连接至主控制器，铣刀对焊口进行铣削，获得符合焊机要求的焊口平面，然后进行热熔焊接。这样焊机压力、焊接参数都通过主控制器控制，排除人为因素对焊接质量的影响，使得焊接质量稳定可靠。
但现有的自动热熔焊机只是实现自动焊接，现有技术的自动热熔焊机在对焊口进行焊接时，其焊接过程各阶段的焊接参数数据、焊接压力数据等不能存储保存，当焊接过程出现质量问题时或者焊接后焊口出现质量问题时，无法实现数据的可追溯性，因而不能通过焊接数据的分析查找发生的问题原因所在；且现有技术的自动热熔焊机还没有焊接数据的远程传输功能，无法做到远程监控管理，同时在焊接时，焊口位置目前通过人工去标记记录，只是一个大致的位置，准确性难以得到保证，因而不便于施工单位对设备的统一管理。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种带数据传输功能的自动热熔焊机系统，实现焊接数据的传输和焊口的定位。
为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：
一种带数据传输功能的自动热熔焊机系统，包括自动热熔焊机，所述自动热熔焊机包括主控制器、液压控制器、机架和电热板；
所述主控制器包括HMI、处理器模块、热电阻温度采集模块、无线通信模块和GPS定位模块，所述液压控制器设有压力变送器，所述机架上设有直线位移传感器，所述电热板中设有电热板温度检测传感器，所述电热板温度检测传感器连接至所述热电阻温度采集模块，所述热电阻温度采集模块、所述无线通信模块、所述GPS定位模块、所述压力变送器和所述直线位移传感器分别连接至所述处理器模块，所述处理器模块连接至所述HMI；
所述自动热熔焊机系统还包括Web服务器和客户端，所述客户端与所述Web服务器网络连接，所述自动热熔焊机通过所述无线通信模块与所述Web服务器网络连接。
进一步地，所述自动热熔焊机还包括打印机，所述打印机连接至所述HMI。
进一步地，所述主控制器还设有环境温度检测传感器，所述环境温度检测传感器连接至所述热电阻温度采集模块。
进一步地，所述主控制器还包括比例放大器，所述比例放大器分别连接至所述液压控制器和所述处理器模块。
进一步地，当所述自动热熔焊机焊接时，
所述GPS定位模块获取地理位置信息；
所述主控制器通过所述无线通信模块将焊接数据和所述GPS定位模块获取的地理位置信息同时上传至所述WEB服务器。
进一步地，当焊接结束并符合要求时，所述主控制器通过所述无线通信模块将焊接成功的数据信息上传至所述WEB服务器；
当焊接非正常完成或中途人为终止焊接时，所述主控制器通过所述无线通信模块将焊接失败的数据信息上传至所述WEB服务器。
进一步地，所述客户端设有不同的用户账号权限；
通过所述客户端，查看相应权限下的所述自动热熔焊机的设备信息和焊接数据信息，判定操作人员是否按照要求进行施工或者所述自动热熔焊机是否正常；
或者通过所述客户端，查询、打印或导出所述WEB服务器中的焊接数据；
或者通过所述客户端，添加或删除所述客户端中的所述自动热熔焊机。
进一步地，所述客户端为网页客户端和手机客户端。
进一步地，所述无线通信模块为GPRS模块、2G、3G模块和4G模块中的一种。
进一步地，所述无线通信模块和所述GPS定位模块分别通过RS485通信接口连接至所述处理器模块。
本发明采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：
本发明自动热熔焊机包括自动热熔焊机、Web服务器和客户端，在自动热熔焊机中设置无线通信模块和GPS定位模块，通过在液压控制器上设有压力变送器、在电热板中设有电热板温度检测传感器、在机架上设有直线位移传感器、以及设置环境温度检测传感器，通过无线通信模块将焊接过程中各个传感器采集的焊接数据和焊口的位置上传至Web服务器，存储焊接过程数据，以保证焊接数据的可追溯性，克服现有技术焊接时没有保存焊接过程数据，不能分析或追溯以往的焊接数据；通过客户端实现远程监控管理，查看当前自动热熔焊机的焊机数据和设备情况，同时在对焊口进行焊接时，通过GPS定位模块实现焊口地理位置的定位，带有焊口地理位置的焊接数据保证了焊接数据的真实性与焊口质量的可靠性。
附图说明
图1为本发明自动热熔焊机的示意图；
图2为本发明自动热熔焊机、Web服务器和客户端之间的通信示意图；
图3为本发明一种带数据传输功能的自动热熔焊机系统的工作原理图。
图中：1、自动热熔焊机；2、Web服务器；3、客户端；101、主控制器；102、液压控制器；103、机架；104、电热板；105、打印机；301、网页客户端；302、手机客户端；1011、HMI；1012、处理器模块；1013、热电阻温度采集模块；1014、无线通信模块；1015、GPS定位模块；1016、环境温度检测传感器；1017、比例放大器；1021、压力变送器；1031、直线位移传感器；1041、电热板温度检测传感器。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
如图1所示，现有技术提供的自动热熔焊机1，包括主控制器101、液压控制器102、机架103、电热板104和铣刀106，其中，电热板104和铣刀106固定在提篮架107上。液压控制器102的出油口与回油口通过液压油管的液压快速接头与机架103油缸端的液压快速接头连接，液压控制器102驱动机架103前进或后退，铣刀106和电热板104分别连接至主控制器101，铣刀106对焊口进行铣削，获得符合焊机要求的焊口平面，然后进行热熔焊接。但现有的自动热熔焊机只是实现自动焊接，没有数据传输功能、定位功能等，不便于施工单位对设备的统一管理。
为了克服现有技术的自动热熔焊机的不足之处，本发明提供一种带数据传输功能的自动热熔焊机系统的改进方案，如图1至3所示，包括自动热熔焊机1，所述自动热熔焊机包括主控制器101、液压控制器102、机架103和电热板104；
所述主控制器101包括HMI 1011、处理器模块1012和热电阻温度采集模块1013，所述液压控制器102设有压力变送器1021，所述机架103上设有直线位移传感器1031，所述电热板104中设有电热板温度检测传感器1041，所述电热板温度检测传感器1041连接至所述热电阻温度采集模块1013，所述热电阻温度采集模块1013、所述压力变送器1021和所述直线位移传感器1031分别连接至所述处理器模块1012，所述处理器模块1012连接至所述HMI1011；
所述主控制器101还包括无线通信模块1014和GPS定位模块1015，所述无线通信模块1014和所述GPS定位模块1015分别连接至所述处理器模块1011；所述自动热熔焊机系统还包括Web服务器2和客户端3，所述客户端3与所述Web服务器2网络连接，所述自动热熔焊机1通过所述无线通信模块1014与所述Web服务器2网络连接。
通过上述方案可知，可通过所述主控制器101设定焊接程序参数，如各个焊接阶级的液压控制器102的压力控制值、电热板104的加热温度和焊接直线位移参数。当焊接时，通过所述压力变送器1021采集所述液压控制器102的实际压力，将压力变量转换为标准输出信号(如4～20mADC)，然后传输至所述处理器模块1012；通过所述电热板温度检测传感器1041采集所述电热板104的温度，并将模拟温度信号传输至所述热电阻温度采集模块1013，通过所述热电阻温度采集模块1013将温度信号转换为标准输出信号(如4～20mADC)并传输至所述处理器模块1012；通过所述直线位移传感器1031获得焊接过程的直线位移参数信号，并传输至所述处理器模块1012。所述处理器模块1012对上述各种信号进行处理，得到焊接过程的焊接数据。一方面，所述处理器模块1012可将焊接过程数据传输至所述HMI 1011，并在所述HMI1011上实时显示；另一方面，所述处理器模块1012将焊接数据通过所述无线通信模块1014上传到所述Web服务器2中存储，以保证焊接数据的可追溯性，从而克服现有技术焊接时没有保存焊接过程数据，导致不能分析或追溯以往的焊接数据。同时通过所述客户端3实现远程实时监控管理，查看当前所述自动热熔焊机1的焊接数据和设备情况，以此来保证了焊接数据的真实性与焊口质量的可靠性；另外，本发明自动热熔焊机在对焊口进行焊接时，通过所述GPS定位模块1015实现焊口位置的定位管理，本发明的数据传输功能及定位功能，便于施工单位对设备的统一管理。
如图2所示，所述客户端3可优选为网页客户端301和手机客户端302，这样工程监理人员只需在办公室登陆所述网页客户端301或所述手机客户端302，即可远程监控或查看到当前设备的焊接数据信息，并可直接判定当前操作人员是否按照要求进行施工或者设备是否正常，以此来保证了焊接数据的真实性与焊口质量的可靠性，尤其通过手机客户端，可以实现实时实地、及时监控管理。
本发明的所述无线通信模块1014可优选为GPRS模块、2G、3G模块和4G模块中的一种，这样本发明采用通信运营商的通信频段，这样在使用本发明时，只需将SIM卡插入对应的无线通信模块中，即可通过SIM卡可远程向所述Web服务器2传送数据。
为了获得较好的通信传输效果，本发明的所述无线通信模块1014和所述GPS定位模块1015优选通过RS485通信接口连接至所述处理器模块1012，为了获得更好的通信效果，本发明的所述无线通信模块1014和所述GPS定位模块1015可采用外置天线方式，以增强信号的接收或发送。
如图3所示，作为本发明的改进方案，本发明所述自动热熔焊机还包括打印机105，所述打印机105连接至所述HMI 1011。这样所述处理器模块1012可将焊接过程数据传输至所述HMI 1011，通过在所述HMI 1011上操作打印刚结束的焊接数据。一方面，因为通过所述HMI 1011只能看到实时的数据，不能查看整个焊接过程数据，通过将整个焊接过程数据打印出来，在焊接现场即可查看分析焊接过程；同时，如果焊接是租赁使用，通过实时打印出各个焊口的焊接过程数据，一个焊口对应一个带有一坐标位置的焊接数据，便于租赁方人员统计焊接的工作量，方便结算。
如图3所示，本发明为了克服环境温度的影响，本发明提供一种改进方案，本发明所述主控制器还设有环境温度检测传感器1016，所述环境温度检测传感器1016连接至所述热电阻温度采集模块1013。
通过上述方案，所述环境温度检测传感器1016采集焊接现场环境温度，通过所述热电阻温度采集模块1013转换后传输至所述处理器模块1012，所述处理器模块1012根据焊接现场环境温度对程序中设定的焊接温度进行补偿调节，这样可克服环境温度对焊接的影响，实现更好的焊接质量。
如图3所示，为了获得更好的液压控制效果，本发明提供一种改进方案，所述主控制器1还包括比例放大器1017，所述比例放大器1017分别连接至所述液压控制器102和所述处理器模块1012。
通过该方案，通过所述比例放大器1017的调节控制电流控制信号的大小，所述液压控制器102实现更精确的压力控制。
根据上述各个方案，本发明提供一种在焊接时传输焊接数据和焊口位置的方案，具体为：当所述自动热熔焊机1焊接时，所述GPS定位模块1015获取地理位置信息；所述主控制器101，通过所述无线通信模块1014，将焊接数据和所述GPS定位模块1015获取的地理位置信息同时上传至所述WEB服务器2。
通过上述方案，在使用本发明的所述自动热熔焊机焊接时，焊接过程各个阶段数据和焊口的坐标位置传输至所述WEB服务器2，这样可以排除人为因素的影响，实现每个焊口焊接参数的可追溯性，通过GPS定位模块1015实现焊口位置的定位管理，本发明的数据传输功能及定位功能，便于施工单位对设备的统一管理，同时带有焊口位置的焊接数据保证了焊接数据的真实性与焊口质量的可靠性。
实际焊接过程中，焊接不一定每次都是成功的，对此本发明做进一步改进优化，当焊接结束并符合要求时，所述主控制器101通过所述无线通信模块1014将焊接成功的数据信息上传至所述WEB服务器2；当焊接非正常完成或中途人为终止焊接时，所述主控制器101通过所述无线通信模块1014将焊接失败的数据信息上传至所述WEB服务器2。
上述方案中，数据信息可包括焊接程序，焊口的位置信息，焊接用时，焊接阶段，以及各个焊接阶段的所述压力变送器1021、所述电热板温度检测传感器1041、所述直线位移传感器1031、以及所述环境温度检测传感器1016采集的焊接过程数据等等。
本发明在实际应用过程中，为了实现对工艺数据的保密控制，所述客户端可设置不同的用户账号权限，通过所述客户端，查看相应权限下的所述自动热熔焊机的设备信息和焊接数据信息，判定操作人员是否按照要求进行施工或者所述自动热熔焊机是否正常，以此来保证了焊接数据的真实性与焊口质量的可靠性；或者通过所述客户端，查询、打印或导出所述WEB服务器中的焊接数据；或者通过所述客户端，添加或删除所述客户端中的所述自动热熔焊机。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带数据传输功能的自动热熔焊机系统，包括自动热熔焊机，所述自动热熔焊机包括主控制器、液压控制器、机架和电热板；
其特征在于：
所述主控制器包括HMI、处理器模块、热电阻温度采集模块、无线通信模块和GPS定位模块，所述液压控制器设有压力变送器，所述机架上设有直线位移传感器，所述电热板中设有电热板温度检测传感器，所述电热板温度检测传感器连接至所述热电阻温度采集模块，所述热电阻温度采集模块、所述无线通信模块、所述GPS定位模块、所述压力变送器和所述直线位移传感器分别连接至所述处理器模块，所述处理器模块连接至所述HMI；
所述自动热熔焊机系统还包括Web服务器和客户端，所述客户端与所述Web服务器网络连接，所述自动热熔焊机通过所述无线通信模块与所述Web服务器网络连接。
2.根据权利要求1所述的自动热熔焊机系统，其特征在于：所述自动热熔焊机还包括打印机，所述打印机连接至所述HMI。
3.根据权利要求2所述的自动热熔焊机系统，其特征在于：所述主控制器还设有环境温度检测传感器，所述环境温度检测传感器连接至所述热电阻温度采集模块。
4.根据权利要求3所述的自动热熔焊机系统，其特征在于：所述主控制器还包括比例放大器，所述比例放大器分别连接至所述液压控制器和所述处理器模块。
5.根据权利要求4所述的自动热熔焊机系统，其特征在于：
当所述自动热熔焊机焊接时，
所述GPS定位模块获取地理位置信息；
所述主控制器通过所述无线通信模块将焊接数据和所述GPS定位模块获取的地理位置信息同时上传至所述WEB服务器。
6.根据权利要求5所述的自动热熔焊机系统，其特征在于：
当焊接结束并符合要求时，所述主控制器通过所述无线通信模块将焊接成功的数据信息上传至所述WEB服务器；
当焊接非正常完成或中途人为终止焊接时，所述主控制器通过所述无线通信模块将焊接失败的数据信息上传至所述WEB服务器。
7.根据权利要求4或5所述的自动热熔焊机系统，其特征在于：
所述客户端设有不同的用户账号权限；
通过所述客户端，查看相应权限下的所述自动热熔焊机的设备信息和焊接数据信息，判定操作人员是否按照要求进行施工或者所述自动热熔焊机是否正常；
或者通过所述客户端，查询、打印或导出所述WEB服务器中的焊接数据；
或者通过所述客户端，添加或删除所述客户端中的所述自动热熔焊机。
8.根据权利要求7所述的自动热熔焊机系统，其特征在于：所述客户端为网页客户端和手机客户端。
9.根据权利要求1所述的自动热熔焊机系统，其特征在于：所述无线通信模块为GPRS模块、2G、3G模块和4G模块中的一种。
10.根据权利要求1所述的自动热熔焊机系统，其特征在于：所述无线通信模块和所述GPS定位模块分别通过RS485通信接口连接至所述处理器模块。
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