CN108381007A - 一种低成本的数字化、互联网焊机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低成本的数字化、互联网焊机及其控制方法，旨在提供一种可对焊机进行实时检测及故障信息储存，并通过互联网对故障信息进行分析处理的低成本的数字化、互联网焊机及其控制方法，其技术方案要点是包括外壳、控制电路单元、风扇和人机交互模块，控制电路单元包括数字处理电路组件、驱动电路组件和变频电路组件，数字处理电路组件包括输入电流传感器、输出电压传感器、温度传感器、输出电流传感器、功能模块接口、通讯接口和MCU，还包括云端服务器和智能终端，云端服务器通过网络与控制电路单元的通讯接口通讯连接，智能终端通过网络与云端服务器通讯连接，本发明适用于电焊机电源控制技术领域。

Description

一种低成本的数字化、互联网焊机及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种电焊机电源控制技术领域，更具体地说，它涉及一种低成本的数字化、互联网焊机及其控制方法。

背景技术

数字化技术卓越的特点使得数字化产品己深入到生活的各个领域。数字化焊接电源的认识也从早期的“控制电路数字化” 扩展到“焊接电源系统的数字化”，即在充分研究和分析己有焊接电源系统的基础上，进行数字化焊接电源的硬件模块设计，实现硬件的模块化、标准化和数字化。对模块化的硬件运用单独的微处理器进行控制，并通过数字接口按照通信协议和数字化的控制系统进行信息交换。

本发明的目的是实现焊机故障的实时保存，即何时发生的什么样的故障均可储存在焊机内，且可通过终端设备读取信息进行查看，且生产商可通过互联网系统对焊机进行监控及技术支持。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种可对焊机进行实时检测及故障信息储存，并通过互联网对故障信息进行分析处理的低成本的数字化、互联网焊机及其控制方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种低成本的数字化、互联网焊机，包括外壳、控制电路单元、风扇和人机交互模块，所述控制电路单元包括数字处理电路组件、驱动电路组件和变频电路组件，其特征是：所述数字处理电路组件包括输入电流传感器、输出电压传感器、温度传感器、输出电流传感器、功能模块接口、通讯接口和MCU，变频电路组件包括依次连接的交流电输入端口、防浪涌模块、输入整流滤波模块、开关元件、高频变压器、输出整流模块、模式切换模块和输出端口，人机交互模块包括显示器、按键和电位器，显示器、按键、电位器和通讯接口均与MCU电连接，输入电流传感器、输出电压传感器、温度传感器和输出电流传感器也均与MCU电连接并用于检测变频电路组件。

数字处理电路组件以MCU和程序为核心部分，MCU通过不同传感器将变频电路的工作状态巡回检测并转换成数字信号传输给MCU，按键、电位器输入给定的参数转换成数字信号给MCU，最终经MCU处理后调用相应程序产生输出控制信号，控制驱动电路驱动开关元件,经高频变压器进行高频变频输出；

还包括云端服务器和智能终端，云端服务器通过网络与控制电路单元的通讯接口通讯连接，智能终端通过网络与云端服务器通讯连接；客户或者生产商也可通过终端设备与通讯接口直接连接，获得电焊机所有的设置参数、运行实时数据、运行历史数据；

数字焊机一般程序的调用条件是：

a.开机时，当输入电流>设定开机电流时，判断开关元件故障，并且储存故障代码和运行时间；

b.开机检测驱动电路频率，当频率不在设定范围内，则判断驱动故障，并且储存故障代码和运行时间；

c.若无故障，则可正常开机，开机后根据给定的参数和输出的电压电流参数进行自动PI调节；

d.机器在正常工作时，实时检测监控各传感器的数据，当数据不正常时，将会立刻报错并关断输出，并且储存相对应的传感器故障代码和运行时间；

e.当温度<下限温度且机器无输出的情况下，风扇停止工作；当温度>下限温度或者机器输出达到一定功率时，风扇工作；

f.当温度＞规定上限温度时，MCU将输出报警信号，同时关闭系统进行保护，直至温度下降到一定程度后自动打开系统并清除报警信号；

g.如果产生故障，必须重新开机检测通过后故障方能解除，解除故障后才能有输出。

本发明进一步设置为：所述通讯接口包括USB、蓝牙和WIFI。

一种适用所述低成本的数字化、互联网焊机的控制方法，其特征是：包括数字化控制部分，包括以下步骤：

一、通过人机交互模块进行参数预置及保存，将参数发送至MCU；

二、由MCU控制PWM驱动模块实时控制焊机电流和电弧长度，并且让焊机具备智能调节功能；

三、MCU通过外设AD模块进行电流电压采样、检测、保护、自诊断并进行数据备份。

还包括互联网控制部分，包括以下步骤：

一、生产商利用终端设备通过通讯接口读取MCU的全球唯一ID号，加上客户的信息，再加上当前的日期和时间进行封包处理，上传至云端服务器；

二、客户可以在终端设备查看设备出厂日期、焊机使用时长、焊机使用的地点，如果焊机报错或者损坏，可以查看到报错的具体时间或者损坏的具体位置和原因，且客户利用终端设备通过通讯接口读取MCU的全球唯一ID号、客户名称、机器开机使用的时间、机器故障代码及故障代码发生的时间、机器维修的次数，加上当前的日期、时间、地点和客户的通讯方式进行封包处理，上传至云端服务器；

三、生产厂商根据云端服务器上的数据了解客户使用的状况，可以了解生产上需要改进、加强的地方，或者根据客户的使用习惯、使用环境做出相对应的调整，以及远程指导维修、保养的方式方法。

通过采用上述技术方案具有以下优点：通过MCU对焊机进行实时检测，并根据不同故障将相应故障代码储存至MCU中，方便了解焊机的状况，且客户即使用者可将相应数据传输至云端服务器上，便于生产厂商进行分析处理；不仅可以使客户得到更优质的产品，还能使客户得到更优质的服务，同时还能对生产商产生督促，做到产品的可追溯性。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

图2为本发明生产商部分的通讯原理图。

图3为本发明客户部分的通讯原理图。

图4为本发明维修点部分的通讯原理图。

具体实施方式

参照图1至4对本发明一种低成本的数字化、互联网焊机实施例做进一步说明。

一种低成本的数字化、互联网焊机，包括外壳、控制电路单元、风扇和人机交互模块，所述控制电路单元包括数字处理电路组件、驱动电路组件和变频电路组件，其特征是：所述数字处理电路组件包括输入电流传感器、输出电压传感器、温度传感器、输出电流传感器、功能模块接口、通讯接口和MCU，变频电路组件包括开关元件和高频变压器，人机交互模块包括显示器、按键和电位器，数字处理电路组件以MCU和程序为核心部分，MCU通过不同传感器将变频电路的工作状态巡回检测并转换成数字信号传输给MCU，按键、电位器输入给定的参数转换成数字信号给MCU，最终经MCU处理后调用相应程序产生输出控制信号，控制驱动电路驱动开关元件,经高频变压器进行高频变频输出；

还包括云端服务器和智能终端，云端服务器通过网络与控制电路单元的通讯接口通讯连接，客户将MCU的全球唯一ID号、客户名称、机器开机使用的时间、机器故障代码及故障代码发生的时间、机器维修的次数等相关信息上传至云端服务器，智能终端通过网络与云端服务器通讯连接，生产商或者维修站点可通过云端服务器查看上述信息；客户或者生产商也可通过终端设备与通讯接口直接连接，获得电焊机所有的设置参数、运行实时数据、运行历史数据。

数字焊机一般程序的调用条件是：

a.开机时，当输入电流>设定开机电流时，判断开关元件故障，并且储存故障代码和运行时间；

b.开机检测驱动电路频率，当频率不在设定范围内，则判断驱动故障，并且储存故障代码和运行时间；

c.若无故障，则可正常开机，开机后根据给定的参数和输出的电压电流参数进行自动PI调节；

d.机器在正常工作时，实时检测监控各传感器的数据，当数据不正常时，将会立刻报错并关断输出，并且储存相对应的传感器故障代码和运行时间；

e.当温度<下限温度且机器无输出的情况下，风扇停止工作；当温度>下限温度或者机器输出达到一定功率时，风扇工作；

f.当温度＞规定上限温度时，MCU将输出报警信号，同时关闭系统进行保护，直至温度下降到一定程度后自动打开系统并清除报警信号；

g.如果产生故障，必须重新开机检测通过后故障方能解除，解除故障后才能有输出。

所述通讯接口包括USB、蓝牙和WIFI，所述智能终端为可运行APP软件的智能手机或者PC。

MCU控制功能包括：

一、阻粘：焊接时焊条与工件短路三秒后电流变为20-30A；

二、智能推力：焊接时输出电压低于一定电压时开启，推力为20-80A

三、VRD：可以根据客户要求进行添加；

四、检测功能：电位器损坏、掉线检测，温控线损坏、掉线检测，环境温度检测，环境电压检测，环境电流检测，SG3525驱动频率检测，检测到错误信号自动锁定关闭PWM，并显示具体错误代码，方便维修；

五、上位机通信：配合电脑端或手机端软件和维修检测用数据线可读取机器使用时长、出厂时间、工厂或客户信息、是否发生错误且发生错误的时间和维修次数；

六、自我修复：当机器发生错误，用户自己维修后，若机器使用15分钟后一切正常，错误代码和错误时间将不会保留在MCU记忆中，维修次数也不会增加；

七、维修次数：当机器返厂维修且使用数据线读取后，维修次数将增加一次，并且永久保留在MCU记忆中；

八、风扇智能控制：当有输出电流或者温度超过40度时开启风扇，当无输出电流且温度低于30度时关闭风机，可以减少灰尘进入机器内部且延长风机寿命；

九、扩展性能：配合操作面板和附件模块可以扩展出更多功能，比如高频引弧TIG、电瓶充电器、汽车启动功能、焊机强力输出功能等；

十、数字化：电流给定、调节、显示全部数字化，更精确更安全更多功能。

一种适用所述低成本的数字化、互联网焊机的控制方法，包括数字化控制部分，包括以下步骤：

一、通过人机交互模块进行参数预置及保存，将参数发送至MCU；

二、由MCU控制PWM驱动模块实时控制焊机电流和电弧长度，并且让焊机具备智能调节功能；

三、MCU通过外设AD模块进行电流电压采样、检测、保护、自诊断并进行数据备份。

还包括互联网控制部分，包括以下步骤：

生产商利用终端设备通过通讯接口读取MCU的全球唯一ID号，加上客户的信息，再加上当前的日期和时间进行封包处理，上传至云端服务器；

客户利用终端设备通过通讯接口读取MCU的全球唯一ID号、客户名称、机器开机使用的时间、机器故障代码及故障代码发生的时间、机器维修的次数，加上当前的日期、时间、地点和客户的通讯方式进行封包处理，上传至云端服务器并立刻得到相应的售后服务以及技术支持；

若发生过故障且由客户自己维修好的话，故障代码及代码发生时间将保留，维修次数不增加；

维修点或者工厂将生产商上传至云端的MCU全球唯一ID号与当前设备的ID号先进行匹配，如果是自己公司生产的，那就有义务要进行维修或增值服务；如果不是自己公司生产，可以有权利锁死这台机器，使客户不能正常使用该设备。再根据客户使用的时长或者使用的时限进行判断是否是在保修期内，维修后通过通讯接口清除MCU的故障代码和故障发生的时间，增加机器维修的次数。

生产商根据云端数据进行分析处理，从而了解客户使用的环境、要求，以及机器的不足，以便第一时间做出生产上的调整，对机器进行全面的升级。比如从数据中可以分析出哪个故障点发生的次数最多且频繁，那么这一方面肯定是不足的，必须改进。

经销商根据客户实时上传的数据，可以看到客户使用的情况，可以对自己出售的终端客户进行良好的维护，对出现问题的产品及时发现，并相应做出更好的服务

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行通常的变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种低成本的数字化、互联网焊机，包括外壳、控制电路单元、风扇和人机交互模块，所述控制电路单元包括数字处理电路组件、驱动电路组件和变频电路组件，其特征是：所述数字处理电路组件包括输入电流传感器、输出电压传感器、温度传感器、输出电流传感器、功能模块接口、通讯接口和MCU，变频电路组件包括开关元件和高频变压器，人机交互模块包括显示器、按键和电位器，数字处理电路组件以MCU和程序为核心部分，MCU通过不同传感器将变频电路的工作状态巡回检测并转换成数字信号传输给MCU，按键、电位器输入给定的参数转换成数字信号给MCU，最终经MCU处理后调用相应程序产生输出控制信号，控制驱动电路驱动开关元件,经高频变压器进行高频变频输出；

还包括云端服务器和智能终端，云端服务器通过网络与控制电路单元的通讯接口通讯连接，智能终端通过网络与云端服务器通讯连接；客户或者生产商也可通过终端设备与通讯接口直接连接，获得电焊机所有的设置参数、运行实时数据、运行历史数据；

数字焊机一般程序的调用条件是：

a.开机时，当输入电流>设定开机电流时，判断开关元件故障，并且储存故障代码和运行时间；

b.开机检测驱动电路频率，当频率不在设定范围内，则判断驱动故障，并且储存故障代码和运行时间；

c.若无故障，则可正常开机，开机后根据给定的参数和输出的电压电流参数进行自动PI调节；

d.机器在正常工作时，实时检测监控各传感器的数据，当数据不正常时，将会立刻报错并关断输出，并且储存相对应的传感器故障代码和运行时间；

e.当温度<下限温度且机器无输出的情况下，风扇停止工作；当温度>下限温度或者机器输出达到一定功率时，风扇工作；

f.当温度＞规定上限温度时，MCU将输出报警信号，同时关闭系统进行保护，直至温度下降到一定程度后自动打开系统并清除报警信号；

g.如果产生故障，必须重新开机检测通过后故障方能解除，解除故障后才能有输出。

2.一种根据权利要求1所述的一种低成本的数字化、互联网焊机，其特征是：所述通讯接口包括USB、蓝牙和WIFI。

3.一种适用权利要求1所述的低成本的数字化、互联网焊机的控制方法，其特征是：包括数字化控制部分，包括以下步骤：

一、通过人机交互模块进行参数预置及保存，将参数发送至MCU；

二、由MCU控制PWM驱动模块实时控制焊机电流和电弧长度，并且让焊机具备智能调节功能；

三、MCU通过外设AD模块进行电流电压采样、检测、保护、自诊断并进行数据备份。

4.一种适用权利要求3所述的低成本的数字化、互联网焊机的控制方法，其特征是：还包括互联网控制部分，包括以下步骤：

一、生产商利用终端设备通过通讯接口读取MCU的全球唯一ID号，加上客户的信息，再加上当前的日期和时间进行封包处理，上传至云端服务器；

二、客户可以在终端设备查看设备出厂日期、焊机使用时长、焊机使用的地点，如果焊机报错或者损坏，可以查看到报错的具体时间或者损坏的具体位置和原因，且客户利用终端设备通过通讯接口读取MCU的全球唯一ID号、客户名称、机器开机使用的时间、机器故障代码及故障代码发生的时间、机器维修的次数，加上当前的日期、时间、地点和客户的通讯方式进行封包处理，上传至云端服务器；

三、生产厂商根据云端服务器上的数据了解客户使用的状况，可以了解生产上需要改进、加强的地方，或者根据客户的使用习惯、使用环境做出相对应的调整，以及远程指导维修、保养的方式方法。