CN108436232A - 一种基于内焊的远程监控和诊断系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于内焊的远程监控和诊断系统，包括检测终端、服务器和客户终端，所述检测终端包括扫码枪、焊接数据采集模块、环境监控模块及中央处理模块，将现场施工焊接的电流、电压、送丝速度、焊接速度、焊接角度、焊接方向以及焊口编号、焊工编号存入日志，并实时传输到公司的服务器，同时可在客户端上显示实时数据，实现远程监控焊接过程，利于保障焊接质量。

Description

一种基于内焊的远程监控和诊断系统

技术领域

本发明涉及焊接技术，特别是涉及一种基于内焊的远程监控和诊断系统。

背景技术

现市场上的内焊机设备只能进行焊接作业，对设备的运行状况和焊接数据不能实时监控和保存，一旦遇到问题，工程师只能去现场进行指导。现今的内焊机设备焊接的相关数据是通过现场工人手工记录，不能实时显示和存储，一旦遇到焊接质量问题，不能追溯。现在的内焊设备不能连接互联网，不能进行设备的群控和管理，数据也不能进行实时传输。

随着互联网的发展以及工业4.0的推进，为了更好的监控和显示管道内焊设备的运行状况，可利用互联网、服务器及客户端等技术手段，将远程获取的焊接数据和设备运行状况通过网络实时传输到公司内的服务器并存储，在公司的客户端上实时显示相应的数据和设备运行状态。管理人员远程实时监控和查询相关数据和异常，指导现场人员进行设备维护。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于内焊的远程监控和诊断系统，以远程监控焊接和故障诊断。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供一种基于内焊的远程监控和诊断系统，包括检测终端、服务器和客户终端，检测终端包括扫码枪、焊接数据采集模块、环境监控模块及中央处理模块；

扫码枪用于获取焊口和焊工数据，具体为，预先将现场施工的每道焊口和焊工数据生成二维码，扫码枪扫描该二维码并记录焊口和焊工数据；

焊接数据采集模块用于采集内焊设备的包括焊接电流、电压、送丝速度、焊接角度、焊接方向及焊接速度的焊接参数信息；

环境监控模块用于采集监控焊接环境的包括温度及湿度的环境信息；

中央处理模块用于接收包括焊口和焊工数据、焊接参数信息、环境信息及设备编号的终端信息，并进行处理及分析，转换成带有采集时间的终端信息数据，然后存储终端信息数据，并将终端信息数据传输至服务器备份；

客户终端读取服务器的终端信息数据并给予显示；具体为，客户终端内置有客户端，客户端包括机组总览模块、设备总览模块、趋势曲线模块及报警模块；机组总览模块用于生成并显示与每个检测终端匹配的终端信息数据的根目录按钮；设备总览模块响应于机组总览模块根目录按钮，读取该检测终端的终端信息数据，生成该检测终端的终端信息的显示表；趋势曲线模块响应于机组总览模块根目录按钮，读取该检测终端的电压及电流数据，生成电压及电流数据随时间变化的曲线，可选择显示实时趋势曲线或历史记录曲线；报警模块接收并显示每个检测终端的终端信息数据的异常数据。

进一步地，报警模块的异常数据由中央数据模块或服务器分析并给予标记，先将终端信息数据与预设的理论值进行比较，再将与理论值差距大于一定值的终端信息数据标记为异常数据。

再进一步地，报警模块还可响应于机组总览模块根目录按钮，读取并显示该检测终端的终端信息数据的异常数据。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明的一种基于内焊的远程监控和诊断系统，将现场施工焊接的电流、电压、送丝速度、焊接速度、焊接角度、焊接方向以及焊口编号、焊工编号存入日志，并实时传输到公司的服务器，同时可在客户端上显示实时数据，实现远程监控焊接过程，利于保障焊接质量。

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。

附图说明

图1为本发明的系统框图；

图2为本发明的检测终端的结构框图；

图3为本发明的客户端焊接机组设备总览界面实例；

图4为本发明的客户端内焊机参数表界面实例；

图5为本发明的客户端焊接趋势曲线界面实例；

图6为本发明的客户端报警界面实例。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

如图1-2所示，本实施例提供的一种基于内焊的远程监控和诊断系统，包括检测终端、服务器和客户终端，检测终端包括扫码枪、焊接数据采集模块、环境监控模块及中央处理模块；扫码枪用于获取焊口和焊工数据，具体为，预先将现场施工的每道焊口和焊工数据生成二维码，扫码枪扫描该二维码并记录焊口和焊工数据；焊接数据采集模块用于采集内焊设备的包括焊接电流、电压、送丝速度、焊接角度、焊接方向及焊接速度的焊接参数信息；环境监控模块用于采集监控焊接环境的包括温度及湿度的环境信息；中央处理模块用于接收包括焊口和焊工数据、焊接参数信息、环境信息及设备编号的终端信息，并进行处理及分析，转换成带有采集时间的终端信息数据，然后存储终端信息数据，并将终端信息数据传输至服务器备份；客户终端读取服务器的终端信息数据并给予显示。

客户终端内置有客户端，客户端包括机组总览模块、设备总览模块、趋势曲线模块及报警模块，参见图3-6；机组总览模块用于生成并显示与每个检测终端匹配的终端信息数据的根目录按钮；设备总览模块响应于机组总览模块根目录按钮，读取该检测终端的终端信息数据，生成该检测终端的终端信息的显示表；趋势曲线模块响应于机组总览模块根目录按钮，读取该检测终端的电压及电流数据，生成电压及电流数据随时间变化的曲线，可选择显示实时趋势曲线或历史记录曲线；报警模块接收并显示每个检测终端的终端信息数据的异常数据。

下述将进行具体说明。

焊接数据采集模块通过电流、电压传感器，将采集的电流、电压经过运放、差分等计算，最后得到实际的电流、电压值。电流传感器采集焊接电流，经过放大电路的放大后输出；从枪头采集焊接的电压，通过放大电路放大后输出。输出的电流、电压发送给中控模块(中央处理模块)，中控模块经过计算得到实际的电压和电流值。

送丝电机经过减速器与送丝机构连接，通过编码器获取送丝电机的转速，将电机的转速发送给中控模块，中控模块经过计算得到实际的焊接送丝速度。送丝速度V_w由下述送丝速度计算公式计算：

其中，V_w转为送丝电机的转动速度，R_w为送丝电机的齿轮半径。

转动电机经过减速器与转动装置连接，通过编码器获取转动电机的转速，将电机的转速发送给中控模块，中控模块经过计算得到实际的转动速度及焊接速度。焊接速度(实际的转动速度)V_t由下述焊接速度计算公式计算：

其中，V_t转为转动电机的转动速度，R_t为转动电机的齿轮半径。转动速度V_t转为内焊机没有焊接时的行走速度，焊接速度V_t为内焊机焊接时的行走速度。

扫码枪扫描管口和焊工的二维码，通过USB接口传输给中控模块，中控模块将数据经过处理与计算得到实际的二维码信息，记录并保存。

焊接角度由角度传感器采集，通过角度传感器搜集和识别焊接的角度信息，将数据发送给中控模块并进行计算与处理，得到实际的角度。将角度信息存储与显示。

中控模块控制板对搜集到的数据进行处理，并将数据实时发送回服务器，服务器根据接受的数据实时显示，当出现问题或者异常时，在客户端的报警页面显示警报信息，工作人员根据警报信息和显示数据指导现场工作人员进行相关的操作，直到问题得到解决，从而实现施工现场的设备与公司之间进行无缝，快速准确衔接，更早的发现和排除问题，更好的服务客户。

检测终端可通过有线或无线通信方式连接互联网，进而将数据传输至服务器。优选地，检测终端通过WiFi模块组成局域网，且通过3G/4G模块等移动通信系统将数据传输至服务器。Wi-Fi模块采用802.11协议，连接无线局域网，无线局域网通过4G网络将数据传回公司服务器，公司获取对应数据，自动备份数据且实时在客户端显示数据。

其中，报警模块异的常数据由中央数据模块或服务器分析并给予标记，先将终端信息数据与预设的理论值进行比较，再将与理论值差距大于一定值的终端信息数据标记为异常数据。报警模块还可响应于机组总览模块根目录按钮，读取并显示该检测终端的终端信息数据的异常数据。

下述将结合实例继续说明。

该系统主要由WiFi模块、扫码抢、数据采集模块(焊接数据采集模块)、监控模块(环境监控模块)、系统时间模块、中央处理模块、服务器和客户端等功能模块组成。通过扫码抢扫描焊口编号和焊工编号，数据采集模块采集焊接电流电压、送丝速度、行走速度、焊接方向与角度等焊接参数，监控模块实时监控现场的环境状况，将扫码的焊口编号和焊工编号，焊接参数等数据通过传输协议传输到中央处理模块，中央处理模块对数据进行处理与分析，存取日志。并且通过Wi-Fi模块连接互联网，将现场的焊接参数，监控数据通过网络传回到公司服务器备份，并实时显示在客户端上。后台管理人员可登录客户端实时查看现场的焊接数据，一旦现场出现焊接质量问题，管理人员可以查看备份，明确是什么时间，哪个焊工操作的设备，做到及时，快速的发现问题，出现问题可以追溯到当时的情况，使设备达到真正的智能化、可视化、可追溯性。

检测终端设备通过Wi-Fi模块与施工现场的互联网连接，各设备之间组成一个局域网(此局域网为施工现场布置的特定名称和特定登录权限的网络，内焊设备系统内也设定为与现场特定网络一致的名称和登录权限，在网络可用时自动连接此网络)，通过网络将数据实时传输到公司的服务器，并实时显示现场的情况以及焊接的相关数据。管理人员通过登录客户端，可以查看现场的施工情况。(内焊设备包括内焊机及外焊机等需检测设备，各检测终端通过局域网收集数据进而传输至服务器，当然也可以分别通过移动通信系统直接将数据传输至服务器。)

数据采集模块实时采集内焊设备的焊接电流，电压，送丝速度，行走速度，焊接方向与角度。并通过Wi-Fi模块传输到公司。

将采集模块采集的数据存储在本地以及公司的服务器，管理人员通过后台，进入服务器，可以查看历史的数据，现场的人员可以查看本地存储的数据。当遇到问题时，可以追溯历史数据，及时调整焊接参数。

如图3-6所示，客户端界面实例，下述将结合该界面实例继续说明。

图3中，根焊就是内焊，该客户端除了可以匹配显示对内焊机监控，还可以显示对外焊机的监控。如，设定设备编号及相应的设备类型图(内焊机图及外焊机图等)，匹配设备编号的同时读取设备类型图，进而形成根目录按钮。

图5中，焊接趋势中包括电流和电压的趋势，横坐标是对应时间，纵坐标对应焊接过程中的电流或电压曲线，可以直接观察出整个焊接过程的稳定性。电流、电压的数据通过采集模块获取，通过网络传输到此界面，并实时显示。

图6中，对焊接过程中出现的异常情况进行记录，在报警界面显示，可以直观显示异常的时间、位置、异常描述、异常类型、异常的值等情况，便于用户查找问题，并及时修改。通过中控模块或服务器处理分析，将采集模块采集到的电流、电压数据以及其它参数与理论数据进行比较，将与理论数据差距较大的参数(异常数据)进行记录，进而并传输到客户端，在报警界面显示(如，先对异常数据进行标记，进而通过该标记索引并显示具体数据)。

上述各参数说明如下：

设备编号：当前设备的编号，出厂设置。

焊口编号：当前所焊管口的编号，通过扫描管口二维码自动识别。

人员编号：焊接操作人员身份编号，通过扫描焊工二维码自动识别。

焊接速度：设备焊接过程中的转动速度。

焊接角度：焊枪当前焊接位置对应的角度。

焊接方向：记录设备的焊接方向，分为顺时针和逆时针两个方向。

送丝速度：焊接过程的实际送丝速度，直接影响焊接质量和成型，属于极其重要的参数，重点观测和记录。

焊接电流：焊接时的实际电流，对焊接质量有很大影响。

焊接电压：焊接时的实际电压，对焊接质量有很大影响。

该系统将现场施工的每道焊口和焊工数据生成二维码，焊前使用扫码枪扫码焊口和焊工二维码并记录；焊接中将焊接的电流、电压、送丝速度、焊接速度、焊接角度、焊接方向以及扫码的焊口编号，焊工编号存入日志，并实时传输到公司的服务器，同时可在客户端上显示实时数据，利于保障焊接质量，指导现场工作人员检修及调整。当检测到某道焊口出现问题时，可以调取该道焊口的焊接数据，分析原因，指导现场的人员进行相应的调整。设备在现场运行，难免会遇到各种问题，通过设备内置的数据采集和监控模块，实时监控设备在现场的运行状况，一旦发现问题，可以直接指导现场的工作人员进行相应的维护，保证快速、及时的处理问题。

应当理解，本发明上述实施例及实例，是出于说明和解释目的，并非因此限制本发明的范围。本发明的范围由权利要求项定义，而不是由上述实施例及实例定义。

Claims (6)

1.一种基于内焊的远程监控和诊断系统，其特征在于，包括检测终端、服务器和客户终端，所述检测终端包括扫码枪、焊接数据采集模块、环境监控模块及中央处理模块；

所述扫码枪用于获取焊口和焊工数据，具体为，预先将现场施工的每道焊口和焊工数据生成二维码，扫码枪扫描该二维码并记录焊口和焊工数据；

所述焊接数据采集模块用于采集内焊设备的包括焊接电流、电压、送丝速度、焊接角度、焊接方向及焊接速度的焊接参数信息；

所述环境监控模块用于采集监控焊接环境的包括温度及湿度的环境信息；

所述中央处理模块用于接收包括焊口和焊工数据、焊接参数信息、环境信息及设备编号的终端信息，并进行处理及分析，转换成带有采集时间的终端信息数据，然后存储终端信息数据，并将终端信息数据传输至服务器备份；

所述客户终端读取服务器的终端信息数据并给予显示；具体为，客户终端内置有客户端，客户端包括机组总览模块、设备总览模块、趋势曲线模块及报警模块；机组总览模块用于生成并显示与每个检测终端匹配的终端信息数据的根目录按钮；设备总览模块响应于机组总览模块根目录按钮，读取该检测终端的终端信息数据，生成该检测终端的终端信息的显示表；趋势曲线模块响应于机组总览模块根目录按钮，读取该检测终端的电压及电流数据，生成电压及电流数据随时间变化的曲线，可选择显示实时趋势曲线或历史记录曲线；报警模块接收并显示每个检测终端的终端信息数据的异常数据。

2.根据权利要求1所述一种基于内焊的远程监控和诊断系统，其特征在于，所述内焊设备的送丝电机的送丝速度V_w由下述送丝速度计算公式计算：

其中，V_w转为送丝电机的转动速度，R_w为送丝电机的齿轮半径。

3.根据权利要求1所述一种基于内焊的远程监控和诊断系统，其特征在于，所述内焊设备的转动电机的焊接速度V_t由下述焊接速度计算公式计算：

其中，V_t转为转动电机的转动速度，R_t为转动电机的齿轮半径。

4.根据权利要求1所述一种基于内焊的远程监控和诊断系统，其特征在于，所述报警模块的异常数据由中央数据模块或服务器分析并给予标记，先将终端信息数据与预设的理论值进行比较，再将与理论值差距大于一定值的终端信息数据标记为异常数据。

5.根据权利要求4所述一种基于内焊的远程监控和诊断系统，其特征在于，所述报警模块还可响应于机组总览模块根目录按钮，读取并显示该检测终端的终端信息数据的异常数据。

6.根据权利要求1所述一种基于内焊的远程监控和诊断系统，其特征在于，所述检测终端通过WiFi模块组成局域网，且通过3G/4G模块将数据传输至服务器。