CN110653457A

CN110653457A - 一种焊接气体节能综合控制系统

Info

Publication number: CN110653457A
Application number: CN201910943447.5A
Authority: CN
Inventors: 龙国东; 邹早生; 王保余; 姚福元; 李涛; 成京
Original assignee: Qiaoxing Energy Technology Guangdong Co Ltd
Current assignee: Qiaoxing Energy Technology Guangdong Co Ltd
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2020-01-07

Abstract

本发明公开了一种焊接气体节能综合控制系统，其包括：供气气站，用于为焊接设备提供气源；气体配比柜，用于根据实际需要将焊缝保护气体进行不同比例的混合；前端总控单元，用于管理管路的供气通断并根据反馈数据进行自动调节管理；中段恒压控制单元，用于根据气体的状态参数进行自动调节管理，保证稳定的气体压力输出；末端智能气体控制仪器单元，用于根据焊接设备的需求自动匹配合理的气体流量；焊接设备，所述焊接设备与末端智能气体控制仪器单元管道连接。本发明经过三位一体的整体智能综合控制系统，可以有效管理用户的管路供气通断，能够根据反馈数据进行自动调节管理，保证稳定的气体压力输出，有效的地实现高效节能。

Description

一种焊接气体节能综合控制系统

技术领域

本发明涉及金属焊接技术领域，具体涉及一种焊接气体节能综合控制系统。

背景技术

在金属焊接行业，焊缝保护气体（氩气、二氧化碳或者两者的混合气体）的使用目前在有点规模的工厂均采用罐式集中储气，管道供气，管道送气至末端采用减压表（或流量计）来控制气体量来使用，在这种前提下会产生以下问题：

（1）供气系统缺少有效管理，气体未能经过有效地从液态转到合适的气态就被直接用来保护焊缝，导致大量浪费；

（2）管道布置简单、不科学，导致瞬态压降大，恶性循环，间歇性地“抢气”造成多工位用气不足，操作者只能按照最大流量调节来满足其生产，造成很大浪费；

（3）焊工由于大小电流变化或者气体供应不稳定等因素不可能对流量控制调整做到按需给气，从而造成部分气量的浪费。

目前业界内在技术方面在供气前端只能是人工手动操作控制，不具备有效管理，管路的输送过程无法实现把控，焊接过程中只能不断加大流速来弥补“供气不足”，末端只有一些功能简单的只是针对末端控制气体流量的控制器，没有针对焊接气（氩气、二氧化碳或者两者的混合气体等）本质属性来研究并进行有效控制，不能对整体管道检漏提示，不能高精度智能调节，误差极大，不能做到恒压稳流和保证不了焊接质量，从而导致节约效率低，效果极差。为此，我们提出一种焊接气体节能综合控制系统用于解决上述存在的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种焊接气体节能综合控制系统，其经过三位一体的整体智能综合控制系统，可以有效管理用户的管路供气通断，能够根据反馈数据进行自动调节管理，保证稳定的气体压力输出，有效的地实现高效节能。

一种焊接气体节能综合控制系统，其包括：

供气气站，用于为焊接设备提供气源；

气体配比柜，用于根据实际需要将焊缝保护气体进行不同比例的混合；

前端总控单元，用于管理管路的供气通断并根据反馈数据进行自动调节管理；

中段恒压控制单元，用于根据气体的状态参数进行自动调节管理，保证稳定的气体压力输出；

末端智能气体控制仪器单元，用于根据焊接设备的需求自动匹配合理的气体流量；

焊接设备，所述焊接设备与末端智能气体控制仪器单元管道连接。

优选地，所述前端总控单元包括第一箱体；所述第一箱体内设有主管道；所述主管道的上、下两端分别设有进气口和出气口；所述主管道的内侧设有支管道；所述支管道的两端与主管道相通连接形成环路结构；所述支管道上设有第一电磁阀和调节器；所述支管道上还设有首端气体压力感应器；所述首端气体压力感应器与调节器之间设有第二控制阀；所述主管道上设有气体质量流量计；所述气体质量流量计置于环路结构外侧。

进一步优选地，所述第一箱体的内部还设有前端PLC控制板和恒压电源器；所述第一电磁阀、调节器、气体质量流量计、首端气体压力感应器、第二控制阀以及恒压电源器均与前端PLC控制板电连接。

进一步优选地，所述主管道靠近进气口一端设有进气控制阀；所述主管道靠近出气口一端设有出气控制阀；所述进气控制阀与出气控制阀均置于环路结构外侧且与前端PLC控制板电连接。

进一步优选地，所述主管道上还设有第一控制阀和阀门控制器；所述第一控制阀和阀门控制器均置于环路结构内侧且与前端PLC控制板电连接。

优选地，所述中段恒压控制单元包括第二箱体；所述第二箱体内设有相互连通的第一气体缓冲箱和第二气体缓冲箱；所述第一气体缓冲箱远离第二气体缓冲箱一端连通设有进气导管；所述进气导管与主管道的出气口密封连接；所述进气导管上设有中段气体压力感应器和第二电磁阀；所述第二气体缓冲箱远离第一气体缓冲箱一端连通设有若干出气导管；所述出气导管上设有末端气体压力感应器。

进一步优选地，所述第二箱体的内侧壁上还设有中段PLC控制板；所述第二箱体的内底部设有直流稳压电源；所述中段气体压力感应器、第二电磁阀、直流稳压电源和末端气体压力感应器分别与中段PLC控制板电连接。

进一步优选地，所述第一气体缓冲箱和第二气体缓冲箱之间设有连接管；所述连接管上还设有第三控制阀；所述第三控制阀与中段PLC控制板电连接。

优选地，所述末端智能气体控制仪器单元包括第三箱体；所述第三箱体内设有导气管；所述导气管一端与出气导管密封连接，另一端与焊接设备密封连接；所述导气管上设有用于控制气体流量的第四控制阀以及用于控制气体比例流量的电磁比例阀；所述第三箱体内壁设有用于采集稳流恒压气体通过的屏幕显示装置、用于采集气体数据并下达指令的微电脑处理器以及用于采集电流信号的末端PLC控制板；所述屏幕显示装置、第四控制阀、微电脑处理器和电磁比例阀均与末端PLC控制板电连接。

进一步优选地，所述第三箱体顶部设有与末端PLC控制板电连接的控制按钮。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、前端总控单元，通过PLC程序，专业的管路设计，电子自动感应装置，自动控制阀门开关装置，气体自动质量流量计等部件组成的系统可以有效管理用户的管路供气通断，气体的状态参数，使用量统计，气体的气化状态数据，通过PLC程序自动进行参数比对，以及后端的反馈数据进行自动调节管理；

2、中段恒压控制单元，在气体动力特性的前提下再增加恒压控制单元，气体经过恒压单元的前后压力感应器，使得控气部件根据气体的状态参数，自动进行参数比对后反馈数据进行自动调节管理，保证稳定的气体压力输出；

3、末端智能气体控制仪器单元，经过中段恒压控制单元的恒压稳流的气体在通过该控制仪器时，该仪器能够根据焊接设备的实时电流大小自动匹配合理的气体流量，在保证焊缝质量的前提下有效的地按需供应气体，并能给总控系统提供有效的数据；

本发明经过三位一体的整体智能综合控制系统，可以有效管理用户的管路供气通断，能够根据反馈数据进行自动调节管理，保证稳定的气体压力输出，有效的地实现高效节能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明前端总控单元与中段恒压控制单元的结构示意图。

图3为本发明末端智能气体控制仪器单元的结构示意图。

图4为本发明的系统流程示意图。

图5为本发明的工作原理流程图。

图中：1-供气气站；2-气体配比柜；3-前端总控单元；4-中段恒压控制单元；5-末端智能气体控制仪器单元；6-焊接设备； 301-第一箱体；302-主管道；303-进气口；304-出气口；305-恒压电源器；306-前端PLC控制板；307-进气控制阀；308-气体质量流量计；309-第一控制阀；310-阀门控制器；311-出气控制阀；312-第一电磁阀；313-首端气体压力感应器；314-第二控制阀；315-调节器；316-支管道；401-第二箱体；402-第一气体缓冲箱；403-第二气体缓冲箱；404-进气导管；405-中段气体压力感应器；406-第二电磁阀；407-中段PLC控制板；408-直流稳压电源；409-连接管；410-第三控制阀；411-出气导管；412-末端气体压力感应器；501-第三箱体；502-末端PLC控制板；503-微电脑处理器；504-导气管；505-第四控制阀；506-电磁比例阀；507-屏幕显示装置；508-控制按钮。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

在本发明中，需要说明的是，术语 “上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1所示，本发明提供一种焊接气体节能综合控制系统，其包括：供气气站1，用于为焊接设备提供气源；气体配比柜2，用于根据实际需要将焊缝保护气体进行不同比例的混合；前端总控单元3，用于管理管路的供气通断并根据反馈数据进行自动调节管理；中段恒压控制单元4，用于根据气体的状态参数进行自动调节管理，保证稳定的气体压力输出；末端智能气体控制仪器单元5，用于根据焊接设备的需求自动匹配合理的气体流量；焊接设备6，所述焊接设备6与末端智能气体控制仪器单元5管道连接。

如图2所示，在本实施例中，所述前端总控单元3包括第一箱体301；所述第一箱体301内设有主管道302；所述主管道302的上、下两端分别设有进气口303和出气口304；所述主管道302的内侧设有支管道316；所述支管道316的两端与主管道302相通连接形成环路结构；所述支管道316上设有第一电磁阀312和调节器315；所述支管道316上还设有首端气体压力感应器313；所述首端气体压力感应器313与调节器315之间设有第二控制阀314；所述主管道302上设有气体质量流量计308；所述气体质量流量计308置于环路结构外侧；所述第一箱体301的内部还设有前端PLC控制板306和恒压电源器305；所述第一电磁阀312、调节器315、气体质量流量计308、首端气体压力感应器313、第二控制阀314以及恒压电源器305均与前端PLC控制板306电连接；所述主管道302靠近进气口303一端设有进气控制阀307；所述主管道302靠近出气口304一端设有出气控制阀311；所述进气控制阀307与出气控制阀311均置于环路结构外侧且与前端PLC控制板306电连接；所述主管道302上还设有第一控制阀309和阀门控制器310；所述第一控制阀309和阀门控制器310均置于环路结构内侧且与前端PLC控制板306电连接。

如图2所示，在本实施例中，所述中段恒压控制单元4包括第二箱体401；所述第二箱体401内设有相互连通的第一气体缓冲箱402和第二气体缓冲箱403；所述第一气体缓冲箱402远离第二气体缓冲箱403一端连通设有进气导管404；所述进气导管404与主管道302的出气口304密封连接；所述进气导管404上设有中段气体压力感应器405和第二电磁阀406；所述第二气体缓冲箱403远离第一气体缓冲箱402一端连通设有若干出气导管411；所述出气导管411上设有末端气体压力感应器412；所述第二箱体401的内侧壁上还设有中段PLC控制板407；所述第二箱体401的内底部设有直流稳压电源408；所述中段气体压力感应器405、第二电磁阀406、直流稳压电源408和末端气体压力感应器412分别与中段PLC控制板407电连接；所述第一气体缓冲箱402和第二气体缓冲箱403之间设有连接管409；所述连接管409上还设有第三控制阀410；所述第三控制阀410与中段PLC控制板407电连接。

如图3所示，在本实施例中，所述末端智能气体控制仪器单元5包括第三箱体501；所述第三箱体501内设有导气管504；所述导气管504一端与出气导管411密封连接，另一端与焊接设备6密封连接；所述导气管504上设有用于控制气体流量的第四控制阀505以及用于控制气体比例流量的电磁比例阀506；所述第三箱体501内壁设有用于采集稳流恒压气体通过的屏幕显示装置507、用于采集气体数据并下达指令的微电脑处理器503以及用于采集电流信号的末端PLC控制板502；所述屏幕显示装置507、第四控制阀505、微电脑处理器503和电磁比例阀506均与末端PLC控制板502电连接；所述第三箱体501顶部设有与末端PLC控制板502电连接的控制按钮508。

工作原理：如图4~5所示，在焊接时，将进气口303与供气气站1密封连接，打开进气控制阀307与出气控制阀311，气体经由进气口303进入主管道302内，前端PLC控制板306控制阀门控制器310打开第一控制阀309和出气控制阀311，直接为中段恒压控制单元4供气，气体质量流量计308能够对整体管道供气流量把控；当第一控制阀309关闭，打开第二控制阀314和第一电磁阀312时，首端气体压力感应器313能够对整体管道供气压力进行把控；当气体压力不足则系统自动增加供给，压力满足则减缓并稳定气体流动的状态，大大缩小误差，通过对整体管道供气压力和流量的监控还能观察整体管路的漏气现象，有效地杜绝了气体的过度浪费，从而提高节约效率，节能效果显著；气体沿着进气导管404进入中段恒压控制单元4后，通过中段气体压力感应器405、第二电磁阀406、直流稳压电源408和末端气体压力感应器412分别与中段PLC控制板407等部件组成的系统可以有效管理用户的管路供气压力和流量的保持，根据气体的状态参数、数据，通过中段PLC控制板407自动进行参数比对，并进行自动调节管理，达到稳定压力和恒定流量的供给，根据用气末端仪器参数反馈按需及时供给气体，末端压力不足则自动增加供给，压力满足则减缓并稳定气体流动的状态，更能反馈关键数据，管理和使用有效对话，本发明能对整体管道供气压力和流量把控，大大缩小误差，从而提高节约效率，节能效果显著，使得末端的设备的具有稳定使用和高效节能的优点；使用焊接设备6工作时，开通电源，此时中段恒压控制单元4补气后稳流恒压的气体通过屏幕显示装置507开始记录，电磁比例阀506投入工作，其在无感应信号时能够按预设需求值导通，保证焊接气体提起进入预置端，确保能提前送气量能保护焊缝，操作者焊接开始，末端PLC控制板502工作，同步信号量值达到制定预置阀值，此时微电脑处理器503响应完成，并通过内部的数据库模块实时反馈数据到微电脑处理器503，微电脑处理器503发出按需供给指令信号至电磁比例阀506，形成不断更新的闭合环，持续不断的按需合理供气。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点 ,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种焊接气体节能综合控制系统，其特征在于，其包括：

供气气站，用于为焊接设备提供气源；

2.根据权利要求1所述的一种焊接气体节能综合控制系统，其特征在于，所述前端总控单元包括第一箱体；所述第一箱体内设有主管道；所述主管道的上、下两端分别设有进气口和出气口；所述主管道的内侧设有支管道；所述支管道的两端与主管道相通连接形成环路结构；所述支管道上设有第一电磁阀和调节器；所述支管道上还设有首端气体压力感应器；所述首端气体压力感应器与调节器之间设有第二控制阀；所述主管道上设有气体质量流量计；所述气体质量流量计置于环路结构外侧。

3.根据权利要求2所述的一种焊接气体节能综合控制系统，其特征在于，所述第一箱体的内部还设有前端PLC控制板和恒压电源器；所述第一电磁阀、调节器、气体质量流量计、首端气体压力感应器、第二控制阀以及恒压电源器均与前端PLC控制板电连接。

4.根据权利要求2所述的一种焊接气体节能综合控制系统，其特征在于，所述主管道靠近进气口一端设有进气控制阀；所述主管道靠近出气口一端设有出气控制阀；所述进气控制阀与出气控制阀均置于环路结构外侧且与前端PLC控制板电连接。

5.根据权利要求2所述的一种焊接气体节能综合控制系统，其特征在于，所述主管道上还设有第一控制阀和阀门控制器；所述第一控制阀和阀门控制器均置于环路结构内侧且与前端PLC控制板电连接。

6.根据权利要求1所述的一种焊接气体节能综合控制系统，其特征在于，所述中段恒压控制单元包括第二箱体；所述第二箱体内设有相互连通的第一气体缓冲箱和第二气体缓冲箱；所述第一气体缓冲箱远离第二气体缓冲箱一端连通设有进气导管；所述进气导管与主管道的出气口密封连接；所述进气导管上设有中段气体压力感应器和第二电磁阀；所述第二气体缓冲箱远离第一气体缓冲箱一端连通设有若干出气导管；所述出气导管上设有末端气体压力感应器。

7.根据权利要求6所述的一种焊接气体节能综合控制系统，其特征在于，所述第二箱体的内侧壁上还设有中段PLC控制板；所述第二箱体的内底部设有直流稳压电源；所述中段气体压力感应器、第二电磁阀、直流稳压电源和末端气体压力感应器分别与中段PLC控制板电连接。

8.根据权利要求6所述的一种焊接气体节能综合控制系统，其特征在于，所述第一气体缓冲箱和第二气体缓冲箱之间设有连接管；所述连接管上还设有第三控制阀；所述第三控制阀与中段PLC控制板电连接。

9.根据权利要求1所述的一种焊接气体节能综合控制系统，其特征在于，所述末端智能气体控制仪器单元包括第三箱体；所述第三箱体内设有导气管；所述导气管一端与出气导管密封连接，另一端与焊接设备密封连接；所述导气管上设有用于控制气体流量的第四控制阀以及用于控制气体比例流量的电磁比例阀；所述第三箱体内壁设有用于采集稳流恒压气体通过的屏幕显示装置、用于采集气体数据并下达指令的微电脑处理器以及用于采集电流信号的末端PLC控制板；所述屏幕显示装置、第四控制阀、微电脑处理器和电磁比例阀均与末端PLC控制板电连接。

10.根据权利要求9所述的一种焊接气体节能综合控制系统，其特征在于，所述第三箱体顶部设有与末端PLC控制板电连接的控制按钮。