CN112091363A - 一种可用于管平面与马鞍型面堆焊的智能控制系统 - Google Patents

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刘万存
高永光
肖鹏
赵佳
王彦坤
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Abstract

本发明公开了一种可用于管平面与马鞍型面堆焊的智能控制系统包括：智能监控管理平台，主要用于设备、车间及办公室与生产之间的实时数据采集、记录、显示与传输、随时打印焊接记录问题；智能网关模块，将互联网与主站模块进行互联与监控；主站模块，与若干从站模块连接；视频系统，采集现场实际的操作过程，实时画面被传到数据监控系统，为后续工艺方法的优化提供帮助。本发明的优点在于：提高现场设备的自动化程度，降低工作强度，提高工作效率，改善工作环境，极大地提高了工作效率，有利于实现工厂数字化管理。节省硬件投资，实时性能好，提高系统稳定性和可靠性，增加了设备的后续可扩展性，真正实现了集中智能控制。

Description

一种可用于管平面与马鞍型面堆焊的智能控制系统
技术领域
本发明涉及一种智能控制系统，特别涉及一种用于控制管平面与马鞍型面堆焊的智能控制系统。
背景技术
目前的大型压力容器的接管内壁、法兰端面的堆焊、接管与筒体之间的焊接中，大部分都采用半机械化焊接设备，自动化程度低、操作难度大、焊接质量差、效率低、焊前准备时间长等问题。
这种复杂的马鞍型空间曲线焊缝，要求整套控制系统更加智能化，同时具有更好的稳定性、更强的兼容性和可扩展性。因此智能总线控制系统变得简单、稳定、高效。但是，在焊接自动化设备领域，控制系统大多是非串型智能总线形式的通信方式，使得设备的集成度变低、故障率大大升高，后续检修难度大。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种结构简单、稳定、高效且智能的可用于管平面与马鞍型面堆焊的智能控制系统。
这种可用于管平面与马鞍型面堆焊的智能控制系统，包括：智能监控管理平台，主要用于设备、车间及办公室与生产之间的实时数据采集、记录、显示与传输、随时打印焊接记录问题，该平台实现了数字化智能控制综合管理；
智能网关模块，将互联网与主站模块进行互联与数据交换；
主站模块，与若干从站模块连接；
视频系统，采集现场实际的操作过程，实时画面被传到数据监控系统，为后续工艺方法的优化提供帮助。
所述的智能监控管理平台与互联网之间设置服务器，服务器通过云平台、数据监控系统与打印机，完成自动化数据采集的交互工作，用实时数据流代替复杂、不及时、数据不易保存的手工记录数据的劣势。服务器安装有巨控OPC SERVER。
所述的主站模块与人机交互平台连接采用TCP/IP协议，主站模块与人机交互平台之间能够进行实时数据交换。
所述的主站模块与远程数据传输从站模块、数据处理从站模块及其他从站模块连接。
所述的主站模块采用PLC模块，数据处理从站模块采用PLC模块。
所述的远程数据传输从站模块通过4G或有线与互联网连接，整个连接无需固定IP、绑定动态域名和繁琐的路由器设置。远程数据传输从站模块通过隔离的485口与现场数据采集系统、报警系统及远程组态软件连接，且现场数据采集系统、报警系统及远程组态软件之间能够进行数据交换。
所述的数据处理从站模块与伺服系统、步进系统、智能仪表、传感器、焊接电源及视频系统连接。
所述的主站模块与智能网关模块之间采用RS-232协议，智能监控管理平台与智能网关模块之间采用TPC/IP协议，主站模块与从站模块之间采用Modbus协议。
所述的数据处理从站模块与智能仪表之间采用Modbus协议，数据处理从站模块与焊接电源之间采用DeviceNet协议，数据处理从站模块与伺服系统之间采用Modbus协议。
所述的远程组态软件通过OPC驱动，即可组态现场画面，监视和控制主站模块、数据处理从站模块以及每个现场执行机构的运行，并可记录历史报警和历史数据等关键信息。报警系统采用APP报警，可以采用手机短信报警，也可以采用微信报警，多次拨号提醒，确保重大故障及时通知到人，实现无人值守。提供可断线续传的云端历史数据和报警记录，可以直接用网页查看历史数据报表，曲线图和报警记录，可以随时导出表格并打印，实现数据的实时共享。
本发明的优点在于：本用于管平面与马鞍型面堆焊的智能控制系统，提高现场设备的自动化程度，降低工作强度，提高工作效率，改善工作环境。
利用远程数据监控模块，由过去的现场监管和控制转变为远程监管和控制，极大地提高了工作效率，有利于实现工厂数字化管理。
各个站点之间的通信采用ModBus、DeviceNet、TCP/IP等通信协议，节省硬件投资，实时性能好，提高系统稳定性和可靠性，增加了设备的后续可扩展性，真正实现了集中智能控制。
附图说明
图1为一种可用于管平面与马鞍型面堆焊的智能控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对一种可用于管平面与马鞍型面堆焊的智能控制系统进行进一步说明。
这种可用于管平面与马鞍型面堆焊的智能控制系统，包括：智能监控管理平台，主要用于设备、车间及办公室与生产之间的实时数据采集、记录、显示与传输、随时打印焊接记录问题，该平台实现了数字化智能控制综合管理；智能网关模块，将互联网与主站模块进行互联与数据交换；智能监控管理平台与互联网之间设置服务器，服务器通过云平台、数据监控系统与打印机，完成自动化数据采集的交互工作，用实时数据流代替复杂、不及时、数据不易保存的手工记录数据的劣势。服务器安装有巨控OPC SERVER，OPC SERVER会自动从远程数据传输从站获取数据。主站模块，与若干从站模块连接，主站模块与人机交互平台连接采用TCP/IP协议，主站模块与人机交互平台之间能够进行实时数据交换。主站模块与远程数据传输从站模块、数据处理从站模块及其他从站模块连接。主站模块采用PLC模块，数据处理从站模块采用PLC模块。视频系统，采集现场实际的操作过程，实时画面被传到数据监控系统，为后续工艺方法的优化提供帮助。主站模块与智能网关模块之间采用RS-232协议，智能监控管理平台与智能网关模块之间采用TPC/IP协议，主站模块与从站模块之间采用Modbus协议。
远程数据传输从站模块通过4G或有线与互联网连接，整个连接无需固定IP、绑定动态域名和繁琐的路由器设置。远程数据传输从站模块通过隔离的485口与现场数据采集系统、报警系统及远程组态软件连接，且现场数据采集系统、报警系统及远程组态软件之间能够进行数据交换。远程组态软件通过OPC驱动，即可组态现场画面，监视和控制主站模块、数据处理从站模块以及每个现场执行机构的运行，并可记录历史报警和历史数据等关键信息。报警系统采用APP报警，可以采用手机短信报警，也可以采用微信报警，多次拨号提醒，确保重大故障及时通知到人，实现无人值守。提供可断线续传的云端历史数据和报警记录，可以直接用网页查看历史数据报表，曲线图和报警记录，可以随时导出表格并打印，实现数据的实时共享。
数据处理从站模块与伺服系统、步进系统、智能仪表、传感器、焊接电源及视频系统连接。数据处理从站模块与智能仪表之间采用Modbus协议，数据处理从站模块与焊接电源之间采用DeviceNet协议，数据处理从站模块与伺服系统之间采用Modbus协议。
如图1所示，智能监控管理平台与服务器连接，服务器数据处理通过云平台、数据监控系统与打印机，完成自动化数据采集的交互工作，用实时数据流代替复杂、不及时、数据不易保存的手工记录数据的劣势。互联网接收服务器及智能网关传输的数据，主站模块与智能网关模块之间采用RS-232协议，主站模块与若干个从站模块采用Modbus协议连接，从站模块包括数据处理从站模块、远程数据传输从站模块及其他从站模块，主站模块与人机交互平台连接采用TCP/IP协议，数据处理从站模块与伺服系统、步进系统、智能仪表、传感器、焊接电源及视频系统连接。的远程数据传输从站模块与现场数据采集系统、报警系统及远程组态软件连接。
焊接过程如下：初始化：当接通外部主电源后，拨动智能监控管理平台上的电源开关至开位置，系统进入初始化过程中；上电初始化程序主要完成对设备进行开机前的系统自检；参数的写入与保存，通过读取焊接参数与系统参数的设置；数据监控系统实现对焊接过程中出现的所有故障信息、反馈信息进行处理。
参数设置：通过人机交互平台设置管平面或马鞍面堆焊参数，选择操作模式，根据输入的相关参数，根据马鞍形空间曲线公式计算出空间曲线，并将该空间曲线分割成若干个点记忆在寄存器中，利用定位数据控制伺服系统执行该轨迹。
马鞍型面堆焊过程：完成前面所有准备工作后，点击启弧按钮，通过总线系统，将启弧信号、焊接参数通过DeviceNet协议发送至焊接电源；其他伺服、步进执行机构的数据由ModBus协议传输，现场实施数据反馈通过远程传输模块采集并上传至英特网以及服务器与监控系统，整套系统形成闭环控制，进入正常马鞍面堆焊过程。智能仪表与相关传感器采集现场工艺参数，并通过远程数据参数传输模块反馈，并在服务器端进行处理，并对末端执行机构与报警系统进行处理；若出现故障，可利用远程视频系统进行初步现场指导解决。
马鞍型面堆焊结束过程：焊接结束时，按动停止按钮，进入收弧控制程序段，完成一次正常焊接。可以直接用网页查看历史数据报表，曲线图和报警记录，可以随时导出所需的焊接参数表格并打印，现场视频资源也被保存。
这种可用于管平面与马鞍型面堆焊的总线智能控制系统，采用现场总线等先进技术，根据管平面与马鞍型面堆焊的工艺流程，设计了管平面与马鞍型面堆焊的总线智能控制系统，利用PLC、总线定位模块、远程无线物联网传输模块、无线通信模块、伺服步进系统、智能仪表和底层传感器等模块实现了自动化程度较高的管平面与马鞍型面堆焊的任务，利用智能网关和现场总线等技术实现了设备的远程控制与管理。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要结构和优点。本行业的技术人员应该了解，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还可以有尺寸和方向等的变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种可用于管平面与马鞍型面堆焊的智能控制系统，其特征在于：包括：
智能监控管理平台，主要用于设备、车间及办公室与生产之间的实时数据采集、记录、显示与传输、随时打印焊接记录问题；
智能网关模块，将互联网与主站模块进行互联与数据交换；
主站模块，与若干从站模块连接；
视频系统，采集现场实际的操作过程，实时画面被传到数据监控系统，为后续工艺方法的优化提供帮助。
2.根据权利要求1所述的一种可用于管平面与马鞍型面堆焊的智能控制系统,其特征在于：所述的智能监控管理平台与互联网之间设置服务器，服务器通过云平台、数据监控系统与打印机，完成自动化数据采集的交互工作，服务器安装有巨控OPC SERVER。
3.根据权利要求1所述的一种可用于管平面与马鞍型面堆焊的智能控制系统,其特征在于：所述的主站模块与人机交互平台连接采用TCP/IP协议。
4.根据权利要求1所述的一种可用于管平面与马鞍型面堆焊的智能控制系统,其特征在于：所述的主站模块与远程数据传输从站模块、数据处理从站模块及其他从站模块连接。
5.根据权利要求4所述的一种可用于管平面与马鞍型面堆焊的智能控制系统,其特征在于：所述的主站模块采用PLC模块，数据处理从站模块采用PLC模块。
6.根据权利要求4所述的一种可用于管平面与马鞍型面堆焊的智能控制系统,其特征在于：所述的远程数据传输从站模块通过4G或有线与互联网连接，远程数据传输从站模块通过隔离的485口与现场数据采集系统、报警系统及远程组态软件连接，且现场数据采集系统、报警系统及远程组态软件之间能够进行数据交换。
7.根据权利要求4所述的一种可用于管平面与马鞍型面堆焊的智能控制系统,其特征在于：所述的数据处理从站模块与伺服系统、步进系统、智能仪表、传感器、焊接电源及视频系统连接。
8.根据权利要求1所述的一种可用于管平面与马鞍型面堆焊的智能控制系统,其特征在于：所述的主站模块与智能网关模块之间采用RS-232协议，智能监控管理平台与智能网关模块之间采用TPC/IP协议，主站模块与从站模块之间采用Modbus协议。
9.根据权利要求7所述的一种可用于管平面与马鞍型面堆焊的智能控制系统,其特征在于：所述的数据处理从站模块与智能仪表之间采用Modbus协议，数据处理从站模块与焊接电源之间采用DeviceNet协议，数据处理从站模块与伺服系统之间采用Modbus协议。
10.根据权利要求6所述的一种可用于管平面与马鞍型面堆焊的智能控制系统,其特征在于：所述的远程组态软件通过OPC驱动，报警系统采用APP报警，可以采用手机短信报警，也可以采用微信报警。
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