CN209102264U - 工程机械总装生产线气压检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工程机械总装生产线气压检测装置，属于气压检测领域。气压检测装置包括主控模块、电源模块，无线模块、按键模块、气体压力传感器、储存模块和报警模块，气体压力传感器通过电流转电压模块与主控模块连接；气体压力传感器对气压进行测量并输出电流信号到电流转电压模块，电流转电压模块将电流信号转换为电压信号并输出到主控模块，主控模块将电压信号发送到车间控制器，当测量到的电压信号超过标准时，主控模块控制报警模块进行提醒。本实用新型对气体压力进行实时检测，工件安装到合适位置时给与提示，极大程度的提高了生产线的效率、质量。并且本实用新型还能够将数据通过网络传入车间控制器中，满足智能化装配的要求。

Description

工程机械总装生产线气压检测装置

技术领域

本实用新型涉及气压检测领域，特别是指一种工程机械总装生产线气压检测装置。

背景技术

工程机械总装生产线用于推土机、挖掘机等大型工程机械的装配。在工业生产的过程中，需要检测气动设备内部压强的情况，以判断气动设备的工作状况。生产线气压检测装置能够精确的测量气体物理量，并能够将检测到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的处理、记录和控制、存储等要求，它是实现自动化检测和控制的首要环节。

目前很多气动设备不具有实时气体压力测量功能，也有部分设备具备实时气体压力测量功能，但是不具备数据联网通信功能。工程机械总装生产线越来越向智能化、信息化的方向发展，不具备实时测量功能或者不具备联网功能，将无法接入智慧工厂系统，不能满足智能制造信息化发展的需求。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种工程机械总装生产线气压检测装置，本实用新型对气体压力进行实时检测，工件安装到合适位置时给与提示，极大程度的提高了生产线的效率、质量。并且本实用新型还能够将数据通过网络传入车间控制器中，满足智能化装配的要求。

本实用新型提供技术方案如下：

一种工程机械总装生产线气压检测装置，该工程机械总装生产线包括至少一个车间，每个车间在需要检测气压的位置设置有气压检测装置，每个车间的所有气压检测装置连接有一个车间控制器，其中：

所述气压检测装置包括主控模块，所述主控模块连接有电源模块，无线模块、按键模块、气体压力传感器、储存模块和报警模块，所述气体压力传感器通过电流转电压模块与所述主控模块连接；

所述气体压力传感器对气压进行测量并输出表示气压的电流信号到电流转电压模块，所述电流转电压模块将所述电流信号转换为表示气压的电压信号并输出到主控模块，所述主控模块将所述电压信号发送到车间控制器，当测量到的所述电压信号超过标准时，主控模块控制报警模块进行提醒。

进一步的，所述主控模块为Atmega32单片机，所述Atmega32单片机的PD0和PD1引脚与所述无线模块连接，所述Atmega32单片机的PA4引脚与所述电流转电压模块连接，所述Atmega32单片机的PA2、PB2和PC6引脚与所述按键模块连接。

进一步的，所述气体压力传感器包括硅压阻式气体压力充油芯体和信号处理电路，所述信号处理电路将所述硅压阻式气体压力充油芯体在压力下的电阻变化转换为电流信号，在输出引脚输出4～20mA的电流信号，所述电流转电压模块通过24V直流电供电。

进一步的，所述电流转电压模块的输入引脚与气体压力传感器的输出引脚，所述电流转电压模块通过同向放大电路将4～20mA的电流信号转换为0～5V的电压信号。

进一步的，所述储存模块为非易失性存储器AT24C00，所述AT24C00的双向串行数据引脚SDA、串行数据时钟输入引脚SCL分别连接ATmega32单片机的PC1、PC0引脚构成IIC总线结构。

进一步的，所述工程机械总装生产线还包括服务器，所述服务器与所有车间的车间控制器网络连接，所述车间控制器通过以太网将表示气压的电压信号发送到所述服务器。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型应用在工程机械总装生产线智能化领域，通过气体压力传感器对气体压力进行实时检测，在将气体压力数值实时上传至车间控制器的同时，能够在工件安装到合适位置时给与提示，以此来防止气体压力过大致使工件或者设备损坏，极大程度的提高了生产线的效率、质量。并且本实用新型通过无线模块的无线通信技术，还能够将数据通过网络传入车间控制器中，能显示当前工作状态，记录重要过程数据，完成对数据进行实时监控，满足智能化装配的要求。

附图说明

图1为工程机械总装生产线的总体结构示意图；

图2为本实用新型的工程机械总装生产线气压检测装置的示意图；

图3为主控模块的示意图；

图4为气体压力传感器的接口示意图；

图5为电流转电压模块的电路图；

图6为电流转电压模块的接口示意图；

图7为存储模块的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本实用新型提供一种工程机械总装生产线气压检测装置，如图1所示，工程机械总装生产线包括至少一个车间100，每个车间100在需要检测气压的位置设置有气压检测装置200，每个车间100的所有气压检测装置200连接有一个车间控制器300，其中：

如图2所示，气压检测装置200包括主控模块1，主控模块1连接有电源模块2，无线模块3、按键模块4、气体压力传感器5、储存模块6和报警模块7，气体压力传感器5通过电流转电压模块8与主控模块1连接；

气体压力传感器5对气压进行测量并输出表示气压的电流信号到电流转电压模块8，气体压力传感器8将电流信号转换为表示气压的电压信号并输出到主控模块1，主控模块1将电压信号发送到车间控制器300，当测量到的电压信号超过标准时，主控模块1控制报警模7块进行提醒。

其中，电源模块负责为主控模块、无线模块(优选为WiFi模块)、气体压力传感器、气体压力传感器等供电；气体压力传感器实时对气压进行检测，并通过电流信号表示出来，发送给电流转电压模块；电流转电压模块负责将气体压力传感器发送的电流信号进行处理变成能够让主控模块识别的电压信号，并与主控模块通信；按键模块能够控制WiFi模块进行配置模式，给予其通信对象配置信息；WiFi模块主要用于环境采集应用软件和监测装置的数据通信，完成数据的传递和进行实时监控，用于智能化、信息化的工程机械总装生产线。

本实用新型的气压检测装置的工作过程如下：

首先，系统进行主控模块的启动，对I/O口、波特率、时钟进行设置；系统初始化完成之后，主控模块器读取气体压力传感器数据，经过数据处理之后得到实际气体压力值，进而，通过与实时工作气体压力的比对，判断气动设备是否满足工作的条件。

本实用新型应用在工程机械总装生产线智能化领域，通过气体压力传感器对气体压力进行实时检测，在将气体压力数值实时上传至车间控制器的同时，能够在工件安装到合适位置时给与提示，以此来防止气体压力过大致使工件或者设备损坏，极大程度的提高了生产线的效率、质量。并且本实用新型通过无线模块的无线通信技术，还能够将数据通过网络传入车间控制器中，能显示当前工作状态，记录重要过程数据，完成对数据进行实时监控，满足智能化装配的要求。

并且本实用新型还可以包括显示装置，可以将检测到的气体压力指标数据实时显示。

本实用新型中，如图3所示，主控模块1优选为Atmega32单片机，Atmega32单片机的PD0和PD1引脚与无线模块3连接，Atmega32单片机的PA4引脚与电流转电压模块8连接，Atmega32单片机的PA2、PB2和PC6引脚与按键模块4连接。

作为本实用新型的一种改进，气体压力传感器5包括硅压阻式气体压力充油芯体和信号处理电路，信号处理电路将硅压阻式气体压力充油芯体在压力下的电阻变化转换为电流信号，在输出引脚输出4～20mA的电流信号，电流转电压模块通过24V直流电供电。

本实用新型的电流转电压模块采用高性能的硅压阻式气体压力充油芯体，内部的专用集成信号处理电路将传感器毫伏信号转换成标准电流信号。直流24V供电，输出4～20mA模拟电流，输出电流与气体压力值呈线性关系。电流转电压模块如图4所示，3号引脚与24V的直流电源直接相连，2号引脚GND、1号引脚SDA则与电流转电压模块的I_IN+直接相连。

进一步的，电流转电压模块的输入引脚I_IN+与气体压力传感器的输出引脚(3)，电流转电压模块通过同向放大电路将4～20mA的电流信号转换为0～5V的电压信号。

由于Atmega32单片机无法直接获取气体压力传感器输出的模拟电流数据，故电路中加入电流转电压模块，此模块用于电流信号传输末端，将输入端的模拟电流数据转换成模拟电压数据，通过V_OUT直接接入单片机ATmega32的PA4(ADC)引脚，与单片机通信。

4～20mA电流转换为0～3.3v电压变送的工作原理为同向放大的电路，根据放大倍数的不同可以调节输出电压的不同。其原理图如图5所示。

假设R1＝200Ω，那么当输入4～20mA电流信号时，R1两端产生的压降为0.8～4V，要使其产生0～5V的输出电压，那么确定其放大倍数为1.25，即A＝1.25。同相放大电路的放大倍数，如果R4＝25K，R3＝100K，满足放大倍数＝1.25，由于R2、R5参数的确定与电路没有多大影响，理论设计R2＝100k，R5＝10k。由此得到4～20mA/0～5V电流/电压变换电路。

4～20mA的电流是用4mA表示零信号，用20mA表示信号的满刻度，而低于4mA高于20mA的信号用于各种故障的报警。电流转电压模块如图6所示。

作为本实用新型的另一种改进，储存模块6为非易失性存储器AT24C00，ATmega32单片机与非易失性存储器AT24C00的通信是通过2线IIC总线完成。ATmega32单片机可以通过IIC总线协议向储存模块中写入数据，并且能够从储存模块中读出数据。非易失性存储器AT24C00的硬件电路设计如图7所示。

AT24C00的双向串行数据引脚SDA、串行数据时钟输入引脚SCL分别连接ATmega32单片机的PC1、PC0引脚构成IIC总线结构。允许地址输入引脚A0、A1连接地；写保护引脚WP接地，表明允许对器件进行读/写操作，若WP接VCC时，所有内存变为写保护(只能读)。

进一步的，如图1所示，工程机械总装生产线还包括服务器400，服务器400与所有车间的车间控制器300网络连接，车间控制器300通过以太网将表示气压的电压信号发送到服务器400，服务器400优选包括云服务器和数据服务器。

本实用新型的气压检测装置可接入智能制造管理系统(服务器)中。服务器主要将下端车间管理与控制系统(车间控制器)通过无线路由和Internet网络传输过来的内容解析并存入云数据库，实现历史数据的记录，方便日后查询；车间管理与控制系统通过家庭局域网与气体压力传感器通信，进而实现获取气体压力信息并及时上报。

本实用新型采用交流220V供电，电源模块2与220V交流电连接，电源模块2将220V交流电转换为不同电压值的直流电，供各个模块使用。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种工程机械总装生产线气压检测装置，其特征在于，工程机械总装生产线包括至少一个车间，每个车间在需要检测气压的位置设置有气压检测装置，每个车间的所有气压检测装置连接有一个车间控制器，其中：

所述气压检测装置包括主控模块，所述主控模块连接有电源模块，无线模块、按键模块、气体压力传感器、储存模块和报警模块，所述气体压力传感器通过电流转电压模块与所述主控模块连接；

所述气体压力传感器对气压进行测量并输出表示气压的电流信号到电流转电压模块，所述电流转电压模块将所述电流信号转换为表示气压的电压信号并输出到主控模块，所述主控模块将所述电压信号发送到车间控制器，当测量到的所述电压信号超过标准时，主控模块控制报警模块进行提醒。

2.根据权利要求1所述的工程机械总装生产线气压检测装置，其特征在于，所述主控模块为Atmega32单片机，所述Atmega32单片机的PD0和PD1引脚与所述无线模块连接，所述Atmega32单片机的PA4引脚与所述电流转电压模块连接，所述Atmega32单片机的PA2、PB2和PC6引脚与所述按键模块连接。

3.根据权利要求1所述的工程机械总装生产线气压检测装置，其特征在于，所述气体压力传感器包括硅压阻式气体压力充油芯体和信号处理电路，所述信号处理电路将所述硅压阻式气体压力充油芯体在压力下的电阻变化转换为电流信号，在输出引脚输出4～20mA的电流信号，所述电流转电压模块通过24V直流电供电。

4.根据权利要求3所述的工程机械总装生产线气压检测装置，其特征在于，所述电流转电压模块的输入引脚与气体压力传感器的输出引脚，所述电流转电压模块通过同向放大电路将4～20mA的电流信号转换为0～5V的电压信号。

5.根据权利要求2所述的工程机械总装生产线气压检测装置，其特征在于，所述储存模块为非易失性存储器AT24C00，所述AT24C00的双向串行数据引脚SDA、串行数据时钟输入引脚SCL分别连接ATmega32单片机的PC1、PC0引脚构成IIC总线结构。

6.根据权利要求1-5任一所述的工程机械总装生产线气压检测装置，其特征在于，所述工程机械总装生产线还包括服务器，所述服务器与所有车间的车间控制器网络连接，所述车间控制器通过以太网将表示气压的电压信号发送到所述服务器。