一种搭载管道维抢修设备数据的自动采集装置的制作方法

1.本发明涉及一种管道抢修数据采集装置，特别是涉及一种搭载管道维抢修设备数据的自动采集装置。


背景技术：

2.随着技术的进步，管道维抢修设备必然向自动化方向发展。克服用眼见、手摸和普通工具检测的管道维抢修作业方式势在必行，特别是在管道抢修作业中，实时掌握各种技术数据的变化情况对抢修工作有很大帮助。
3.目前没有对带压开孔设备状态参数进行数字化无线传输显示的装置，本发明弥补了此项空白。因此，本发明装置具有模块化、智能化的特点，应用前景非常广阔。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种搭载管道维抢修设备数据的自动采集装置，本装置采用无线通信模式，使用非常方便。本套系统具有可扩展性，可以在施工现场安装不同类型的传感器，如管道的压力传感器、现场可燃气体的浓度传感器等，大量信息收集，为现场人员决策提供可靠依据，能够实时显示开孔机的转速、标尺位置、每分钟进刀量，夹板阀的阀板位置及是否处于完全开关状态；同时，本发明支持便携式设备，如果使用智能手机或平板电脑安装app,可以实时监视现场数据。
5.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种搭载管道维抢修设备数据的自动采集装置，所述装置包括箱体、箱盖、触摸显示屏、密封玻璃罩、无线通信模块、电器安装背板、鼠标收纳盒、吊挂旋转机构、防震机构、防雨罩、自动采集装置托板；自动采集装置整体与液压站框架连接，顶部安装有防雨罩，下方设有自动采集装置托板，自动采集装置托板与液压站框架之间通过防震机构在四个角的方位连接起防松减震作用；自动采集装置托板的中心与吊挂旋转机构通过圆周方向的几个螺栓紧固连接；吊挂机构下方与箱体螺栓连接；箱盖安装在箱体的前侧；触摸显示屏与密封玻璃罩内嵌于箱盖上；箱体的右侧为内嵌式的鼠标收纳盒；装置电源为直流24v由旁边配电柜内的开关电源提供；本装置的通信模式为485通信，装置与各开孔机和夹板阀组成一个通信群，群主为本装置；采集装置依次轮流向每一台开孔机发送询问指令；如开孔机控制模块处于工作状态，则向采集装置回复信息；如采集装置收不到回复信息，判定通信中断；本装置电气部分元件包括直流24v开关电源、无线通信模块、触摸屏、天线、工业4g路由器。
6.所述的一种搭载管道维抢修设备数据的自动采集装置，所述开孔机上安装数据处理单元，内部安装控制板、无线通信模块和光电开关。
7.所述的一种搭载管道维抢修设备数据的自动采集装置，所述装置设有数据处理单元，采用锂电池供电。
8.所述的一种搭载管道维抢修设备数据的自动采集装置，所述阀内部安装磁致伸缩传感器，实时测量阀芯位置，通过无线传输模块远传至综合搭载管道维抢修设备数据的自
动采集装置。
9.所述的一种搭载管道维抢修设备数据的自动采集装置，所述采集装置安装在液压站上，采用dc24v供电，通过无线方式接收采集各分单元信息，集中显示到平台上。
10.所述的一种搭载管道维抢修设备数据的自动采集装置，所述采集装置监控开孔机、夹板阀、封堵缸及其仪表。
11.所述的一种搭载管道维抢修设备数据的自动采集装置，所述开孔机显示标尺位置、主轴转速、进刀位置。
12.所述的一种搭载管道维抢修设备数据的自动采集装置，所述夹板阀显示阀芯位置及完全开启和完全关闭。
13.所述的一种搭载管道维抢修设备数据的自动采集装置，所述封堵缸显示堵头位置。
14.本发明的优点与效果是：本发明能够实时显示开孔机的转速、标尺位置、每分钟进刀量，夹板阀的阀板位置及是否处于完全开关状态等。本自动采集系统采用无线通信模式，使用非常方便。本系统具有可扩展性，可以在施工现场安装不同类型的传感器，如管道的压力传感器、现场可燃气体的浓度传感器等，大量信息收集，为现场人员决策提供可靠依据的一种实用型装置。
15.本发明具有、智能化、数据显示精准、无线通信、可扩展性、实时性好、方便操作的特点。
16.本设备的通信模式为485通信，自动采集装置与各开孔机和夹板阀组成一个通信群，群主为自动采集装置。自动采集装置依次轮流向每一台开孔机发送询问指令如开孔机控制模块处于工作状态，则向自动采集装置回复信息。如自动采集装置收不到回复信息，判定通信中断。
17.本发明能够实时显示开孔机的转速、标尺位置、每分钟进刀量，夹板阀的阀板位置及是否处于完全开关状态等。本自动采集系统采用无线通信模式，使用非常方便。
18.本发明适用于管道带压开孔维修各种设备的相关状态参数的数据采集处理和显示。
附图说明
19.图1为本发明搭载管道维抢修设备数据自动采集站装置示意图；图2为本发明管道维抢修设备数据自动采集系统工作原理图；图3为本发明搭载管道维抢修设备数据的自动采集装置电路原理图；图4为本发明搭载管道维抢修设备数据的自动采集装置工作原理图；图5为本发明开孔机控制原理图；图6为本发明夹板阀控制原理图；图7为本发明开孔机控制方式示意图；图8为本发明图7的局部放大图；图9为本发明开孔机控制方式后视示意图；图10为本发明图9的局部放大图；图11为本发明阀控制方式内部设置示意图；
图12为本发明图11的a-a剖视图。
具体实施方式
20.下面结合附图所示实施例对本发明进行详细说明。
21.本发明搭载管道维抢修设备数据的自动采集装置，包括箱体1、箱盖2、触摸显示屏3、密封玻璃罩4、无线通信模块5、电器安装背板6、鼠标收纳盒7、吊挂旋转机构8、防震机构9、防雨罩10、自动采集装置托板11。自动采集装置整体与液压站框架连接，顶部安装有防雨罩10，下方设有自动采集装置托板11，自动采集装置托板11与液压站框架之间通过防震机构9在四个角的方位连接起防松减震作用；自动采集装置托板11的中心与吊挂旋转机构8通过圆周方向的几个螺栓紧固连接；吊挂机构下方与箱体1螺栓连接；箱盖2安装在箱体的前侧；触摸显示屏3与密封玻璃罩4内嵌于箱盖上；箱体的右侧为内嵌式的鼠标收纳盒7。
22.开孔机上安装数据处理单元，内部安装控制板、无线通信模块和光电开关。控制板不断采集光电开关信号，记录丝杠和主轴的旋转位置，计算出标尺杆、主轴转速和进刀速度，并通过无线通信模块上传到综合搭载管道维抢修设备数据的自动采集装置。数据处理单元采用锂电池供电，一次充电后可以保证15小时使用。（见图7、图8开孔机控制方式示意图，以及图9、图10开孔机控制方式后视示意图）。
23.阀的内部安装磁致伸缩传感器，能够实时测量阀芯位置，通过仪表就地显示，并通过无线传输模块远传至自动采集装置。 （见图11、图12阀控制方式内部设置示意图）。
24.管道维抢修设备数据自动采集装置采集处理的显示部分，设于液压站的自动采集装置上。自动采集装置悬吊在液压站的上盖板下方，如（图1）所示，电源为直流24v由旁边配电柜内的开关电源提供。
25.本装置的通信模式为485通信，自动采集装置与各开孔机和夹板阀组成一个通信群，群主为自动采集装置。自动采集装置依次轮流向每一台开孔机发送询问指令如（图2）。如开孔机控制模块处于工作状态，则向自动采集装置回复信息。如自动采集装置收不到回复信息，判定通信中断。
26.本发明综合搭载管道维抢修设备数据的自动采集装置安装在液压站上，采用dc24v供电，通过无线方式接收采集各分单元信息，集中显示到平台上。自动采集装置内部安装了15吋触摸屏，为了满足隔爆要求，外部安装了钢化玻璃，采用无线鼠标操作。触摸屏采用吊装方式，可300
°
旋转，上面设置了遮阳板，能够满足野外使用环境。 自动采集装置可以监控六台开孔机、十二台夹板阀、六台封堵缸及其他仪表。开孔机显示内容包括标尺位置、主轴转速、进刀位置；夹板阀显示阀芯位置及完全开启和完全关闭提示；封堵缸显示堵头位置。
27.本装置电气部分元件包括直流24v开关电源；无线通信模块；触摸屏；天线；工业4g路由器。
28.液压站上电后，自动采集系统自动接入dc24v电源，触摸屏亮起，进入开机界面，设备启动10秒以后自动进入状态监控画面。无线通信模块与对应设备收发信息经过数据处理显示在触摸屏的监控画面上。4g路由器通过信号为触摸屏提供物联网的无线网络。
29.管道整套维抢修系统包括本发明综合搭载管道维抢修设备数据的自动采集装置、开孔机数据处理单元、夹板阀数据处理单元；各单元之间采用无线通信模式，方便现场应
用。同时系统还可以通过app程序，将数据发布到智能手机或平板电脑等移动终端。综合搭载管道维抢修设备数据的自动采集装置安装在液压站上，电源来自液压站配电柜，直流24v供电。液压站接电后，触摸屏通电亮起，系统开始工作。触摸屏共有两个无线通信网络：其一是开孔机网络，另一为夹板阀网络。无线通信距离100米。（见图4自动采集装置工作原理图）。
30.开孔机控制模块采用电池组供电，电源为dc24v。使用时，按下按钮就进入工作模式。不使用时，弹起按钮，切断电源。开孔机如长期不用（180天以上），如重新使用电池需要充电。 （见图5开孔机控制原理图）。
31.夹板阀控制模块采用电池组供电，电源为dc24v。使用时，按下按钮就进入工作模式。不使用时，弹起按钮，切断电源。如长期不用（180天以上），如重新使用电池需要充电。（见图6夹板阀控制原理图）。
32.综合搭载管道维抢修设备数据的自动采集装置与各开孔机组成一个通信群，群主为自动采集装置，自动采集装置依次轮流向每一台开孔机发送询问指令，如开孔机控制模块处于工作状态，则向自动采集装置回复信息，如自动采集装置收不到回复信息，判定通信中断。
33.管道维抢修设备数据自动采集系统操作时，开机后，界面显示液压站上电，自动采集系统自动接入dc24v电源，触摸屏亮起，进入开机界面；这时状态监控界面的设备启动10秒以后自动进入状态监控画面。状态监控画面分为四个区域分别为标题显示区、设备选择区、设备状态显示区，和切换画面按钮区。标题显示区在最上面，主要功能显示画面标题、日期时间以及显示语言种类，具备切换语言功能。
34.设备选择区选择需要显示的设备参数，分为开孔机、夹板阀、封堵缸三种设备，选择到每种设备，会在下方显示出对应设备标签和按钮。设备状态显示区在整个画面的主要位置，分为四个显示区域，可同时显示四台设备。按钮区具有历史记录、参数设置、参数表四个切换按钮，点击其中一个按钮就可以进入对应的画面。同时在最上面还有“关闭无用通道”和
ꢀ“
打开无用通道”两个按钮。自动采集系统启动后，会定时逐个访问每台设备，如此设备不存在，只显示标签。
35.开孔机参数说明及操作，显示开孔机参数，以及主轴位置，进给速度：毫米/分钟”，其中“主轴位置，毫米”表示当前位置开孔机机械标尺杆读数，通常情况下“主轴位置”与标尺杆读数相一致，如不一致需要更改。进给速度表示主轴每分钟移动多少毫米。在正常工作下，此参数均为实时显示。同时显示“主轴转速：转/分钟，累计运行时间”，
ꢀ“
累计运行时间”表示开孔机主轴转速超过2转/分钟，系统认为开孔机在工作，并累计运行时间；“开孔行程，剩余时间”，
ꢀ“
开孔行程
”’
表示开机结束时标尺杆应该达到的读数。剩余时间是距离开孔结束所需的时间，当开孔机停止时，系统以默认主轴转速计算时间，当开孔机运转时，以实际主轴转速计算时间，转速越快，剩余时间越短。
36.主轴位置修改及开孔行程修改：使用时，首先要保证主轴位置与机械标尺杆一致。首先将标尺杆安装到开孔机上，记录标尺杆的实际读数。关闭无用通道和打开所有通道：自动采集装置能够同时与多套设备进行通信，每个设备占用一个通道。在实际使用中，只有部分设备在使用，过多无用通道占用系统资源，使显示实时性变差，所以很有必要关闭无用通道。设备启动后，打开使用的开孔机、夹板阀、封堵缸等设备的数据采集系统，并被自动采集
装置找到后，就可以点击“关闭无用通道”按钮，无用通道被关闭，提高了显控的实时性。如有新设备加入，则要打开所有通道，待找到改台设备后再关闭无用通道。
37.本装置设有计算器，辅助开孔作业时计算相关尺寸，包括中心钻尖到联箱底部距离，管顶到夹板阀顶的距离，在安装开孔机之前测得计算出开孔机标尺杆需要快速下降的行程。还包括管道外径、管道内径，筒刀外径、筒刀内径可计算出开透弦高和掉板弦高，其中掉板弦高与管道外径、管道内径及筒刀内径有关，其中开透弦高与管道外径、管道内径及筒刀外径有关，均可以计算得出。中心钻距筒刀前端距离需要刀具安装完成后进行测量，在开孔机没有下刀之前的标尺杆值也需要记录，可以计算出掉板位置和开孔位置。