专利名称：焊接过程质量监控的无线数据采集和处理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种数据采集和处理系统，特别涉及一种焊接过程质量监控的无线数据采集和处理系统。
背景技术：
长期以来，核电产品、化工机械产品和电站锅炉产品中的压力壳、大中型反应器以及汽包等，在焊接过程中涉及质量监控的关键参数如焊接电压、焊接电流、预热温度、层间温度、消氢温度等，基本上沿用眼看手记的传统方法。这显然不能满足实时、真实地进行生产过程中的质量监控和数据采集的要求。特别是像核电站设备的加工制造过程需要全程监控记录时，记录和保存数据都是牵涉到核安全的重要问题，光是有关焊接过程的数据纸就多达两辆卡车才能装完。由于这类产品生产状况的特点是，单件加工、体积大、加工时间连续不停顿达数十天、又无固定工作台。如果采用有线数据采集系统的方案系统难以部署，维护成本很高，还往往是不实际的。需要创建一种无线数据采集和处理系统，以达到对生产过程的参数进行灵活、及时的采集和分析，在线掌握车间的加工质量信息。
发明内容
本发明的目的是为了达到对焊接过程的参数进行灵活、及时的采集和分析，在线掌握车间的加工质量信息，提供一种采用基于Zigbee无线短程网通讯技术，构建一种能克服工业环境对无线传输信号的各种干扰和衰变，能自主按照传输可靠性的要求选择传输路径的无线数据采集和处理系统，实现对焊接过程的关键参数自动数据采集、处理和监控。
本发明的技术方案是一种焊接过程质量监控的无线数据采集和处理系统，特点是，它由多个无线网络节点组成的Zigbee通讯网络、被测参数检测仪表和计算机组成，它具体包括一个网络协调器节点，每个无线网络只能安排1个，起网络自组织的地址分配和将无线网络协议转换为标准串口协议的网关功能；多个路由器节点，每个节点都有自动路由功能；多个终端功能节点，每个节点都具备路由功能，还备有标准的DC 4-20mA的接口和RS 232C/RC 485的串口；天线，用于网络协调器节点、路由器节点及终端功能节点上，经选择相配提高数据传输的可靠性；被测参数检测仪表，用于罐体焊接时测量焊接电流、电压、温度，测量压力容器内温度压力；计算机，包括工程师PC、操作员PC；网络协调器节点置于是计算机房，终端功能节点按排在自动焊接机和被焊接的压力容器旁，被测参数检测仪表输出接至相应的终端功能节点的信号输入端，终端功能节点将监测的焊接参数通过路由器节点传送到网络协调器，网络协调器通过串行电缆将数据传送给计算机，计算机收到数据后，由计算机内设置的监控软件进行数据处理，实时显示数据，历史数据记录，超值报警。
本发明的有益效果1、适应大型自动焊接机械装置须随焊接件在车间内移动的特点，只要部署多个路由器节点，就可以将采自自动焊机的若干关键参数，通过具有自组织网络特性的无线传输，以符合要求的误码率送往网络协调器节点。再经由附属于该网络协调器节点中协议转换功能(即网关)，转换为可连至计算机的串行口，由计算机进行存储和处理。
2、为了方便质量监督人员真实、连续且实时地掌握焊接加工全程的关键参数，所设计的数据处理系统具有存储、处理大量数据的能力，用户界面友好，便于操作。还可以按照用户要求，将系统接入用户的全厂质量控制计算机网络。
3、从自动焊接机处采集数据的终端节点配备有标准的DC4-20mA的接口以及标准的RS 232/RS 485的串口，以方便各种传感器或变送器，或其它测量仪表信号的接入。
综上所述，本发明将实现焊接过程全自动的无线数据采集和监控，对保证大型焊焊接件的焊接质量、节省大量质量监控成本，提供了技术保障手段。
图1为焊接过程质量监控的无线数据采集和处理系统原理图；图2为本发明的Zigbee通讯网络示意图。
具体实施例方式
一种焊接过程质量监控的无线数据采集和处理系统，由图1、图2所示，特点是，它由在焊接车间内置有多个无线网络节点组成的Zigbee通讯网络、被测参数检测仪表和计算机组成，它具体包括一个网络协调器节点6，每个无线网络只能安排1个，起网络自组织的地址分配和将无线网络协议转换为标准串口协议的网关功能；多个路由器节点1，每个节点都有自动路由功能；多个终端功能节点2，每个节点都具备路由功能，还备有标准的DC 4-20mA的接口和RS 232C/RC 485的串口；天线8，用于网络协调器节点6、路由器节点1及终端功能节点2上，经选择相配提高数据传输的可靠性；被测参数检测仪表，用于罐体焊接时测量焊接电流、电压检测仪表4、温度检测仪表11，测量压力容器内温度压力检测仪表10；计算机，包括工程师PC、操作员PC；网络协调器节点6布置在计算机房7内，终端功能节点2按排在自动焊接机3及被焊接的压力容器9旁，被测参数仪表输出接至相应终端功能节点2的信号输入端，终端功能节点2将监测的焊接参数通过路由器节点1传送到网络协调器6，网络协调器6通过串行电缆将数据传送给计算机5，计算机收到数据后，计算机内设置的监控软件进行数据处理，实时显示数据，历史数据记录，超值报警。本发明在计算机上运行的处理程序采用商用的SCADA工控软件包，在此基础上进行流程画面组态、数据处理组态和通信组态。在焊接车间内布置多个路由器节点，要保证射频通路具备数据包的丢失率达到10-6，路由器节点布多少与整个车间的钢结构、车间内布置的设备位置均有密切关系。本发明在具体实施中，先进行无线网络的调试，通过由运行专门设计的调试程序，由网络协调器节点向网络发出测试数据包至终端功能节点，再由该终端功能节点回送同一数据包，观测数据包的传输误码率的大小，判断路由器节点设置的合理性。根据车间内可能出现的干扰，适当调整路由器节点位置，以求得尽可能好的传输效果。将被测参数的仪表输出接至相应的终端节点的信号输入端，启动无线数据采集处理系统，焊接过程的被测参数立即经由路由器节点传至网络协调器节点，再通过协议转换送入计算机端口，由计算机内设置的监控软件对测量数据进行存储和处理。
权利要求
1.一种焊接过程质量监控的无线数据采集和处理系统，其特征在于，它由多个无线网络节点组成的Zigbee通讯网络、被测参数检测仪表和计算机组成，它具体包括一个网络协调器节点，每个无线网络只能安排1个，起网络自组织的地址分配和将无线网络协议转换为标准串口协议的网关功能；多个路由器节点，每个节点都有自动路由功能；多个终端功能节点，每个节点都具备路由功能，还备有标准的DC 4-20mA的接口和RS 232C/RC 485的串口；天线，用于网络协调器节点、路由器节点及终端功能节点上，经选择相配提高数据传输的可靠性；被测参数检测仪表，用于罐体焊接时测量焊接电流、电压、温度，测量压力容器内温度压力；计算机，包括工程师PC、操作员PC；网络协调器节点置于是计算机房，终端功能节点按排在自动焊接机和被焊接的压力容器旁，被测参数检测仪表输出接至相应的终端功能节点的信号输入端，终端功能节点将监测的焊接参数通过路由器节点传送到网络协调器，网络协调器通过串行电缆将数据传送给计算机，计算机收到数据后，由计算机内设置的监控软件进行数据处理，实时显示数据，历史数据记录，超值报警。
全文摘要
本发明公开了一种焊接过程质量监控的无线数据采集和处理系统，其特点是，它由Zigbee通讯网络、被测参数检测仪表和计算机组成，它具体包括网络协调器节点、路由器节点、终端功能节点、天线、被测参数检测仪表和计算机。网络协调器节点置于是计算机房，终端功能节点按排在焊接机和压力容器旁，被测参数检测仪表输出接至相应的终端功能节点的信号输入端，终端功能节点将监测的焊接参数通过路由器节点传送到网络协调器，网络协调器将数据传送给计算机，由监控软件进行数据处理，实时显示数据，历史数据记录，超值报警。本发明实现焊接过程全自动的无线数据采集和监控，保证了大型焊接件的焊接质量、节省质量监控成本。
文档编号G08C17/00GK1921427SQ200610030218
公开日2007年2月28日 申请日期2006年8月18日 优先权日2006年8月18日
发明者彭瑜, 黄冠宇, 涂煊, 王凯 申请人:上海工业自动化仪表研究所