專利名稱:一種焊接設(shè)備無線通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及ー種通過無線方式實現(xiàn)多個焊接設(shè)備的不同PLC之間或PLC與控制終端之間實時通信的裝置,屬于無線通信設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
可編程序控制器,簡稱PLC,是現(xiàn)代エ業(yè)自動化領(lǐng)域廣泛使用的控制部件,在焊接領(lǐng)域PLC的應(yīng)用也非常普遍。隨著焊接自動化水平的不斷提高,很多情況下都需要多臺焊接設(shè)備協(xié)調(diào)工作才能完成生產(chǎn)任務(wù)。要實現(xiàn)多臺焊接設(shè)備之間的協(xié)調(diào)工作,那么設(shè)備上的PLC之間就必須有實時通信功能,這樣才能保證PLC同步運(yùn)行并控制設(shè)備協(xié)調(diào)工作。然而, 由于PLC自身的局限性,一般PLC上只有RS232或RS422通信接ロ,要實現(xiàn)PLC之間的通信只能通過RS232或RS422的通信電纜連接不同的PLC。但是當(dāng)設(shè)備現(xiàn)場的環(huán)境比較復(fù)雜或PLC之間的距離較遠(yuǎn)時就會給RS232或RS422通信電纜的布線帶來很多困難,同時由于通信電纜暴露在外,也很容易受到損壞而影響正常使用,一旦出現(xiàn)問題,查找和修復(fù)問題的工作量也很大。此外,現(xiàn)代焊接設(shè)備中一般都包含有控制終端,用于實現(xiàn)焊接設(shè)備工作參數(shù)的設(shè)定、設(shè)備微調(diào)、控制設(shè)備的啟動停止和監(jiān)測等功能。然而,對于很多設(shè)備,控制終端都與設(shè)備上的PLC之間有一定的距離,通過通信電纜的方式連接很笨重,不便于控制終端的使用。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠最終實現(xiàn)多個焊接設(shè)備的PLC同步運(yùn)行、具有控制焊接設(shè)備協(xié)調(diào)工作功能和利用控制終端實時監(jiān)控的焊接設(shè)備無線通信裝置。解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是ー種焊接設(shè)備無線通信裝置,它由多個無線通信模塊、一個無線AP和多個控制終端組成,多個無線通信模塊分別與多個焊接設(shè)備PLC通過通信電纜相連接,多個無線通信模塊與無線AP為無線連接,無線AP與多個控制終端為無線連接。上述焊接設(shè)備無線通信裝置,所述每個無線通信模塊包括ARM7微處理器、WIFI通信模塊、RS232通信接ロ、RS422通信接ロ、232芯片、422芯片和非易失性存儲器,WIFI通信模塊通過RMII接ロ與ARM7微處理器連接,RS232通信接ロ通過RS232通信電纜與相連接的焊接設(shè)備的PLC的RS232通信接ロ連接,ARM7微處理器的ー個通用同步/異步收發(fā)器連接到232芯片,RS422通信接ロ通過RS422通信電纜與相連接的焊接設(shè)備的PLC的RS422通信接ロ連接,ARM7微處理器的另ー個通用同步/異步收發(fā)器連接到422芯片。上述焊接設(shè)備無線通信裝置,所述每個控制終端包括ARM7微處理器、WIFI通信模塊、非易失性存儲器、RMII接ロ、顯示單元、操作按鈕、電源,WIFI通信模塊通過RMII接ロ與ARM7微處理器連接,ARM7微處理器通過數(shù)據(jù)總線連接顯示單元,ARM7微處理器的IO ロ連接到操作按鈕。[0009]上述焊接設(shè)備無線通信裝置,所述兩個焊接設(shè)備相連接的無線通訊模塊進(jìn)行無線連接。 上述焊接設(shè)備無線通信裝置,所述一個焊接設(shè)備相連接的無線通訊模塊與一個控制終端進(jìn)行無線連接。本實用新型的有益之處在于與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實用新型采用了無線通信方式,相比有線通信電纜不僅體積小、重量輕,而且安裝和使用都很方便。尤其在一些現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜或通信距離較遠(yuǎn)的情況下,布置有線電纜比較困難,使用無線通信的方式就可以省去布線的工作,節(jié)約了安裝成本,而且一旦通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問,查找和解決問題也比有線通信的方式簡單、快捷。控制終端因為采用了無線通信方式,沒有了電纜的束縛,操作人員就可以手持操作終端,在設(shè)備一定范圍內(nèi)的任何位置監(jiān)控設(shè)備。
圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖;圖2是本實用新型的另一種結(jié)構(gòu)框圖;圖3是本實用新型的第三種結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
圖中顯示,本實用新型由多個無線通信模塊、一個無線AP和多個控制終端組成。多個無線通信模塊分別與多個焊接設(shè)備PLC通過通信電纜相連接,多個無線通信模塊與無線AP為無線連接,無線AP與多個控制終端為無線連接。無線AP為Access Point簡稱,稱為“無線訪問節(jié)點(diǎn)”,它主要是提供無線工作站對有線局域網(wǎng)和從有線局域網(wǎng)對無線工作站的訪問,在訪問接入點(diǎn)覆蓋范圍內(nèi)的無線工作站可以通過它進(jìn)行相互通信,無線AP是無線網(wǎng)和有線網(wǎng)之間溝通的橋梁,本實用新型的焊接設(shè)備的電信號經(jīng)過無線AP的編譯,將電信號轉(zhuǎn)換成為無線電訊號發(fā)送出來,形成無線網(wǎng)的覆蓋。在每個無線通信模塊中包括ARM7微處理器、WIFI通信模塊、RS232通信接口、RS422通信接口、232芯片、422芯片和非易失性存儲器。無線通信模塊的ARM7微處理器程序中內(nèi)置了多種PLC通信協(xié)議,以到達(dá)和多款PLC通信的目的,無線通信模塊以ARM7微處理器為控制核心。無線通信遵循IEEE802. I lb/g標(biāo)準(zhǔn)。WIFI通信模塊通過RMII接口與ARM7微處理器連接,ARM7微處理器控制無線收發(fā)的內(nèi)容。RS232通信接口通過RS232通信電纜與相連接的焊接設(shè)備的PLC的RS232通信接口連接,ARM7微處理器的一個通用同步/異步收發(fā)器連接到232芯片,控制RS232通信接口的數(shù)據(jù)收發(fā)。232芯片是為電腦的RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片,使用+5v或+3. 3V單電源供電。RS422通信接口通過RS422通信電纜與相連接的焊接設(shè)備的PLC的RS422通信接口連接,ARM7微處理器的另一個通用同步/異步收發(fā)器連接到422芯片,控制RS422通信接ロ的數(shù)據(jù)收發(fā)。422電平轉(zhuǎn)換芯片用于通信、以及串ロ轉(zhuǎn)換。485,422電平轉(zhuǎn)換芯片,用于通信,以及串ロ轉(zhuǎn)換無線通信模塊的非易失性存儲器用于存儲模塊運(yùn)行的參數(shù)。無線通信模塊采用DC5V供電。
·[0025]每個控制終端包括ARM7微處理器、WIFI通信模塊、非易失性存儲器、RMII接ロ、顯示単元、操作按鈕、電源,控制終端以ARM7微處理器為控制核心。WIFI通信模塊通過RMII接ロ與ARM7微處理器連接,ARM7微處理器控制無線收發(fā)的內(nèi)容。ARM7微處理器通過數(shù)據(jù)總線連接顯示單元(LED或IXD),ARM7微處理器通過數(shù)據(jù)總線控制顯示單元顯示的內(nèi)容。控制終端包含操作按鈕,ARM7微處理器通過I/O ロ掃描按鈕的動作以識別操作者下達(dá)的命令??刂平K端可用鋰電池供電,能作為手持設(shè)備移動工作??刂平K端也可外接5V電源工作。控制終端的非易失性存儲器用于存儲控制終端運(yùn)行的參數(shù)。圖中顯示,本實用新型的具體應(yīng)用包含圖I、圖2、圖3所示的三種情況。圖I所示,焊接系統(tǒng)中需要多臺焊接設(shè)備PLC和控制終端實時通信,此種應(yīng)用具體包括一個無線AP,作為中央基站,其它所有的無線通信模塊和控制終端都連接到此AP ;多個無線通信模塊,每個模塊可配置獨(dú)立IP的地址,無線通信協(xié)議可設(shè)置,每個模塊包含一個RS232接口和ー個RS422接ロ,可與PLC通信;多個控制終端,每個控制終端可配置獨(dú)立的IP地址,無線通信協(xié)議可設(shè)置,控制終端上有按鈕和顯示終端。使用前,首先配置AP、無線通信模塊和控制終端的IP地址和通信協(xié)議。IP地址不能沖突且在ー個IP段內(nèi)(例如192. 168. 1.0-192. 168. I. 255),之后,根據(jù)與無線模塊連接的PLC品牌及型號不同,設(shè)置無線通信模塊RS232或RS422的通信模式和通信協(xié)議,保證無線通信模塊能和PLC正常通信。正常運(yùn)行時,無線通信模塊啟動后會不斷的讀取PLC內(nèi)指定數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)容(讀取頻率取決于PLC的應(yīng)答速度),當(dāng)從PLC內(nèi)讀取的數(shù)據(jù)發(fā)生變化吋,說明PLC工作狀態(tài)變化,于是無線通信模塊立即將PLC的狀態(tài)數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到指定IP地址的其它無線通信模塊或控制終端;每個無線通信模塊還實時接收其它無線通信模塊或配套的控制終端發(fā)送給自己的命令和數(shù)據(jù),并根據(jù)命令執(zhí)行相應(yīng)的操作。當(dāng)接收到其它PLC狀態(tài)發(fā)生變化的數(shù)據(jù)時,會立即將接收到的狀態(tài)數(shù)據(jù)寫入與其連接的PLC,實現(xiàn)PLC之間的同步運(yùn)行;當(dāng)接收到控制終端的命令和數(shù)據(jù),會根據(jù)命令的不同修改PLC的運(yùn)行參數(shù)或?qū)LC的狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送給控制終端,實現(xiàn)控制終端對設(shè)備的實時監(jiān)控;控制終端運(yùn)行后會不斷檢測按鈕有沒有動作,當(dāng)人為操作控制終端吋,控制終端會根據(jù)每個按鈕的定義發(fā)送相應(yīng)的命令和數(shù)據(jù)給配套設(shè)備上的無線通信模塊,并將無線通信模塊返回的PLC數(shù)據(jù)顯示在屏幕上。圖2所示,焊接系統(tǒng)中只有兩臺焊接設(shè)備的PLC之間實時通信,此種應(yīng)用具體包括兩個無線通信模塊,每個模塊可配置獨(dú)立IP的地址,無線通信協(xié)議可設(shè)置,每個模塊包含ー個RS232接ロ和ー個RS422接ロ,可與PLC通信。使用前,首先配置無線通信模塊的IP地址和通信協(xié)議。IP地址不能沖突且在ー個IP段內(nèi)(例如192. 168. I. 0-192. 168. I. 255)。之后,根據(jù)與無線模塊連接的PLC品牌及型號不同,設(shè)置無線通信模塊RS232或RS422的通信模式和通信協(xié)議,保證無線通信模塊能和PLC正常通信。無線模塊正常運(yùn)行后不斷讀取與其連接的PLC指定數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)容,當(dāng)讀取的內(nèi)容發(fā)生變化時表明PLC的工作狀態(tài)發(fā)生變化,無線通信模塊立即將PLC的狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送給另一個無線通信模塊。無線通信模塊若接收到另一個模塊發(fā)送來的數(shù)據(jù),會立即將此數(shù)據(jù)寫入PLC的指定數(shù)據(jù)區(qū);兩個通信模塊工作方式相同,進(jìn)而實現(xiàn)將一個PLC的狀態(tài)數(shù)據(jù)實時傳遞給另一 PLC,保證PLC之 間同步運(yùn)行。圖3所示,焊接系統(tǒng)中只需要一個控制終端和一個焊接設(shè)備PLC實時通信,此種應(yīng)用具體包括一個無線通信模塊,可配置獨(dú)立IP的地址,無線通信協(xié)議可設(shè)置,模塊包含一個RS232接口和一個RS422接口,可與PLC通信;一個控制終端,可配置獨(dú)立的IP地址,無線通信協(xié)議可設(shè)置,控制終端上包含按鈕和顯示終端。使用前,首先配置無線通信模塊和控制終端的IP地址和通信協(xié)議。IP地址不能沖突且在一個IP段內(nèi)(例如192. 168. 1.0-192. 168. 1.255)。之后,根據(jù)與無線模塊連接的PLC品牌及型號不同,設(shè)置無線通信模塊RS232或RS422的通信模式和通信協(xié)議,保證無線通信模塊能和PLC正常通信。無線模塊正常運(yùn)行后不斷檢測是否接受到控制終端的命令和數(shù)據(jù),若接收到則根據(jù)命令和數(shù)據(jù)修改PLC的運(yùn)行參數(shù)或?qū)LC的狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送給控制終端;控制終端運(yùn)行后會不斷檢測按鈕有沒有動作,當(dāng)人為操作控制終端時,控制終端會根據(jù)每個按鈕的定義發(fā)送相應(yīng)的命令和數(shù)據(jù)給無線通信模塊,并將無線通信模塊返回的PLC數(shù)據(jù)顯示在屏幕上。為了增加無線通信模塊和控制終端的通用性和靈活性,無線通信模塊和控制終端運(yùn)行所需的各種參數(shù)都可以修改,包括IP地址、無線通信協(xié)議相關(guān)的參數(shù)和密碼、RS232或RS422通信口的選擇、RS232或RS422通信口使用的波特率、與PLC適應(yīng)的通信協(xié)議。參數(shù)存儲在無線通信模塊或控制終端的非易失性存儲器中,掉電數(shù)據(jù)不丟失,修改參數(shù)的方法有兩種通過PC端專用的參數(shù)修改軟件修改參數(shù),此種修改參數(shù)的方式只有在無線通信模塊或控制終端啟動的時候才能使用,且PC機(jī)需要和無線通信模塊或控制終端連接在同一個無線網(wǎng)絡(luò)中;利用PC機(jī)上的瀏覽器修改參數(shù),此種修改方式只有在無線通信模塊或控制終端運(yùn)行正常后才能使用,且PC機(jī)需要和無線通信模塊或控制終端連接在同一個無線網(wǎng)絡(luò)中。
權(quán)利要求1.ー種焊接設(shè)備無線通信裝置,其特征在于它由多個無線通信模塊、一個無線AP和多個控制終端組成,多個無線通信模塊分別與多個焊接設(shè)備PLC通過通信電纜相連接,多個無線通信模塊與無線AP為無線連接,無線AP與多個控制終端為無線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的焊接設(shè)備無線通信裝置,其特征在于所述每個無線通信模塊包括ARM7微處理器、WIFI通信模塊、RS232通信接ロ、RS422通信接ロ、232芯片、422芯片和非易失性存儲器,WIFI通信模塊通過RMII接ロ與ARM7微處理器連接,RS232通信接ロ通過RS232通信電纜與相連接的焊接設(shè)備的PLC的RS232通信接ロ連接,ARM7微處理器的ー個通用同步/異步收發(fā)器連接到232芯片,RS422通信接ロ通過RS422通信電纜與相連接的焊接設(shè)備的PLC的RS422通信接ロ連接,ARM7微處理器的另ー個通用同步/異步收發(fā)器連接到422芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的焊接設(shè)備無線通信裝置,其特征在于所述每個控制終端包括ARM7微處理器、非易失性存儲器、WIFI通信模塊、RMII接ロ、顯示單元、操作按鈕、電源,WIFI通信模塊通過RMII接ロ與ARM7微處理器連接,ARM7微處理器通過數(shù)據(jù)總線連接顯示單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的焊接設(shè)備無線通信裝置,其特征在于所述兩個焊接設(shè)備相連接的無線通訊模塊進(jìn)行無線連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的焊接設(shè)備無線通信裝置,其特征在于所述ー個焊接設(shè)備相連接的無線通訊模塊與一個控制終端進(jìn)行無線連接。
專利摘要一種焊接設(shè)備無線通信裝置,屬于無線通信設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,用于通過無線方式實現(xiàn)多個焊接設(shè)備的不同PLC之間或PLC與控制終端之間實時通信,其技術(shù)方案是它由多個無線通信模塊、一個無線AP和多個控制終端組成,多個無線通信模塊分別與多個焊接設(shè)備PLC通過通信電纜相連接,多個無線通信模塊與無線AP為無線連接,無線AP與多個控制終端為無線連接。本實用新型采用了無線通信方式,相比有線通信電纜不僅體積小、重量輕,而且安裝和使用都很方便,在一些現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜或通信距離較遠(yuǎn)的情況下,可以省去布線的工作,節(jié)約了安裝成本,而且一旦通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問,查找和解決問題也比有線通信的方式簡單、快捷。
文檔編號G05B19/418GK202421855SQ20112054705
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者夏彬彬 申請人:唐山開元焊接自動化技術(shù)研究所有限公司