基于Zigbee的焊接質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、焊接是鍋爐、壓力容器制造過程中的一種主要加工工藝方法。焊接質(zhì)量的好壞直接影響到鍋爐壓力容器的質(zhì)量、進(jìn)而影響到鍋爐壓力容器的安全運(yùn)行和使用壽命[1]。國內(nèi)外的各種相關(guān)資料表明：鍋爐壓力容器的失效事故中，主要的失效源在焊縫上，其直接原因就在于焊接的質(zhì)量上。
　　傳統(tǒng)的焊接過程可以看作是一種開環(huán)的焊接過程，自動化水平低。無法實時將焊接過程參數(shù)反饋，也就無法有針對性地對這些參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。已不適應(yīng)焊接高質(zhì)量的發(fā)展趨勢。急切需要一種對焊接過程

2、進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測，并實時跟蹤焊接參數(shù)方便加以控制的管理方式，將粗放型管理轉(zhuǎn)變?yōu)榧s型管理。從整體優(yōu)化和協(xié)調(diào)生產(chǎn)過程，以達(dá)到更合理的資源利用率，更完善的生產(chǎn)調(diào)度，更快速的對市場動態(tài)進(jìn)行反應(yīng)的目的。
　　本文以上海輔機(jī)廠容器車間為研究對象，構(gòu)建了一套基于 Zigbee的焊接質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)由實時監(jiān)控系統(tǒng)、診斷及報警系統(tǒng)、焊機(jī)能耗分析系統(tǒng)、歷史數(shù)據(jù)庫查詢、分析和報表系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程WEB監(jiān)控幾大模塊組成。本文從本項目需求分析出發(fā)一直到整個系統(tǒng)

3、總體架構(gòu)，主要對實時監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)進(jìn)行了研究，其他功能模塊簡要描述了實現(xiàn)結(jié)果。
　　實時監(jiān)控系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上可以分為三部分：數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和Zigbee無線通信模塊。其中，數(shù)據(jù)采集模塊需要實時采集現(xiàn)場生產(chǎn)過程中的參數(shù)如焊接電流、電弧電壓、滾輪架轉(zhuǎn)速和工件層間溫度等等，通過信號調(diào)理以及A/D轉(zhuǎn)換，將處理后的信號傳送給數(shù)據(jù)處理模塊，同時接受來自數(shù)據(jù)處理模塊的控制信號，通過固態(tài)繼電器輸出報警信號。再由CPU完成數(shù)據(jù)處理，接

4、著使用Zigbee無線通信模塊把經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)幀傳送到Zigbee無線網(wǎng)關(guān)。
　　本次的焊接場合，焊絲可能飛濺到網(wǎng)線上將其融化，從而導(dǎo)致有線通信失效。此外，遠(yuǎn)距離和多點采集的場合對有線傳輸方式來說同樣不太合適，其造價也會隨著攀升。本次的應(yīng)用中，工件個體大且重，不便移動，需要焊機(jī)進(jìn)行移動。加上大量的焊接設(shè)備隨機(jī)分布在整個車間內(nèi)，造成網(wǎng)絡(luò)布線困難，無法使用有線網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控系統(tǒng)。在這種情形下，無線傳輸就顯示出其優(yōu)越性。在對比幾種流行的無線