一种基于物联网的多工位墩头机控制系统

1.本发明涉及控制系统，特别涉及一种基于物联网的多工位墩头机控制系统，属于墩头机技术领域。

背景技术：

2.工程用部件的快速接头管，常常在其端部设置墩头，即在端部的管壁上设置沿径向向外突出的环状凸起，形成墩环，使其可与配接的套管严密的结合，同时对设置墩环的一端进行缩口处理，以方便安装和装配，这种结构的设置通常是通过管件墩头机实现，通过墩头机将管件轴向压缩使其部分外径变大，形成墩环，或者使管件端部的口径缩小，从而实现管件的墩环或缩口工艺。
3.现有的墩头机不能进行远程监控，对墩头机的各操作工序进行监控处理，以及设置运行参数，因此，需要操作人员一直在现场进行操作处理，使用的便捷性较差，不符合现代加工生产要求。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于物联网的多工位墩头机控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网的多工位墩头机控制系统，包括plc总控制器、电源模块、触摸显示屏、无线信号收发器和远程控制端，所述触摸显示屏设置在墩头机的外侧开关面板处，且所述触摸显示屏的接线端口通过适配器与plc总控制器的模拟输出端口电性连接，所述plc总控制器通过无线信号收发器与远程控制端远程通信连接。
6.作为本发明的一种优选技术方案，所述多工位墩头机控制系统还包括多工位送料模块、切割模块、墩头模块和翻转模块，且所述多工位送料模块、切割模块、墩头模块和翻转模块的驱动控制电路信号输出端均与plc总控制器电性连接，所述多工位送料模块、切割模块、墩头模块和翻转模块还包括设置在各模块内部的运动监测模块，所述运动监测模块包括运动状态监测单元和实时图像监测单元，所述运动状态监测单元包括设置在多工位送料模块、切割模块、墩头模块和翻转模块驱动控制电路上的电磁阀、电机转速和行程限位开关，所述实时图像监测单元包括设置在多工位送料模块、切割模块、墩头模块和翻转模块边侧的多个不同角度的高清摄像头。
7.作为本发明的一种优选技术方案，所述多工位送料模块包括基于三组送料导向槽设置的送料台架、运动控制板、手控盒和i/o控制板，且三组所述送料导向槽分别基于x轴横向运动、y轴纵向运动和z轴竖向运动，且在三组所述导向槽的一端均设置有送料驱动器，三组所述送料驱动器均与运动控制板电性连接。
8.作为本发明的一种优选技术方案，所述多工位送料模块还包括送料信号处理单元、送料作业执行单元、运动状态监测单元和人机界面显示单元，其中，
消息处理单元：消息处理模块包含plc总控制器命令的解析及检验、串口422及can总线通信；送料作业执行单元：用于实现送料模块的运动控制及与墩头模块液压传动机构的协调；运行状态监测单元：对送料模块自身运行状态以及墩头模块液压驱动传动机构的同步和互锁信号进行实时监测，当出现故障时采用紧急停止或发送故障信息等措施进行处理；人机界面显示单元：主要是通过与手控盒的数据交换，实现人机界面显示的不断更新，且所述手控盒通过rs422串口与plc总控制器电性连接。
9.作为本发明的一种优选技术方案，所述i/o控制板的输出端口通过can总线与plc总控制器电性连接，所述i/o控制板的输出端口与墩头模块液压传动机构的信号采集端和切割模块的砂轮电机信号采集端接口电性连接。
10.作为本发明的一种优选技术方案，所述切割模块包括参数控制单元、切割线检测单元、速度调整单元，且所述参数控制单元分别与切割线检测单元、速度调整单元信号连接，所述参数控制单元与plc总控制器信号连接。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述参数控制单元的具体功能如下：参数控制单元根据接口管的直径确定切割线的速度，将信号传递给速度调整单元，确定切割线切割速度，并且，在切割过程中根据切割线检测单元反馈的切割线速度参数，实时调整速度参数，切割线检测单元在切割过程中实时检测切割线的速度，将速度参数反馈到参数控制单元，速度控制单元根据参数控制单元的指令，实时调整切割线的切割速度。
12.作为本发明的一种优选技术方案，所述墩头模块由接口管夹紧模、墩头模和接口管托轮组成，所述墩头模的驱动机构采用液压传动机构，所述的液压传动机构的控制电路与所述plc总控制器连接。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明一种基于物联网的多工位墩头机控制系统，设置由plc总控制器、电源模块、触摸显示屏、无线信号收发器和远程控制端构成的墩头机无线操控系统，配合在墩头机的多工位送料模块、切割模块、墩头模块和翻转模块设置的运动监测模块，可在远程控制端通过运动监测模块对各工序的运动进行实时的状态监测和参数调整，且多工位送料模块通过采用总线式和模块化的设计方法，将控制系统中的plc总控制器﹑运动控制器、手控盒、i/o板等子单元有机结合起来，最大限度地发挥了各自的特点，同时使该系统具有操作简便、易于维护、扩展性好、抗干扰能力强、结构紧凑等优点。
14.附图说明
15.图1为本发明的模块结构示意图；图2为本发明多工位送料模块的结构示意图。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.请参阅图1-2，本发明提供了一种基于物联网的多工位墩头机控制系统的技术方案：一种基于物联网的多工位墩头机控制系统，包括plc总控制器、电源模块、触摸显示屏、无线信号收发器和远程控制端，触摸显示屏设置在墩头机的外侧开关面板处，且触摸显示屏的接线端口通过适配器与plc总控制器的模拟输出端口电性连接，plc总控制器通过无线信号收发器与远程控制端远程通信连接，在本设备中plc总控制器选择采用西门子公司的simatics7-300，它由多种模块部件组成，触摸显示屏选用西门子的tp17ob，它是彩触摸屏，很适合多个参数需要设定和实时显示的工业环境，plc总控制器和触摸显示屏采用pc/mpi适配器和rs232电缆来实现通信。
18.多工位墩头机控制系统还包括多工位送料模块、切割模块、墩头模块和翻转模块，且多工位送料模块、切割模块、墩头模块和翻转模块的驱动控制电路信号输出端均与plc总控制器电性连接，多工位送料模块、切割模块、墩头模块和翻转模块还包括设置在各模块内部的运动监测模块，运动监测模块包括运动状态监测单元和实时图像监测单元，运动状态监测单元包括设置在多工位送料模块、切割模块、墩头模块和翻转模块驱动控制电路上的电磁阀、电机转速和行程限位开关，实时图像监测单元包括设置在多工位送料模块、切割模块、墩头模块和翻转模块边侧的多个不同角度的高清摄像头。
19.多工位送料模块包括基于三组送料导向槽设置的送料台架、运动控制板、手控盒和i/o控制板，且三组送料导向槽分别基于x轴横向运动、y轴纵向运动和z轴竖向运动，且在三组导向槽的一端均设置有送料驱动器，三组送料驱动器均与运动控制板电性连接。
20.具体的，运动控制板选择以altera公司cyclone系列的fpga芯片ep2c15af256c8为核心设计运动控制板，该芯片以nios ii 软核心处理器作为处理单元，为运动控制板建立sopc系统，运动控制板硬件的设计主要在 altera sopc builder开发平台下完成，它为sopc设计提供了标准化的图形环境。这里基于sopc builder，自定义了pwm输出、脉冲计数、通用输入输出等组件接口,再由sopc builder将这些组件组合起来，生成针对上述组件实例化的系统模块，同时自动生成必要的总线逻辑，用以建立组件问的联系。
21.多工位送料模块还包括送料信号处理单元、送料作业执行单元、运动状态监测单元和人机界面显示单元，其中，消息处理单元：消息处理模块包含plc总控制器命令的解析及检验、串口422及can总线通信；送料作业执行单元：用于实现送料模块的运动控制及与墩头模块液压传动机构的协调；运行状态监测单元：对送料模块自身运行状态以及墩头模块液压驱动传动机构的同步和互锁信号进行实时监测，当出现故障时采用紧急停止或发送故障信息等措施进行处理；人机界面显示单元：主要是通过与手控盒的数据交换，实现人机界面显示的不断
更新，且手控盒通过rs422串口与plc总控制器电性连接。
22.i/o控制板的输出端口通过can总线与plc总控制器电性连接，i/o控制板的输出端口与墩头模块液压传动机构的信号采集端和切割模块的砂轮电机信号采集端接口电性连接。
23.切割模块包括参数控制单元、切割线检测单元、速度调整单元，且参数控制单元分别与切割线检测单元、速度调整单元信号连接，参数控制单元与plc总控制器信号连接。
24.根据图1和图2所示，具体的，参数控制单元的具体功能如下：参数控制单元根据接口管的直径确定切割线的速度，将信号传递给速度调整单元，确定切割线切割速度，并且，在切割过程中根据切割线检测单元反馈的切割线速度参数，实时调整速度参数，切割线检测单元在切割过程中实时检测切割线的速度，将速度参数反馈到参数控制单元，速度控制单元根据参数控制单元的指令，实时调整切割线的切割速度。
25.根据图1和图2所示，具体的，墩头模块由接口管夹紧模、墩头模和接口管托轮组成，墩头模的驱动机构采用液压传动机构，液压传动机构的控制电路与plc总控制器连接。
26.具体使用时，本发明一种基于物联网的多工位墩头机控制系统，设置由plc总控制器、电源模块、触摸显示屏、无线信号收发器和远程控制端构成的墩头机无线操控系统，配合在墩头机的多工位送料模块、切割模块、墩头模块和翻转模块设置的运动监测模块，可在远程控制端通过运动监测模块对各工序的运动进行实时的状态监测和参数调整，且多工位送料模块通过采用总线式和模块化的设计方法，将控制系统中的plc总控制器﹑运动控制器、手控盒、i/o板等子单元有机结合起来，最大限度地发挥了各自的特点，同时使该系统具有操作简便、易于维护、扩展性好、抗干扰能力强、结构紧凑等优点。
27.在本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
28.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
29.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种基于物联网的多工位墩头机控制系统，包括plc总控制器、电源模块、触摸显示屏、无线信号收发器和远程控制端，其特征在于，所述触摸显示屏设置在墩头机的外侧开关面板处，且所述触摸显示屏的接线端口通过适配器与plc总控制器的模拟输出端口电性连接，所述plc总控制器通过无线信号收发器与远程控制端远程通信连接。2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的多工位墩头机控制系统，其特征在于：所述多工位墩头机控制系统还包括多工位送料模块、切割模块、墩头模块和翻转模块，且所述多工位送料模块、切割模块、墩头模块和翻转模块的驱动控制电路信号输出端均与plc总控制器电性连接，所述多工位送料模块、切割模块、墩头模块和翻转模块还包括设置在各模块内部的运动监测模块，所述运动监测模块包括运动状态监测单元和实时图像监测单元，所述运动状态监测单元包括设置在多工位送料模块、切割模块、墩头模块和翻转模块驱动控制电路上的电磁阀、电机转速和行程限位开关，所述实时图像监测单元包括设置在多工位送料模块、切割模块、墩头模块和翻转模块边侧的多个不同角度的高清摄像头。3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的多工位墩头机控制系统，其特征在于：所述多工位送料模块包括基于三组送料导向槽设置的送料台架、运动控制板、手控盒和i/o控制板，且三组所述送料导向槽分别基于x轴横向运动、y轴纵向运动和z轴竖向运动，且在三组所述导向槽的一端均设置有送料驱动器，三组所述送料驱动器均与运动控制板电性连接。4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的多工位墩头机控制系统，其特征在于：所述多工位送料模块还包括送料信号处理单元、送料作业执行单元、运动状态监测单元和人机界面显示单元，其中，消息处理单元：消息处理模块包含plc总控制器命令的解析及检验、串口422及can总线通信；送料作业执行单元：用于实现送料模块的运动控制及与墩头模块液压传动机构的协调；运行状态监测单元：对送料模块自身运行状态以及墩头模块液压驱动传动机构的同步和互锁信号进行实时监测，当出现故障时采用紧急停止或发送故障信息等措施进行处理；人机界面显示单元：主要是通过与手控盒的数据交换，实现人机界面显示的不断更新，且所述手控盒通过rs422串口与plc总控制器电性连接。5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的多工位墩头机控制系统，其特征在于：所述i/o控制板的输出端口通过can总线与plc总控制器电性连接，所述i/o控制板的输出端口与墩头模块液压传动机构的信号采集端和切割模块的砂轮电机信号采集端接口电性连接。6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的多工位墩头机控制系统，其特征在于：所述切割模块包括参数控制单元、切割线检测单元、速度调整单元，且所述参数控制单元分别与切割线检测单元、速度调整单元信号连接，所述参数控制单元与plc总控制器信号连接。7.根据权利要求6所述的一种基于物联网的多工位墩头机控制系统，其特征在于：所述参数控制单元的具体功能如下：参数控制单元根据接口管的直径确定切割线的速度，将信号传递给速度调整单元，确定切割线切割速度，并且，在切割过程中根据切割线检测单元反馈的切割线速度参数，实时调整速度参数，切割线检测单元在切割过程中实时检测切割线的速度，将速度参数反馈到参数控制单元，速度控制单元根据参数控制单元的指令，实时调整切割线的切割速度。
8.根据权利要求2所述的一种基于物联网的多工位墩头机控制系统，其特征在于：所述墩头模块由接口管夹紧模、墩头模和接口管托轮组成，所述墩头模的驱动机构采用液压传动机构，所述的液压传动机构的控制电路与所述plc总控制器连接。

技术总结

本发明公开了一种基于物联网的多工位墩头机控制系统，包括PLC总控制器和远程控制端，触摸显示屏设置在墩头机的外侧开关面板处；本发明设置由PLC总控制器、电源模块、触摸显示屏、无线信号收发器和远程控制端构成的墩头机无线操控系统，配合在墩头机的多工位送料模块、切割模块、墩头模块和翻转模块设置的运动监测模块，可在远程控制端通过运动监测模块对各工序的运动进行实时的状态监测和参数调整，且多工位送料模块通过采用总线式和模块化的设计方法，将控制系统中的PLC总控制器﹑运动控制器、手控盒、I/O板等子单元有机结合起来，最大限度地发挥了各自的特点，同时使该系统具有操作简便、易于维护、扩展性好、抗干扰能力强、结构紧凑等优点。结构紧凑等优点。结构紧凑等优点。