CN220419849U - 一种用于板材切割设备的数据采集*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于板材切割设备的数据采集***，该装置包括控制模块、传感器模块以及上位机，传感器模块与控制模块数据连接，控制模块通过无线通信单元与上位机通讯连接，控制模块包括机体和作为主控制器的PLC，PLC设有若干接口，机体下部设有与PLC接口相匹配的连接器；传感器模块包括继电器、电压表、电流表和互感器，互感器与电流表连接，继电器、电压表、电流表均与PLC相连。本实用新型通过设PLC作为主控制器，接口丰富且可拓展，可采集板材切割设备信息数据用于算法计算，远程监控不同品牌型号规格的板材切割设备当前状态，计算设备利用率，分析车间运行状况，并与MES***交互进行排产规划，实用方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及数据采集设备技术领域，特别涉及一种用于板材切割设备的数据采集***。
背景技术
板材切割设备是制造工厂根据设计图纸用于切割原始板材的设备，是保障制造工厂后续工序可以顺利进行的重要设备。数据采集是指从现场设备及传感器中自动采集信号发送到上位机中进行分析处理。制造工厂在建设数字化车间及智能工厂的过程中需要在板材切割设备上安装一套结构简单、功能齐全、实用方便的数据采集***。但制造工厂由于之前规划问题切割设备、新旧型号不同且与上位机中软件不兼容，无法直接发送数据信号至上位机中。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理，结构简单，可扩展性强，采用模块化设计，实用方便的用于板材切割设备的数据采集***。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种用于板材切割设备的数据采集***，其特点是，该装置包括控制模块、传感器模块以及上位机，传感器模块与控制模块数据连接，控制模块通过无线通信单元与上位机通讯连接，
所述控制模块包括机体和作为主控制器的PLC，PLC和无线通信单元均装在机体内，PLC设有若干接口，机体下部设有与PLC接口相匹配的连接器，机体上部安装有与无线通信单元相连的天线，机体前部安装有显示屏，显示屏与PLC连接；
所述传感器模块包括继电器、电压表、电流表和互感器，继电器用于采集板材切割设备的当前状态信息，继电器安装在控制模块的机体内，互感器安装在板材切割设备中，互感器与电流表连接，继电器、电压表、电流表均与PLC相连，电压表和电流表用于显示板材切割设备的电流电压情况。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案实现，该***还包括电源单元，电源单元包括电源管理模块和供电电源，供电电源用于本数据采集***中的用电设备供电，电源管理模块与PLC相连，并能控制供电电源的启闭。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案实现，所述电源单元还包括充电电路、仪表电放电电路、仪表电池组，充电电路输入端与位于板材切割设备中的电源接口相连，充电电路输出端与电源管理模块、仪表电池组相连，所述仪表电池组与电源管理模块、仪表电放电电路相连，所述仪表电放电电路输出端与PLC、操纵按钮、无线通信单元和显示单元相连。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案实现，所述PLC选用西门子S7-200 SMART，且搭载有用于存储信息数据的存储模块。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案实现，在所述机体上安装有用于更换显示单元上显示内容的操纵模块，操纵模块包括操纵按钮和芯片，操纵按钮通过芯片与显示单元相连。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案实现，所述PLC与操纵按钮、传感器模块、显示单元连接的接口为RS485接口，所述PLC与无线通信单元连接的接口为RJ45接口。
本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案实现，所述电压表及电流表输入信号的接线方式采用三相四线制或者三相三线制。
与现有技术相比，本实用新型通过设若干接口的PLC作为主控制器，接口丰富且可拓展，可采集板材切割设备信息数据用于算法计算，通过设无线通信单元，实现远程监控不同品牌型号规格的板材切割设备当前状态，计算设备利用率，分析车间运行状况，并与MES***交互进行排产规划，结构简单，实用方便，可拓展性强；通过设继电器，用于采集板材切割设备的当前状态信息，与显示当前板材切割设备的切割电流及电压数据的显示单元相配合，无需更改原有计算机程序，实现获取切割设备新旧不同型号上的数据信息及与上位机中软件兼容的目的。
附图说明
图1为本实用新型所述用于板材切割设备的数据采集***的原理图；
图2为控制模块的外部结构图；
图3为控制模块的内部结构图。
图中：1-机体，2-连接器，3-接口。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
参照图1-3，一种用于板材切割设备的数据采集***，该装置包括控制模块、传感器模块以及上位机，传感器模块与控制模块数据连接，控制模块通过无线通信单元与上位机通讯连接，无线通信单元包括设在机体内的无线模块和与无线模块相接的天线，
所述控制模块包括机体和作为主控制器的PLC，PLC和无线通信单元均装在机体内，PLC设有若干接口，机体下部设有与PLC接口相匹配的连接器，机体上部安装有与无线通信单元相连的天线，机体前部安装有显示屏，显示屏与PLC连接，所述PLC选用西门子S7-200SMART，且搭载有用于存储信息数据的存储模块，在所述机体上安装有用于更换显示单元上显示内容的操纵按钮，操纵按钮通过芯片与显示单元相连，所述PLC与操纵按钮、传感器模块、显示单元连接的接口为RS485接口，所述PLC与无线通信单元连接的接口为RJ45接口，所述电压表及电流表输入信号的接线方式采用三相四线制或者三相三线制；另外，所述机体包括但不局限于上壳和下壳对接的结构；
所述传感器模块包括继电器、电压表、电流表和互感器，继电器用于采集板材切割设备的当前状态信息，继电器安装在控制模块的机体内，互感器安装在板材切割设备中，互感器与电流表连接，继电器、电压表、电流表均与PLC相连，电压表和电流表用于显示板材切割设备的电流电压情况。
该***还包括电源单元，电源单元包括电源管理模块和供电电源，供电电源用于本数据采集***中的用电设备供电，电源管理模块与PLC相连，并能控制供电电源的启闭。
所述电源单元还包括充电电路、仪表电放电电路、仪表电池组，充电电路输入端与位于板材切割设备中的电源接口相连，充电电路输出端与电源管理模块、仪表电池组相连，所述仪表电池组与电源管理模块、仪表电放电电路相连，所述仪表电放电电路输出端与PLC、操纵按钮、无线通信单元和显示单元相连。
本发明提供的数据采集装置不更改计算机程序即可采集不同型号规格板材切割设备的相关数据，结构简单，实用方便，采用模块化设计，并且可扩展性强，可根据需求手动做出对应更改以满足各种情况的需要。下面将对该数据采集装置中各部件的连接方式进行具体说明。
PLC分别与电源单元、操纵模块、无线通信单元、传感器模块和显示单元相连，负责对各设备的信息数据进行采集处理，并搭载存储模块以实现信息数据的存储。例如，可以监控传感器模块中继电器的状态，通过无线通信单元向上位机传递板材切割设备的状态信息。
在实际应用时，PLC优选采用西门子S7-200 SMART，西门子S7-200 SMART可以根据用户程序控制逻辑监视输入并更改输出状态，用户程序可以包含布尔逻辑、计数、定时、复杂数学运算以及与其它智能设备的通信。S7-200 SMART结构紧凑、组态灵活且具有功能强大的指令集，这些优势的组合使它成为控制各种应用的完美解决方案。
电源单元与PLC相连，用于为数据采集装置中的用电设备供电。电源单元可以包括电源管理***和供电电源，其中，电源管理***与PLC相连，PLC能通过电源管理***来控制供电电源，以实现供电电源的启闭等操作。
在实际应用时，电源单元可以包括电源管理模块、充电电路、仪表电放电电路、仪表电池组，所述电源管理模块与PLC相连，充电电路输入端与位于板材切割设备中的电源接口相连，充电电路输出端与电源管理模块、仪表电池组相连，所述仪表电池组与电源管理模块、仪表电放电电路相连，所述仪表电放电电路输出端与PLC、操纵模块、无线通信单元和显示单元相连。电源单元仪表电放电输出端，包括24v电源。
操纵模块包括操纵按钮和芯片，操纵按钮和芯片与PLC相连，所述芯片与显示单元相连，可通过PLC或操作按钮切换显示单元显示内容，可通过PLC或操作按钮更改数据采集装置的设置。
在实际应用时，该数据采集装置可根据板材切割设备的实际需要进行设置，可以采用三相四线制输入或者三相三线制输入，并可更改输入电流及电压的量程范围。电压表和电流表与PLC之间连接的接口为RS485接口，并可根据互感器的实际规格调整电流表的变比设置。
无线通信单元与PLC相连，用于与上位机通信。无线通信单元可以与板材切割设备附近的无线发射模块通讯，该无线发射模块应当可与上位机所在网络进行通讯，以便于信号的传输。
在实际应用时，无线通信单元与上位机的通讯方式为以太网通讯，PLC与无线通信单元的通讯方式同样为以太网通讯。
传感器模块包括与PLC相连的继电器、电压表和电流表，与电流表相连的互感器位于板材切割设备中。其中，继电器用于采集板材切割设备的开关量信号，电压表用于采集板材切割设备的当前电压值，电流表与互感器用于采集板材切割设备的当前电流值。
本发明用于板材切割设备的数据采集装置，在实际使用时，无线通信单元可与上位机通过以太网相接，上位机通过发射指令设置数据采集装置的相关参数，监控板材切割设备的当前状态，判断当前板材切割设备的使用情况，并与当前排产计划相对比，加以改进后续排产计划。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于板材切割设备的数据采集***，其特征在于，该***包括控制模块、传感器模块以及上位机，传感器模块与控制模块数据连接，控制模块通过无线通信单元与上位机通讯连接，所述控制模块包括机体和作为主控制器的PLC，PLC和无线通信单元均装在机体内，PLC设有若干接口，机体下部设有与PLC接口相匹配的连接器，机体上部安装有与无线通信单元相连的天线，机体前部安装有显示屏，显示屏与PLC连接；所述传感器模块包括继电器、电压表、电流表和互感器，继电器用于采集板材切割设备的当前状态信息，继电器安装在控制模块的机体内，互感器安装在板材切割设备中，互感器与电流表连接，继电器、电压表、电流表均与PLC相连，电压表和电流表用于显示板材切割设备的电流电压情况。
2.根据权利要求1所述的一种用于板材切割设备的数据采集***，其特征在于，该***还包括电源单元，电源单元包括电源管理模块和供电电源，供电电源用于给本数据采集***中的用电设备供电，电源管理模块与PLC相连，并能控制供电电源的启闭。
3.根据权利要求2所述的一种用于板材切割设备的数据采集***，其特征在于，所述电源单元还包括充电电路、仪表电放电电路、仪表电池组，充电电路输入端与位于板材切割设备中的电源接口相连，充电电路输出端与电源管理模块、仪表电池组相连，所述仪表电池组与电源管理模块、仪表电放电电路相连，所述仪表电放电电路输出端分别与PLC、操纵按钮、无线通信单元和显示单元相连。
4.根据权利要求1所述的一种用于板材切割设备的数据采集***，其特征在于，所述PLC选用西门子S7-200 SMART，且搭载有用于存储信息数据的存储模块。
5.根据权利要求1所述的一种用于板材切割设备的数据采集***，其特征在于，在所述机体上安装有用于更换显示单元上显示内容的操纵模块，操纵模块包括操纵按钮和芯片，操纵按钮通过芯片与显示单元相连。
6.根据权利要求5所述的一种用于板材切割设备的数据采集***，其特征在于，所述PLC与操纵按钮、传感器模块、显示单元连接的接口为RS485接口，所述PLC与无线通信单元连接的接口为RJ45接口。
7.根据权利要求1所述的一种用于板材切割设备的数据采集***，其特征在于，所述电压表及电流表输入信号的接线方式采用三相四线制或者三相三线制。
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