在惡劣環境中用于控制工業裝置的無線通信網絡傳感器信息制造方法及圖紙

在某些實施例中，公開了一種包括主節點設備的系統。所述主節點設備包括通信電路，所述通信電路被配置為有助于通過通信鏈路與焊接電源單元進行通信，并有助于通過無線通信網絡與一個或多個焊接相關設備進行無線通信。所述主節點設備還包括控制電路，所述控制電路被配置為從與所述無線通信網絡物理鄰近的范圍內的一個或多個傳感器接收傳感器數據，并將所述傳感器數據路由至所述一個或多個傳感器的最終目的地。

Wireless communication network sensor information used to control industrial devices in harsh environments

In some embodiments, a system including a primary node device is disclosed. The master node device comprises a communication circuit, the communication circuit is configured to help communicate with the welding power supply unit through the communication link, and contribute to the wireless communication with one or more welding related equipment through the wireless communication network. The master node device also comprises a control circuit, the control circuit is configured to receive sensor data from one or more sensors adjacent with the wireless communication network in physics, and the sensor data is routed to one or more of the sensor's final destination.

【技術實現步驟摘要】
在惡劣環境中用于控制工業裝置的無線通信網絡傳感器信息本申請是申請日為2013年8月14日、國際申請號為：PCT/US2013/055008、國家申請號為：201380040103.4、專利技術名稱為“在惡劣環境中用于控制工業裝置的無線通信網絡傳感器信息”的專利技術專利申請的分案申請。相關申請的交叉引用本申請是2012年8月17日提交的、名稱為“在惡劣環境中用于控制工業裝置的無線通信網絡傳感器信息”的美國臨時專利申請No.61/684556的非臨時申請，在此以參見方式引入該臨時申請的全部內容。
本專利技術總體涉及在工業裝置間的通信，更具體來說是指在惡劣環境中用于控制工業裝置的無線通信網絡。
技術介紹
焊接相關設備，例如是焊絲送絲器、焊槍、焊接頭盔、焊接懸持式控制器(weldingcontrolpendants)、焊接腳踏板等，通常在遠離電源例如焊接電源單元的焊接位置被操作。舉例來說，這樣的遠程焊接位置可以是距離電源高達甚至大于300英尺。因此，通常用長的線纜延伸至這些遠程焊接位置，而這是非常不方便的。另外，在特定的焊接應用中，如在船只建造應用中，會在任何給定時間在相對狹小區域中使用多個遠程焊接位置，由此會加劇延伸線纜至這些遠程焊接位置帶來的問題。此外，在這樣環境中使用無線通信技術有迄今為止被證明存在問題，至少由于噪音考慮(通常會阻礙無線通信)，安全方面的考慮等。
技術實現思路
當參照附圖閱讀下面的詳細描述時，本專利技術的這些及其它特征、方面以及優點將更好地被理解，在所有附圖中相似的標記表示相似的部件，其中：在一個實施例中，一種主節點設備包括通信電路，所述通信電路被配置為有助于通過通信鏈路與焊接電源單元進行通信，并有助于通過無線通信網絡與一個或多個焊接相關設備進行無線通信。所述主節點設備還包括控制電路，所述控制電路被配置為從與所述無線通信網絡物理鄰近的范圍內的一個或多個傳感器接收傳感器數據，并路由所述傳感器數據至所述一個或多個傳感器的最終目的地，以及被配置為根據來自所述一個或多個傳感器的請求，向所述一個或多個傳感器提供能力列表。在另一個實施例中，一種方法包括通過無線通信網絡在一個或多個焊接相關設備與主節點設備之間進行無線通信，以及通過通信鏈路在所述主節點設備和焊接電源單元之間進行通信。所述方法還包括從與所述無線通信網絡物理鄰近的范圍內的一個或多個傳感器接收傳感器數據，并將所述傳感器數據路由至所述一個或多個傳感器的最終目的地。所述方法進一步包括根據來自所述一個或多個傳感器的請求，向所述一個或多個傳感器提供來自所述主節點設備的能力列表。附圖說明當參照附圖閱讀下面的詳細描述時，本專利技術的這些及其它特征、方面以及優點將更好地被理解，在所有附圖中相似的標記表示相似的部件，其中：圖1是根據本專利技術實施例的可以使用無線通信網絡技術的焊接系統的一個實施例示意圖；圖2是根據本專利技術實施例的圖1的焊接系統的一個實施例的圖表性示意圖，其中焊接系統的許多焊接裝置和附件組成了本地無線網絡，其能夠與相關聯的焊接電源單元通信，該焊接電源單元可以位于遠離焊接系統的焊接裝置和附件的位置；圖3是根據本專利技術實施例的包含多個同時操作的焊接系統的焊接應用的一個實施例的圖表性示意圖，每個焊接系統具有自己的本地無線網絡和相關的焊接支持單元；圖4是根據本專利技術實施例的焊接系統的示例性通信系統的圖表性示意圖，該通信系統在該焊接電源單元的后端執行外部通信設備連接；圖5是根據本專利技術實施例的焊接系統的示例性通信系統的圖表性示意圖，該通信系統在該焊接電源單元的前端執行外部通信設備連接；圖6是根據本專利技術實施例的連接于距離延伸型無線路由器的示例性本地無線網絡的圖表性示意圖；圖7是根據本專利技術實施例的通過主節點設備和焊接電源單元(或其它任何附屬節點)上相應的關聯按鈕的同時按壓，實現主節點設備和焊接電源單元之間相互關聯的圖表性示意圖；圖8是根據本專利技術實施例的示例性焊接電源單元、主節點設備和焊接裝置/附屬節點設備的圖表性示意圖，示出了有助于執行本地無線網路操作的每個設備的內部電路；以及圖9是根據本專利技術實施例的多個主節點設備和相關聯的本地無線網絡(如焊接單元)的嵌合型網絡拓撲圖表性示意圖，其能夠彼此通信并分享關于彼此能力的信息，由此實現從多個傳感器傳輸傳感器數據。具體實施方式回到附圖，圖1是根據本專利技術實施例的可以使用無線通信網絡技術的焊接系統10的實施例示意圖。應當理解，雖然這里描述的焊接系統10被具體為氣體金屬電弧焊接(GMAW)系統10，但是這里公開的無線通信網絡技術也可以用于其他電弧焊接工藝(如FCAW、FCAW-G、GTAW、SAW、SMAW、或類似的電弧焊接工藝)。更具體來說，如下更詳細描述的，用在焊接系統10中的所有裝置和附件均可配置為相互間無線通信、以及與中央式或分布式焊接控制系統通信。該焊接系統10包括焊接電源單元12，焊絲送絲器14，供氣系統16，以及焊槍18。該焊接電源單元12總體地給該焊接系統10和其他各種附件供電，并可以通過焊接線纜20與焊絲送絲器14相連接，以及使用具有夾子26的導纜24與工件22相連接。在所示出的實施例中，該焊絲送絲器14通過焊接線纜28與焊槍18相連接，以在焊接系統10操作期間向焊槍18提供焊絲以及電能。在另一實施例中，焊接電源單元12可以與焊槍18相連接以直接向焊槍18提供電源。如圖1所示的實施例，該焊接電源單元12總體可以包括功率轉換電路，其能夠從交流電源30(如：AC電網，引擎/發電機設備，或其組合)接收輸入功率，調節輸入功率，并通過焊接線纜20提供DC或AC輸出功率。由此，根據焊接系統10的要求，焊接電源單元12可以向焊絲送絲器14供電，焊絲送絲器14又向焊槍18供電。終止于夾子26的導纜24將焊接電源單元12連接至工件22以閉合焊接電源單元12、工件22、和焊槍18之間的電路。該焊接電源單元12可包含電路元件(如變壓器、整流器、開關等)，根據焊接系統10的要求(例如基于該焊接系統10執行的焊接工藝類型等)，其能夠將交流(AC)輸入功率轉換為直流正極輸出(DCEP)，直流陰極(DCEN)輸出、直流可變極性、或可變均衡(如：均衡的或非均衡的)交流輸出。如焊接系統10所示，其包含可提供保護氣體或保護氣體混合物給焊槍18的供氣系統16。在所示實施例中，供氣系統16通過氣體導管32直接與焊槍18相連接，氣體導管32是來自焊接電源單元12的焊接線纜20的一部分。在其它實施例中，供氣系統16可換成與焊絲送絲器14相連接，以及該焊絲送絲器14可以調節從供氣系統16到焊槍18的氣體流量。這里所指的保護氣體可以指任何可以提供給電弧和/或焊接池的氣體或氣體混合物，以提供特定的局部氣氛(如：保護電弧、改進電弧穩定性、限制金屬氧化物的形成、改進金屬表面濕度、改變焊接沉積物的化學成分等)。另外，在一些實施例中，其他焊接裝置和焊接附件(如：焊接相關設備)也可以用在焊接系統10中。例如，在大部分的焊接應用中，焊接系統10中的操作員會佩戴焊接頭盔34。該焊接頭盔34提供對焊接系統中操作員的保護，尤其保護操作員的眼睛不受在焊接操作中與焊弧相關的閃光。另外，在一些實施例中，焊接頭盔34可以給操作員提供關于焊接操作參數的反饋。例如，焊接頭盔34可以包含內部顯示屏，顯示屏構造本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種主節點設備，所述主節點設備包括：通信電路，所述通信電路被配置為有助于通過通信鏈路與焊接電源單元進行通信，并有助于通過無線通信網絡與一個或多個焊接相關設備進行無線通信；以及控制電路，所述控制電路被配置為從與所述無線通信網絡物理鄰近的范圍內的一個或多個傳感器接收傳感器數據，并路由所述傳感器數據至所述一個或多個傳感器的最終目的地，以及根據來自所述一個或多個傳感器的請求，向所述一個或多個傳感器提供能力列表。

【技術特征摘要】
2012.08.17 US 61/684,556;2013.03.12 US 13/795,9701.一種主節點設備，所述主節點設備包括：通信電路，所述通信電路被配置為有助于通過通信鏈路與焊接電源單元進行通信，并有助于通過無線通信網絡與一個或多個焊接相關設備進行無線通信；以及控制電路，所述控制電路被配置為從與所述無線通信網絡物理鄰近的范圍內的一個或多個傳感器接收傳感器數據，并路由所述傳感器數據至所述一個或多個傳感器的最終目的地，以及根據來自所述一個或多個傳感器的請求，向所述一個或多個傳感器提供能力列表。2.如權利要求1所述的主節點設備，其中所述能力列表包括關于所述主節點設備是否有權訪問萬維網(WWW)的指示。3.如權利要求1所述的主節點設備，其中所述能力列表包括關于所述主節點設備是否知道有權訪問所述萬維網(WWW)的其他主節點設備的指示。4.如權利要求1所述的主節點設備，其中所述能力列表包括所述無線通信網絡的生命周期長度。5.如權利要求1所述的主節點設備，其中所述能力列表包括所述主節點設備的電池狀態。6.如權利要求1所述的主節點設備，其中所述能力列表包括所述無線通信網絡的睡眠周期。7.如權利要求1所述的主節點設備，其中所述控制電路被配置為僅當所述傳感器包括指示所述傳感器能夠與所述主節點設備一起使用的授權證書時，才允許所述一個或多個傳感器與所述無線通信網絡相關聯。8.如權利要求7所述的主節點設備，其中所述授權證書至少包括所述傳感器的媒體接入控制(MAC)地址和功能碼。9.如權利要求1所述的主節點設備，其中所述控制電路被配置為對將從所述一個或多個傳感器中的每一個傳感器發出的傳感器數據的多個包進行跟蹤，并在將所述傳感器數據路由至其最終目的地之前，對從所述一個或多個傳感器中的每一個傳感器接收的所述傳感器數據執行安全性以及校驗和檢查。10.如權利要求1所述的主節點設備，其中所述控制電路被配置為基于來自各傳感器的最終目的地處的服務器的輸入，對所述一個或多個傳感器中的每一個傳感器的一個或多個操作參數進行再編程，其中所述一個或多個操作參數包括傳感器數據收集定時參數、睡眠和喚醒定時參數以及最終目的地IP地址參數。11.如權利要求1所述的主節點設備，其中所述控制電路被配置為向所述一個或多個傳感器中的傳感器的最終目的地處的服務器提供與具有所述最終目的地的傳感器相關的信息。12.如權利要求1所述的主節點設備，其中所述一個或多個焊接相關設備包括焊絲送絲器。13.如權利要求1所述的主節點設備，其中所述一個或多個焊接相關設備包括焊槍。14.如權利要求1所述的主節點設備，其中所述一個或多個焊接相關設備包括焊接頭盔。15.如權利要求1所述的主節點設備...

【專利技術屬性】
技術研發人員：丹尼爾·迪納，凱西·李·唐尼，
申請(專利權)人：伊利諾斯工具制品有限公司，
類型：發明
國別省市：美國,US