贴片机后备电池电压监测——解决方案

需求概述

• 部分贴片机，如松下、富士品牌，配有一次性电池，用于在机器断电后，给核心器件，如主板CPU、存储器、贴片头等供电，防止数据丢失；

• 由于是一次性电池，需要工作人员不定期测量电池电压，确保电池处于有效状态；

• 工厂机器设备多，人工巡检费时、费力且不能及时检测到电池的耗电状态；

• 需要设计一套电池电压在线监测系统，可以更好的监测电池电压数据，电压值处于临界状态时，即时发出报警信息，通知维护人员更换电池；

• 将采集到的电压数据，在电脑上展示，生成历史数据，报表、曲线、趋势；

• 并可将数据，推送至MES或其它第三方软件平台。

技术实施难点

• 电池在贴片机上的安装位置，分散，贴片机内部结构紧凑，电缆不方便从内部穿过；

• 贴片机内部结构紧凑，不能安装较大体积的产品；

• 贴片机经常要前后移动；

• 贴片机上电源不易取得。

技术方案设计

根据贴片机的结构及使用特点，电池电压采集系统的方案设计如下：

• 对于一个贴片机间隔，前后分设各一个采集点，采集相应电池的电压数据；

• 一个采集点安装1台采集装置，采集3个电池电压信号；采集装置体积足够小，可以简单方便的安装在贴片机内部；

• 配置低功耗采集装置，可以用电池供电；

• 采集装置通过无线通信方式上传数据。

通信网络方案设计

• 在每个贴片机间隔内部，前、后各设置一个数据采集点，每个采集点可采集3路电池电压信号；

• 每个采集点，通过无线方式上传采集到的电压数据；

• 采集点装置，通过LoRa无线通讯上传数据至物联网关，网关通过Ethernet或Wi-Fi，接入LAN，推送数据至企业生产管控服务器；

LoRa无线通信网络技术参数：

• 无线频段：490MHz（ 430-510MHz ），可提供不同国家地区规定的频段；

• 应用于跨车间、厂房，节点电池供电的无线传输；传输距离300m至5Km；

• 网关支持Ethernet/Wi-Fi/RS485等接口，可同时向多个系统上传数据。

采集节点配置示意图

基于XIoT技术的贴片机电池电压数据采集系统，选择XL65无线采集装置，采集贴片机机隔上的电池电压数据，无线上传数据至XL90物联网关。

• 每台XL65无线采集装置，采集3路电池电压信号；

• XL65工作电压为DC6-24V，供电方式：配充电电池，机器工作时，用机器上的电源供电，机器断电时，用充电电池供电；

• XL65无线采集装置体积小，可用导轨安装，或吸铁石固定安装；

• XL65无线采集装置，安装在贴片机间隔内，可以随贴片机间隔一道滑动，不影响贴片的使用、维护；

• XL65采集装置上传电池电压，及自身工作电压数据；并可设定电压数据的上报频率，保证及时上传电压数据的同时，也延长充电电池的使用时间；

平台及网络方案

基于XIoT技术的贴片机电池电压数据采集系统，平台由1套XL.Cloud软件、1台监控服务器构成；通信网络多台XL90物联网关及LAN构成。

• 物联网关通过无线方式，获取智能传感器的数据，通过局域网，将数据推送至监控服务器；

• 物联网关支持Ethernet/4g/Rs485等通信接口，可将数据推送至多个平台，可以是公有云或私有云平台；

• 用户根据系统规模大小配置1台或两台服务器，以及服务器技术参数；

• 用户可选第三方生产管控平台，直接从XL90网关，获取数据；支持XL/9-RDS Redis数据交换协议，XL/9-DB 数据库格式协议,支持MS SQL，MY SQL，ORACLE等数据库；支持物联网协议MQTT、SOAP，以及工业、电力等等多种通信协议。

平台软件XL.Cloud

• 企业级的工业物联网SaaS云平台；

• XL.Cloud，是为工业企业用户设计开发，对机器运行管控的平台软件，安装在企业服务器，或第三方云服务器上；

• 中文、英文两个不同的语言版本可选；

• 支持支持WIN Sever 2008、2012等以上版本操作系统；

• 支持支持MY SQL、SQL Server数据库；

• 支持Ethernet、NB-IoT、LTE(4G)等通信方式的接入；

• 支持MQTT、LWM2M、SOAP，XL/6-IoT、XL/9-DB、XL/9-RDS，等等通信协议，并可和第三方数据库，Oracle、SAP等交换数据；

• 支持10万级采集节点并发。

物联网关XL90

• 选用深圳信立XL90物联网关，读取各机台的运行数据，进行协议、通讯转换后，推送至服务器软件平台；

• 1台XL90物联网关，构建两个独立的LoRa通讯网络，读取64（理论上不受限制）个节点数据，推荐读取32点；

• 支持MQTT、SOAP、API、Modbus、IEC60870-5-104等通信协议和第三方软件平台通信；

• 支持XL/9-RDS，以Redis方式向第三方系统推送数据；

• 支持XL/9-DB 数据库格式协议，向MS SQL，MY SQL，ORACLE等数据库推送数据；

• 用户原有的软件平台或第三方生产管控平台，无需修改，就能从XL90物联网关获取数据。

• XL90设计有多种通信接口，每个通信接口都可设定为上行或下行通讯，配置成不同的通信协议；

• 作为通讯网络的核心，可同时向不同的系统通信；

• XL90物联网关，可将数据转发给现场HMI，企业内部的多个系统软件平台；

• XL90物联网关，通过LTE(4g)/NB/GPRS将数据上传至云服务器；可接入私有云服务器，或有云服务器，支持oneNET、AWS、Azure，以及及百度、阿里、腾讯，及其它公有云平台；

• 可为用户设计开发指定的通信协议。