ICS25.160.30J64中國焊接協會團體標準Generalspecificationfordigitalweldingworkshopinformat中國焊接協會中國電器工業協會發布IT/CWAN0024—2020T/CEEIA472—2020前言 II1適用范圍 12規范性引用文件 13術語和定義 14信息種類 25正常工作條件 25.1供電電源 25.2環境條件 36整體架構 36.1設備層 36.2傳輸層 36.3應用層 46.4其他信息化管理軟件 47數據接口與通信協議 47.1數據接口 47.2通信協議 48數據結構及內容 48.1協議幀 48.2設備通信協議 48.3故障代碼 59應用層 59.1工藝設計模塊 59.2生產計劃模塊 59.3計劃執行模塊 59.4數據采集模塊 69.5質量管理模塊 69.6統計報表模塊 69.7信息化系統接口 710數據存儲 7附錄A（規范性）信息化系統與熔化極氣體保護電弧焊焊接電源的通信協議 8附錄B（規范性）信息化系統與非熔化極氣體保護電弧焊/等離子弧焊焊接電源的通信協議 12附錄C（規范性）信息化系統與埋弧焊焊接電源的通信協議 16附錄D（規范性）信息化系統與電阻焊焊接電源的通信協議 19附錄E（規范性）信息化系統與焊接工作站（PLC為主控設備）的通信協議 23附錄F（規范性）信息化系統與焊接工作站（機器人為主控設備）的通信協議 26T/CWAN0024—2020T/CEEIA472—2020本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》起草。本文件的附錄A～附錄F為規范性附錄。本文件由唐山開元電器集團有限公司提出，由中國焊接協會和中國電器工業協會雙編號。本文件由中國焊接協會焊接設備分會專家工作委員會歸口。本文件起草單位：唐山開元電器集團有限公司、江蘇爍石焊接科技有限公司、中國煤礦機械裝備有限責任公司、成都三方電氣有限公司、北京工業大學、上海模呈信息技術有限公司、深圳市麥格米特焊接技術有限公司、江蘇北人機器人系統股份有限公司、深圳市鴻栢科技實業有限公司、南通振康焊接機電有限公司、上海通用電焊機股份有限公司、山東奧太電氣有限公司、廈門航天思爾特機器人系統股份公司、北京時代科技股份有限公司、山西星云自動化科技股份有限公司、林肯電氣管理（上海）有限公司、深圳市瑞凌實業股份有限公司、深圳市佳士科技股份有限公司、四川成焊寶瑪焊接裝備工程有限公司、成都熊谷加世電器有限公司、昆山華恒焊接股份有限公司、上海正特焊接器材制造有限公司、浙江錢江機器人有限公司。本文件主要起草人：李憲政、王克鴻、袁智、楊慶軒、吳九澎、陳樹君、段彪、王兆臣、何志軍、林濤、韓沛文、湯子康、王進成、梁華勇、林彥鋒、王綠原、張蘭、張紅河、劉佳金、王純潔、魏占靜、李源、朱品朝、李恒敏、蔣昱宏、陳建武、曲杰、羅建坤、李家波、劉金龍、孫加鵬、高偉、王波、李新松。本文件于2020年首次制定。T/CWAN0024—2020T/CEEIA472—20201數字化焊接車間信息化系統通用技術要求1適用范圍本文件以數字化焊接車間信息化系統為對象，規范和約定了其涉及的信息化內容，以及與信息化相關的硬件和軟件的通用技術要求。本文件適用于熔化極氣體保護電弧焊、非熔化極氣體保護電弧焊、等離子弧焊、電阻焊、埋弧焊等焊接方法。手工焊條電弧焊通信協議參照“信息化系統與埋弧焊焊接電源的通信協議（附錄C）”。注：為了便于描述，以下將數字化焊接車間信息化系統簡2規范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB4824工業、科學和醫療(ISM)射頻設備騷擾特性限值和測量方法GB15578電阻焊機的安全要求GB/T156標準電壓GB/T2900.22電工名詞術語電焊機GB/T4365電工術語電磁兼容GB/T5226.1機械電氣安全機械電氣設備第1部分：通用技術條件GB/T8118電弧焊機通用技術條件GB/T8366阻焊電阻焊機機械和電氣要求GB/T15579.1弧焊設備第1部分：焊接電源GB/T15579.10弧焊設備第10部分：電磁兼容性(EMC)要求GB/T19582.2基于Modbus協議的工業自動化網絡規范第2部分：Modbus協議在串行鏈路上的實現指南GB/T19582.3基于Modbus協議的工業自動化網絡規范第3部分：Modbus協議在TCP/IP上的實現指南GB/T37393數字化車間通用技術要求GB/T37413數字化車間術語和定義T/CWAN0003/T/CEEIA297MIG/MAG自動化焊接電源接口與通信協議3術語和定義3.1預置電流presetcurrent預先設置的焊接電源輸出電流，單位：安培（A）。3.2預置電壓presetvoltage預先設置的焊接電源輸出電壓，單位：伏特（V）。3.3T/CWAN0024—2020T/CEEIA472—20202預置送絲速度presetwirefeedingspeed預先設置的送絲機送絲速度，單位：米每分鐘（m/min）。3.4倍率override設備實際運行參數值與設備輸出數據的倍數。4信息種類信息種類如表1所示。表1信息種類1理員、工段長、班組長。內容為所在班組、工號、姓名2設備型號、設備類型、軟件版本、制造日期、維修狀態、設備運行日3包括但不限于母材規格、焊材規格、焊劑牌號、保45外觀尺寸檢測（焊縫寬度、焊腳長度、焊縫余高、表面缺陷、均勻檢測、射線檢測等）、理化檢測（力學性能、化學成分、金相組織等）等67895正常工作條件5.1供電電源供電電源應符合GB/T156的規定。供電電網品質應達到下列要求：a）電壓波形應為實際的正弦波；b）電網電壓的波動不超過額定值的±10%；c）電網電壓頻率的波動不超過額定值的±1%；T/CWAN0024—2020T/CEEIA472—20203d）三相電壓允許不平衡度≤±4%。5.2環境條件a)環境溫度范圍：工作期間：+5℃~+40℃;存儲期間：-10℃~+40℃。b)空氣相對濕度：不超過90%；周圍空氣中的灰塵、酸、腐蝕性氣體或物質等不超過正常含量,由于焊接過程而產生的這些物質除外；c)海拔高度不應超過1000m；d)設備安裝的傾斜度不應超過10°;e)接地電阻不得大于4Ω;f)冷卻液的電阻率ρ≥5kΩ·cm：冷卻液的進口壓力：0.15MPa～0.3MPa。g)不得有超過進入工廠（車間）設備（部品）的相關電磁兼容性標準規定的抗擾度值的電磁騷擾信號，本設備（部品）自己產生的除外。量的油蒸汽、不正常的振動或沖擊、過量的灰塵、惡劣的氣候6整體架構信息化系統整體架構規劃參考圖如圖1所示。圖1信息化系統整體架構規劃參考圖6.1設備層設備層主要包含數字化焊接車間內使用的數字化的焊接電源、人機交互終端、焊接工作站、其他設備，以及條形碼、二維碼、溫度、圖像、RFID等信息采集裝置，負責信息的采集與應用層下發信息的執行。6.2傳輸層T/CWAN0024—2020T/CEEIA472—20204傳輸層包括企業內部自組網、互聯網、運營商網絡（4G/5G/NB-IoT）、現場總線以及工業以太網，負責設備層與應用層之間的數據傳輸。6.3應用層應用層主要包含服務器及安裝于服務器上的各種應用軟件模塊和接口，負責數據處理和提供焊接信息應用服務。6.4其他信息化管理軟件包括ERP、MES、CAPP、WMS等，信息化系統可以與其他信息化管理軟件實現數據通訊。7數據接口與通信協議為滿足數字化焊接車間信息化系統的運行需求，實現設備層、傳輸層、應用層之間的數據交互，采用如下一種或多種通信方式。7.1數據接口RS485、CAN總線或以太網(有線或無線)。7.2通信協議7.2.1RS485通信協議RS485通信可采用Modbus-RTU，通信波特率可采用9600bps、19200bps或38400bps。7.2.2CAN總線通信協議CAN總線通信可采用CAN2.0B標準數據幀、遠程幀、標準幀或擴展幀，也可采用CANopen或DeviceNet通信協議，通信波特率可采用125kbps、250kbps或500kbps。7.2.3以太網通信協議以太網通信協議可采用TCP、UDP、MQTT、OPC或Modbus-TCP、EtherNet/IP通信協議。8數據結構及內容數據結構及內容參照以下要求組織，但不限于附錄所列數據，各廠家可依據實際情況增加或減少。增加的數據，須在已有數據后面依次增加；減少的數據，須保持對應字節位為空，不得占用。多字節數據，高位在前。8.1協議幀信息化系統和設備之間通信應遵守四種協議幀：設備識別、查看參數、設置參數、實時數據。基本要求如下：8.1.1設備識別信息化系統向設備下發信息化系統廠商信息；設備向信息化系統上傳設備信息。8.1.2查看參數信息化系統向設備下發指令，要求查看參數；設備向信息化系統上傳指定的參數。8.1.3設置參數信息化系統向設備下發指令和數據，要求設置參數；設備向信息化系統上傳執行狀態。8.1.4實時數據設備向信息化系統上傳設備實時數據。8.2設備通信協議信息化系統與下列設備間的通信協議按附錄要求執行，未列入設備可參考附錄格式自行添加。8.2.1信息化系統與熔化極氣體保護電弧焊焊接電源的通信協議(附錄A)8.2.2信息化系統與非熔化極氣體保護電弧焊/等離子弧焊焊接電源的通信協議(附錄B)T/CWAN0024—2020T/CEEIA472—202058.2.3信息化系統與埋弧焊焊接電源的通信協議(附錄C)8.2.4信息化系統與電阻焊焊接電源的通信協議(附錄D)8.2.5信息化系統與焊接工作站（PLC為主控設備）的通信協議(附錄E)8.2.6信息化系統與焊接工作站（機器人為主控設備）的通信協議(附錄F)8.3故障代碼故障代碼由各設備廠商自行定義。9應用層9.1工藝設計模塊工藝設計模塊如表2所示，不限于表格所列信息。表2工藝設計模塊1對焊接工藝評定報告進行數字化管理，包括焊接工藝評定報告的基本信2345包括產品規格、焊縫編號、焊接位置、焊接方法、預熱參數、坡口形式、679.2生產計劃模塊生產計劃模塊如表3所示，不限于表格所列信息。表3生產計劃模塊1234569.3計劃執行模塊6計劃執行模塊如表4所示，不限于表格所列信息。表4計劃執行模塊12345679.4數據采集模塊數據采集模塊如表5所示，不限于表格所列信息。表5數據采集模塊123459.5質量管理模塊質量管理模塊如表6所示，不限于表格所列信息。表6質量管理模塊129.6統計報表模塊統計報表模塊如表7所示，不限于表格所列信息。表7統計報表模塊172349.7信息化系統接口數字化焊接車間信息化系統與其他信息化管理系統接口方式采用如下一種或多種通信方式。WebService：運行在不同機器上的不同應用無須借助附加的、專門的第三方軟件或硬件，就可相互交換數據或集成。MQTT：基于客戶端-服務器的消息發布/訂閱傳輸協議。XML文件對接：系統將數據導出生成XML文件，由另一個系統導入XML文件，轉換成數據存入數據庫。10數據存儲數字化焊接車間信息化系統數據存儲應考慮以下內容：a）支持專用或通用的存儲管理軟件。b）能對數據進行存儲和管理，并支持異構數據之間的格式轉換，實現數據互通。c）信息安全策略，如訪問與權限管理、入侵防范、數據容災備份與恢復等。8附錄A（規范性）信息化系統與熔化極氣體保護電弧焊焊接電源的通信協議A.1設備識別A.1.1下行數據下行數據如表A.1所示。表A.1下行數據1221A.1.2上行數據上行數據如表A.2所示。表A.2上行數據1222329A.2查看參數A.2.1下行數據下行數據如表A.3所示。表A.3下行數據11A.2.2上行數據a）焊接電源對應通道有正確數據時，上行數據如表A.4所示。表A.4上行數據112432單位：A；倍率：142單位：A；倍率：15262b）焊接電源對應通道數據為空或不正確時，上行數據如表A.5所示。表A.5上行數據1121A.3設置參數A.3.1下行數據（與焊接電源通信標準保持一致）下行數據如表A.6所示。表A.6下行數據112432單位：A；倍率：142單位：A；倍率：15262A.3.2上行數據上行數據如表A.7所示。表A.7上行數據1121A.4實時數據A.4.1下行數據下行數據如表A.8所示。表A.8下行數據11A.4.2上行數據下行數據如表A.9所示。表A.9上行數據112232單位：A；倍率：1425262單位：A；倍率：172（規范性）信息化系統與非熔化極氣體保護電弧焊/等離子弧焊焊接電源的通信協議B.1設備識別B.1.1下行數據下行數據如表B.1所示。表B.1下行數據1221B.1.2上行數據下行數據如表B.2所示。表B.2上行數據122232B.2查看參數B.2.1下行數據下行數據如表B.3所示。表B.3下行數據11B.2.2上行數據a）焊接電源對應通道有正確數據時，上行數據如表B.4所示。表B.4上行數據1121Bit0/1/2：000，直流氬弧焊；001，交32單位：A倍率：1425261單位：%倍率：172單位：A倍率：182單位：Hz倍率：191單位：%倍率：12b）焊接電源對應通道數據為空或不正確時，上行數據如表B.5所示。表B.5上行數據1121BIT0：0，通道數據為空；1，通道數B.3設置參數B.3.1下行數據下行數據如表B.6所示。表B.6下行數據1121Bit0/1/2：000，直流氬弧焊；001，交流32單位：A倍率：1425261單位：%倍率：172單位：A倍率：182單位：Hz倍率：191單位：%倍率：12B.3.2上行數據下行數據如表B.7所示。表B.7上行數據1121注：如果信息化系統發送一個非法通道號，焊接電源在上行數據中將“操作狀態”的BIT1位置1，表示焊接B.4實時數據B.4.1下行數據下行數據如表B.8所示。表B.8下行數據11B.4.2上行數據上行數據如表B.9所示。表B.9上行數據112232單位：A；倍率：14252單位：A；倍率：162（規范性）信息化系統與埋弧焊焊接電源的通信協議C.1設備識別C.1.1下行數據下行數據如表C.1所示。表C.1下行數據1221C.1.2上行數據上行數據如表C.2所示。表C.2上行數據122232C.2查看參數C.2.1下行數據下行數據如表C.3所示。表C.3下行數據11C.2.2上行數據a)焊接電源對應通道有正確數據時，上行數據如表C.4所示。表C.4上行數據112432單位：A，倍率：142b)焊接電源對應通道數據為空或不正確時，上行數據如表C.5所示。表C.5上行數據1121BIT0：0，通道數據為空；1，通道數C.3設置參數C.3.1下行數據下行數據如表C.6所示。表C.6下行數據1124速度、送絲速度等焊接工藝為主的信息，程32單位：A，倍率：142C.3.2上行數據上行數據如表C.7所示。表C.7上行數據1121C.4實時數據C.4.1下行數據下行數據如表C.8所示。表C.8下行數據11C.4.2上行數據上行數據如表C.9所示。表C.9上行數據11223242單位：A，倍率：152621112（規范性）信息化系統與電阻焊焊接電源的通信協議D.1設備識別D.1.1下行數據下行數據如表D.1所示。表D.1下行數據1221D.1.2上行數據上行數據如表D.2所示。表D.2上行數據122232D.2查看參數D.2.1下行數據下行數據如表D.3所示。表D.3下行數據11D.2.2上行數據a)下行數據中“操作命令”BIT0位為0時，焊接電源上行數據如表D.4所示。表D.4上行數據1122單位：ms，倍率：132單位：ms，倍率：142單位：A，倍率：152單位：ms，倍率：162單位：ms，倍率：172單位：A，倍率：182單位：ms，倍率：192單位：A，倍率：12單位：ms，倍率：12單位：ms，倍率：12單位：A，倍率：12單位：ms，倍率：12單位：ms，倍率：12單位：ms，倍率：12單位：A，倍率：1b)焊接電源對應通道數據為空或不正確時，上行數據如表D.5所示。表D.5上行數據1121BIT0：0，通道數據為空；1，通道數D.3設置參數D.3.1下行數據下行數據如表D.6所示。表D.6下行數據1122單位：ms，倍率：132單位：ms，倍率：142單位：A，倍率：152單位：ms，倍率：162單位：ms，倍率：172單位：A，倍率：182單位：ms，倍率：192單位：A，倍率：12單位：ms，倍率：12單位：ms，倍率：12單位：A，倍率：12單位：ms，倍率：12單位：ms，倍率：12單位：ms