Research on Intelligent Equipment for Welding Material Distribution in Nuclear Engineering based on SoC (CMC) Chip

SUN Liuqing; SUN Qiuyang; LU Kun; HAN Changren; FANG Xiaonan; LIU Kangtai; LI Hong; SUN Jiacheng

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2026.05.14

Welding Equipment | Views : 0 下载量: 24 CSCD: 0

PDF
Export
Share
Collection
Album

Research on Intelligent Equipment for Welding Material Distribution in Nuclear Engineering based on SoC (CMC) Chip
Vol. 56, Issue 5, Pages: 116-124(2026)
Received：11 February 2026，

Revised：2026-03-16，

Published：20 May 2026
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2026.05.14
稿件说明：

移动端阅览

孙柳青，孙秋阳，卢坤，等.基于SoC（CMC）芯片的核工程焊材发放智能设备研究［J］.电焊机，2026，56（5）：116-124. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2026.05.14.

SUN Liuqing, SUN Qiuyang, LU Kun, et al.Research on Intelligent Equipment for Welding Material Distribution in Nuclear Engineering based on SoC (CMC) Chip[J].Electric Welding Machine, 2026, 56(5): 116-124. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2026.05.14.

摘要

针对核工程焊材发放长期依赖人工操作导致的流程繁琐、记录易丢失、数据追溯困难等问题，研制了一种以国产SoC（CMC）芯片为核心控制单元的焊材发放智能设备。该设备集成智能烘干控制模块、精准保温监测模块、人脸识别身份认证模块及物联网数据传输模块，采用优先级-deadline双因子动态调度机制实现多任务并发处理，基于模糊PID与前馈补偿相结合的联动控制算法实现三轴联动定位，并通过MQTT协议轻量化裁剪（MQTT-LW）满足工业窄带宽场景下的数据传输需求。嵌入式高精度温度传感器与重量传感器实时采集焊材烘干温度、保温状态及发放数量等关键参数，数据经加密后上传至云端管理平台，形成从入库到使用的全周期焊材数据链。测试结果表明，设备三轴联动定位精度达±0.08 mm，人脸识别响应时间≤0.3 s，数据传输延迟≤300 ms，计数准确率≥99.9%，控温偏差≤±1.5 ℃，连续72 h满负载运行稳定，核心部件国产化率达100%。

Abstract

An intelligent welding material distribution device based on a domestically produced SoC (CMC series) chip was developed to address the issues of cumbersome processes

record loss

and poor data traceability in the manual distribution of welding materials in nuclear engineering. The device integrates intelligent drying control

precise temperature insulation monitoring

face recognition authentication

and IoT data transmission modules. A priority-deadline dual-factor dynamic scheduling mechanism is employed for multi-task concurrent processing

a combined fuzzy PID and feedforward compensation algorithm is adopted for three-axis positioning

and a lightweight MQTT-LW protocol is proposed for data transmission in narrow-bandwidth industrial scenarios. Embedded high-precision temperature and weight sensors collect key parameters including drying temperature

insulation status

and distribution quantity in real time

which are encrypted and uploaded to a cloud management platform to form a full-cycle welding material data chain from warehousing to usage. Test results show that the device achieves a three-axis positioning accuracy of ±0.08 mm

a face recognition response time of ≤0.3 s

a data transmission delay of ≤300 ms

a counting accuracy of ≥99.9%

a temperature control deviation of ≤±1.5 ℃

and stable operation for 72 h under full load

with a 100% domestic content rate for core components.

关键词

Keywords

references

谢淑莲，李理，徐建春 . 基于国产CMC芯片的数控装置软硬件技术开发［J］. 制造技术与机床， 2017 （ 1 ）： 165 - 167 .

XIE S L ， LI L ， XU J C . Software and hardware technology development of CNC device based on domestic CMC chip ［J］. Manufacturing Technology & Machine Tool ， 2017 （ 1 ）： 165 - 167 .

李文礼，毛君峰，沈文奇，等 . 基于模糊PID算法的风速校准装置测控系统建立及验证［J］. 工业计量， 2025 ， 35 （ 6 ）： 126 - 131 .

LI W L ， MAO J F ， SHEN W Q ， et al . Establishment and verification of measurement and control system for wind speed calibration device based on fuzzy PID algorithm ［J］. Industrial Measurement ， 2025 ， 35 （ 6 ）： 126 - 131 .

顾涵，浦炜 . 基于Linux操作系统的圆纬机人机交互系统［J］ . 针织工业， 2023 （ 9 ）： 17 - 20 .

GU H ， PU W . Human-machine interaction system for circular weft knitting machine based on Linux operating system ［J］. Knitting Industries ， 2023 （ 9 ）： 17 - 20 .

赵洋，许军 . 基于MobileNetV2与树莓派的人脸识别系统［J］. 计算机系统应用， 2021 ， 30 （ 8 ）： 67 - 72 .

ZHAO Y ， XU J . Face recognition system based on MobileNetV2 and Raspberry Pi ［J］. Computer Systems & Applications ， 2021 ， 30 （ 8 ）： 67 - 72 .

刘彦昌，张春来，米世超，等 . 快取式焊条保温装置的研制与应用［J］. 矿业装备， 2025 （ 12 ）： 56 - 57 .

LIU Y C ， ZHANG C L ， MI S C ， et al . Development and application of quick-access electrode insulation device ［J］. Mining Equipment ， 2025 （ 12 ）： 56 - 57 .

程平 . 焊条便利取条器应用技术研究［J］. 中国设备工程， 2021 （ 1 ）： 221 - 222 .

CHENG P . Research on application technology of electrode convenient extractor ［J］. China Plant Engineering ， 2021 （ 1 ）： 221 - 222 .

邱葭菲 . 焊接方法与设备［M］. 北京：化学工业出版社， 2021 ： 224 .

陈佳丽，丁超，关辉，等 . 基于智能装备的焊接材料全流程管控系统设计［J］. 焊接技术， 2025 ， 54 （ 2 ）： 115 - 118 .

CHEN J L ， DING C ， GUAN H ， et al . Design of welding material full-process management and control system based on intelligent equipment ［J］. Welding Technology ， 2025 ， 54 （ 2 ）： 115 - 118 .

刘晓多，杨军伟 . 焊接填充材料管理平台系统开发［J］. 金属加工（热加工）， 2020 （ 5 ）： 78 - 83 .

LIU X D ， YANG J W . Development of welding filler material management platform system ［J］. Metal Working （Hot Working）， 2020 （ 5 ）： 78 - 83 .

杨培静 . 焊条智能存放机构的设计和优化［D］. 西安：西安石油大学， 2023 .

YANG P J . Design and optimization of intelligent electrode storage mechanism ［D］. Xi'an ： Xi'an Shiyou University ， 2023 .