现场混装炸药车监管系统

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现场混装炸药车监管系统\n技术领域\n[0001] 本发明所述的现场混装炸药车监管系统属于自动化管理系统，适用于现场混装炸药车的监督管理。\n背景技术\n[0002] 目前所使用的现场混装炸药车是一种装载炸药原材料在爆破现场生产炸药的装备。在国内外大型矿山、水利水电工程方面得到了广泛的应用。我国在20世纪80年代从美国引入这种装备，现有现场炸药混装车的各动力原件均为液压原件，控制系统主要由PLC(或单片机)、显示屏、键盘、按钮、机箱等组成。功能包括根据人工输入的装药量，工作人员手动控制液压电磁阀开关或者通过PLC(或单片机)按工艺要求联动控制液压电磁阀开关；PLC(或单片机)接收温度、流量、压力传感器发来的信号并在显示显示屏上显示并具有超温、超压等保护措施等；PLC(或单片机)控制散热器风扇根据液压系统温度起动停止。\n[0003] 现有的现场混装炸药车都为单机控制系统，而全国民爆系统对雷管、包装炸药等采用编码管理，通过公安机关电子购买证、电子运输证的控制作用，全面掌握、控制物品的生产、流通和使用。由于现场混装炸药的生产、流通、使用一体化的特点，在现有监管体系下，现场混装炸药的安全管理上还存在许多漏洞和不足。主要表现在：\n[0004] （1）位置监管\n[0005] 生产现场混装炸药的现场混装炸药车具有很强的流动性，目前还没有采用有效的措施对其从地面站离开到施工现场的行驶路线、行驶时间进行监管。\n[0006] （2）现场监管\n[0007] 现场混装炸药通常是在野外环境下使用，工作现场受地形、气候等影响较大，难以像成品炸药生产线那样架设固定的监控设施，监控现场混装炸药的制备过程。这就难以及时发现设备隐患、违规操作等事件。\n[0008] （3）用量监管\n[0009] 现场混装炸药制备、装填过程多为连续化作业，这就使得最终炸药用量只能依据设备本身计量；有的现场混装炸药车具备多种现场混装炸药制备的功能，经常根据不同的现场变更炸药品种，而不同品种的炸药最终通常按一种炸药累计，等等这些原因都导致了现场混装炸药的实际用量难以监管。\n[0010] 到目前为止具有监管功能的现场混装炸药车管理平台国内外还没有应用。\n[0011] 针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的现场混装炸药车监管系统，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。\n发明内容\n[0012] 鉴于上述现有技术中所存在的问题,本发明的目的是研究设计一种新型的现场混装炸药车监管系统，从而解决目前所使用的现场混装炸药车缺乏位置监管、现场监管和所用炸药用量监管等问题。\n[0013] 本发明所述的现场混装炸药车监管系统是由是由车载终端、地面站控制中心和监管部门控制中心所组成。所述的监管部门控制中心通过网络下接多个地面站控制中心，所述的地面站控制中心通过网络下接多个车载终端；采用C/S模式构架。\n[0014] 本发明所述的监管部门控制中心是由网络交换机、服务器、电视墙、监控台构成。\n网络交换机同电信服务商的网络通过以太网线连接，网络交换机同时通过以太网线与服务器连接。电视墙与服务器通过数据线连接。监控台与服务器通过数据线连接，监控台上设有话筒、报警按钮、音箱。\n[0015] 本发明所述的地面站控制中心是由网络交换机、服务器、显示器、控制台构成。网络交换机同电信服务商的网络通过以太网线连接，网络交换机同时通过以太网线与服务器连接。显示器与服务器通过数据线连接。控制台与服务器通过数据线连接，控制台上设有话筒、报警按钮、音箱设施。\n[0016] 本发明所述的车载终端是由工艺控制模块、视频监控模块、数据通讯模块和GPS定位模块所组成的控制装置与电液比例阀、电磁阀、传感器、电动开关所组成的混装炸药车，所述的工艺控制模块连接并控制混装炸药车上的电液比例阀、电磁阀、传感器、电动开关；所述的数据通讯模块通过数据线分别和工艺控制模块、视频监控模块、GPS定位模块相连接，并通过无线通讯模块与地面站控制中心通讯。\n[0017] 本发明所述的监管部门控制中心通过网络交换机经以太网网络接口接收地面站控制中心传来的有关信息或将指令发送到地面站控制中心，其工作步骤如下：\n[0018] 第一步用户密码登陆。\n[0019] 第二步接收地面站控制中心上传的数据。\n[0020] 第三步判断接收的数据是否完整，若不完整，要求对方重新发送数据。\n[0021] 第四步将上传数据存储到数据库。\n[0022] 第五步将存储到数据库中的数据进行分类处理。\n[0023] 第六步通过读取数据库的GPS数据，在GIS显示屏上显示各终端的位置。\n[0024] 1）、当选择某终端时显示详细内容时，在相应位置上显示车载终端的视频、产量、工艺参数等信息。\n[0025] 2）、当接到车载终端应急报警信息后在相应位置显示报警。\n[0026] 3）、当工艺参数超出安全范围、地面站总产能超出规定产能、车载终端行驶路线偏离设定路线时，在显示屏上显示报警信息。\n[0027] 第七步返回第二步循环操作，直至结束。\n[0028] 本发明所述的地面站控制中心通过网络交换机经以太网网络端口接收、处理所管辖的各车载终端的信息，或向监管部门控制中心传输有关信息，其工作步骤如下：\n[0029] 第一步用户登录。\n[0030] 第二步接收车载终端上传的数据及控制中心下达的指令。\n[0031] 第三步判断接收的数据是否完整，若不完整，要求对方重新发送数据。\n[0032] 第四步如果有监管部门控制中心发来的指令，则执行指令。\n[0033] 第五步将车载终端发来的数据分类处理。\n[0034] 1）、GIS系统调用GPS数据并在GIS显示屏上显示，如果车载终端偏离设定路线则在GIS显示屏上报警。\n[0035] 2）、视频数据存储到数据库，需要查看时可在屏幕上显示视频。\n[0036] 3）、工艺数据存储到数据库，并将数据分类汇总，由专家系统对故障参数提出解决方案。\n[0037] 第六步将数据上传到监管部门控制中心。\n[0038] 第七步将控制信息发送给车载终端；循环执行以上步骤。\n[0039] 本发明所述的地面站控制中心通过网络交换机经以太网网络端口接收、处理所管辖的各车载终端的信息，并通过数据库指令将这些信息存储到本地数据库中，并进行分析，包括：对各传感器信号进行分析，将车载终端传来的信号与数据库中的预设值对比，诊断工艺控制系统的工作状况，及时发出修正、报警信号。统计各种数据信息，包括装药量、装药效率、各关键部件的运转参数等，通过数据库命令形成波形图，与预设值对比，对于偏离预设值的参数进行报警。地面站控制中心设有GIS系统，GIS系统通过SQL指令调用数据库中的信息，将各车载终端的位置显示在GIS窗口中。地面站控制中心通过网络端口向车载终端下达的指令，同时将设定向监管部门传输的有关信息通过网络传输到监管部门控制中心。大屏幕显示器将服务器显示屏上的信息同步显示。\n[0040] 本发明所述的监管部门控制中心通过网络交换机经以太网网络接口接收地面站控制中心传来的有关信息、并存储到本地数据库中，并根据初设值分析地面站控制中心传来的有关信息与各预设值对比，通过网络接口将指令发送到地面站控制中心。\n[0041] 本发明所述的监管部门控制中心设有GIS系统，GIS系统通过SQL指令调用数据库中的信息，将各车载终端的位置显示在GIS窗口中，电视墙将GIS窗口上的信息同步显示。\n[0042] 本发明所述的监管部门控制中心设有视频显示系统，当需要查看某个具体终端的视频时，可以通过点击操作打开，视频显示系统从数据库中调取该终端的视频信息在屏幕上显示。\n[0043] 本发明所述的监管部门控制中心设有产能调控系统，该系统可以自动计算各地面站、混装车的累计炸药生产量，当累计炸药产量达到许可证的要求时向地面站发送停产指令。\n[0044] 本发明所述的监管部门控制中心设有位置管理系统，该系统可以将车载终端上传的GPS数据与车载终端预设的行驶路线的GPS信息对比，当车载终端偏离预设路线时进行报警。\n[0045] 本发明所述的监管部门控制中心设有数据显示系统，当需要查看某个具体终端的工艺数据时，可以通过点击操作打开，数据显示系统从数据库中调取该终端的工艺数据信息，并在屏幕上显示。该系统还具有故障诊断功能，当检测到上传的工艺数据超出完全范围或有故障信息时，能够在屏幕上显示报警，并通过专家系统查找并显示产生故障的原因及解决方案。\n[0046] 本发明所述的监管部门控制中心设有应急报警系统，当接收到地面站上传的应急报警信号后，能够在屏幕上显示，并自动将该终端的视频、工艺参数等信息同步在屏幕上显示。\n[0047] 本发明所述的现场混装炸药车监管系统发明的效果是，目前对现场混装炸药车的监管多为人工记录、经常存在漏记、少记、人为修改等现象，致使行业主管部门难以进行有效的监督管理。\n[0048] 监管系统建立后，可以实现现场混装炸药车从上料装车、路上行驶、工作过程的全方位监控。通过车载数据通讯模块，经无线网络，控制中心可以实时了解车上原材料的存量、各种设备的运转情况、单次装药量、装药效率、累计装药量、行驶路线、周边环境等诸多信息。控制中心可以对这些数据进行分析、处理、保存、统计，并可以根据设定的生产能力，通过无线网络远程控制车载终端停止工作。整个过程排除了人为的干扰，信息的可靠性、准确性、及时性都能够满足行业监管的需要。\n[0049] 该监管系统的建立可以将现场混装炸药车的监管融入到全国民爆监管体系中，对于行业管理的安全和现场混装炸药车的推广有着积极的作用。\n[0050] 本发明所述的现场混装炸药车监管系统创新点在于：\n[0051] （1）通过无线通信技术将现场混装炸药车的工作情况(包括车上原材料的存量、各种设备的运转情况、单次装药量、装药效率、累计装药量、行驶路线、周边环境等诸多信息)进行实时监管。\n[0052] （2）车载控制系统集成GPS定位、视频监控及无线网络通信功能。\n[0053] （3）车载控制系统集成故障诊断系统。\n[0054] （4）监管部门控制中心具有远程停机功能。\n附图说明\n[0055] 本发明共有14幅附图，其中：\n[0056] 图1、现场混装炸药车监管系统总体框图；\n[0057] 图2、监管部门控制中心结构框图；\n[0058] 图3、地面站控制中心结构框图；\n[0059] 图4、地面站控制中心主程序流程图；\n[0060] 图5、地面站GPS子程序流程图；\n[0061] 图6、地面站工艺参数子程序流程图；\n[0062] 图7、地面站视频子程序流程图；\n[0063] 图8、监管部门控制中心主程序流程图；\n[0064] 图9、监管部门控制中心GIS显示子程序流程图；\n[0065] 图10、监管部门控制中心产能调控子程序流程图；\n[0066] 图11、监管部门控制中心数据显示子程序流程图；\n[0067] 图12、监管部门控制中心位置管理子程序流程图；\n[0068] 图13、监管部门控制中心应急报警子程序流程图；\n[0069] 图14、车载终端控制装置结构框图。\n具体实施方式\n[0070] 本发明的具体实施例如附图所示，本发明所述的现场混装炸药车监管系统是由车载终端、地面站控制中心和监管部门控制中心所组成。所述的监管部门控制中心通过网络下接多个地面站控制中心，所述的地面站控制中心通过网络下接多个车载终端。采用C/S模式构架。（如图1所示）\n[0071] 本发明所述的现场混装炸药车监管系统中的地面站控制中心，是由网络交换机选用思科CISCOWS-C2960-24TC-L智能交换机、服务器选用IBMSystemx3650M3服务器、显示器选用威腾WT-109电视墙、控制台等构成。网络交换机同电信服务商的网络通过以太网线连接，网络交换机同时通过以太网线与服务器连接，各种数据通过以太网线进行传输。显示器与服务器通过数据线连接，用来显示必要的信息。控制台与服务器通过数据线连接，控制台上设有话筒、报警按钮、音箱等设施。（如图2所示）\n[0072] 本发明所述的现场混装炸药车监管系统中的监管部门控制中心由网络交换机选用思科CISCOWS-C2960-24TC-L智能交换机、服务器选用IBM System x3650M3服务器、电视墙威腾WT-109电视墙、监控台等构成。网络交换机同电信服务商的网络通过以太网线连接，网络交换机同时通过以太网线与服务器连接，各种数据通过以太网线进行传输。电视墙与服务器通过数据线连接，用来显示必要的信息。监控台与服务器通过数据线连接，监控台上设有话筒、报警按钮、音箱等设施。（如图3所示）\n[0073] 本发明所述的车载终端是由工艺控制模块、视频监控模块、数据通讯模块和GPS定位模块所组成的控制装置与电液比例阀、电磁阀、传感器、电动开关所组成的混装炸药车，所述的工艺控制模块连接并控制混装炸药车上的电液比例阀、电磁阀、传感器、电动开关；所述的数据通讯模块通过数据线分别和工艺控制模块、视频监控模块、GPS定位模块相连接，并通过无线通讯模块与地面站控制中心通讯。（如图14所示）\n[0074] 本发明所述的地面站控制中心所执行的主程序流程为：（见图4）[0075] 第一步用户登录。\n[0076] 第二步程序自动接收车载终端上传的数据或控制中心下达的指令。\n[0077] 第三步程序自动判断接收的数据是否完整，是执行第四步，否发送指令要求对方重新发送数据，跳转到第二步。\n[0078] 第四步程序进行数据来源判断，如果是监管部门控制中心发来的数据，则执行监管部门发来的指令，然后跳到第六步，如果是车载控制系统，执行第五步。\n[0079] 第五步程序进行数据格式判断，如果是GPS数据执行GPS数据子程序，如果是视频数据执行视频数据子程序，如果是工艺数据执行工艺数据子程序。\n[0080] 第六步程序通过网络接口发送指定数据到控制中心。\n[0081] 第七部程序通过网络接口发送指令到车载终端。\n[0082] 第八部程序判断是否有退出中断，是执行下九步，否跳转执行第二步。\n[0083] 第九步程序判断密码是否正确，是执行下第十步，否跳转执行第二步。\n[0084] 第十步结束程序。\n[0085] 本发明所述的地面站控制中心下设GPS数据子程序流程为：（见图5）[0086] 1、对比车载终端行驶路线设置GPS数据，判断数据是否符合预设要求，是则执行下一步；否则显示报警，然后执行下一步。\n[0087] 2、执行数据库存储数据指令。\n[0088] 3、执行数据库显示数据指令。\n[0089] 4、GIS系统调用数据库GPS数据，在GIS窗口中显示车载终端位置。\n[0090] 5、返回主程序。\n[0091] 本发明所述的地面站控制中心下设视频数据子程序为：（见图6）[0092] 1、执行数据库存储数据指令。\n[0093] 2、在相应区域显示视频。\n[0094] 3、返回主程序。\n[0095] 本发明所述的地面站控制中心下设工艺数据子程序为：（见图7）[0096] 1、对比工艺参数安全范围数据表，判断数据是否符合预设要求，是则执行下一步；\n否则显示报警，并对照故障诊断数据库显示解决方案，然后执行下一步。\n[0097] 2、执行数据库存储数据指令。\n[0098] 3、执行数据库显示数据指令。\n[0099] 4、通过数据库指令工艺数据分类，进行汇总、求和等处理。\n[0100] 5、返回主程序。\n[0101] 本发明所述的监管部门控制中心主程序流程为：（见图8）\n[0102] 第一步用户密码登陆。\n[0103] 第二步程序接收地面站中心上传的数据。\n[0104] 第三步程序判断数据是否完整，是执行第四步，否要求对方重新发送，执行第二步。\n[0105] 第四步程序将上传数据存储到数据库。\n[0106] 第五步程序对上传数据进行数据库分类处理。\n[0107] 第六步程序并行执行数据显示、产能调控、应急报警、位置管理、GIS显示子程序。\n[0108] 第七步判断是否有结束中断指令，是则执行第八步，否则循环执行第二至第七步，并循环调用后续子程序。\n[0109] 第八步程序结束。\n[0110] 本发明所述的监管部门控制中心下设数据显示子程序流程为：（见图9）[0111] 1、循环从数据库中调用数据，判断是否点选某终端进行显示，是则执行第2步，否则跳转至第4步。\n[0112] 2、显示终端各相关数据。\n[0113] 3、判断是否停止点选终端显示数据，是则执行第4步，否则执行第2步。\n[0114] 4、子程序结束。\n[0115] 本发明所述的监管部门控制中心下设产能调控子程序流程为：（见图10）[0116] 1、循环从数据库中调用数据。\n[0117] 2、判断终端产能是否超限，是则执行第3步，否则执行第5步。\n[0118] 3、判断是否向终端发送停产指令，是则发送停产指令到地面站控制中心，否则执行第4步。\n[0119] 4、发送警告指令到地面站控制中心。\n[0120] 5、子程序结束。\n[0121] 本发明所述的监管部门控制中心下设应急报警子程序：（见图11）[0122] 1、从数据库调用数据，判断是否有报警信号，是则执行第2步，否则执行第4步。\n[0123] 2、从数据库中搜索相应报警信号的应急处理预案。\n[0124] 3、报警并在屏幕上显示应急处理预案。\n[0125] 4、子程序结束。\n[0126] 本发明所述的监管部门控制中心下设位置管理子程序：（见图12）[0127] 1、从数据库调用数据，判断车载终端位置是否偏离规定线路，是则执行第2步，否则执行第4步。\n[0128] 2、在屏幕上显示报警。\n[0129] 3、发送警告指令到地面站控制中心，并通过地面站控制中心向车载终端发送警告指令。\n[0130] 4、子程序结束。\n[0131] 本发明所述的监管部门控制中心下设GIS显示子程序：（见图13）[0132] 1、GIS系统调用数据库GPS数据。\n[0133] 2、在GIS窗口中显示车载终端位置。\n[0134] 3、子程序结束。