危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理預(yù)警控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型的危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理預(yù)警控制系統(tǒng)，特征在于：包括監(jiān)控PC機(jī)和若干采集站，采集站通過Zigbee無線通信技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng)，采集站包括微控制器和Zigbee無線通信模塊，微控制器的外圍設(shè)置有用于氣體信號檢測的HCL檢測接口、SO2檢測接口、H2S檢測接口，分別與HCL氣體傳感器、SO2氣體傳感器，H2S氣體傳感器相連接；微控制器的外圍設(shè)置有壓力檢測接口、溫濕度檢測接口。本實(shí)用新型預(yù)警控制系統(tǒng)，每個采集站數(shù)據(jù)的采集和傳輸都有相對的獨(dú)立性，即使發(fā)生安全事故導(dǎo)致某些采集站受損，也不會影響其他采集站的數(shù)據(jù)采集和傳輸。在使用時根據(jù)需要采集的信號來增添傳感器，避免了以往采集一種現(xiàn)場信號需要布設(shè)一個采集節(jié)點(diǎn)的弊端。
【專利說明】危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理預(yù)警控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理預(yù)警控制系統(tǒng)，更具體的說，涉及一種采用Zigbee自組網(wǎng)和設(shè)置有多種傳感器接口的危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理預(yù)警控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)和經(jīng)營企業(yè)數(shù)量多、分布廣，貯存的危險(xiǎn)化學(xué)品品種多、數(shù)量大，且危險(xiǎn)程度高。當(dāng)前對危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)評價、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警研究越來越重要，在總結(jié)歸納主流預(yù)警理論和控制方法的基礎(chǔ)上，探索建立具有超前、實(shí)時、持續(xù)、動態(tài)預(yù)警控制特點(diǎn)的危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)預(yù)警理論和控制方法體系迫在眉睫。充分利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、安全生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)和應(yīng)急管理指揮系統(tǒng)，設(shè)計(jì)并開發(fā)出危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)安全管理預(yù)警控制系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營連續(xù)自動監(jiān)測的關(guān)鍵所在。
[0003]現(xiàn)行的安全管理預(yù)警控制機(jī)制和方法，特別是在微觀層面，如危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警控制方面，仍然不太完善；風(fēng)險(xiǎn)評價和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測技術(shù)雖然已經(jīng)取得很大進(jìn)步，但是面對復(fù)雜隨機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測信息，現(xiàn)有的技術(shù)處理手段也略顯不足。實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動監(jiān)測的風(fēng)險(xiǎn)因素狀態(tài)的預(yù)警控制，可以進(jìn)一步提升危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)管理水平，同時提高危險(xiǎn)化學(xué)品企業(yè)對安全生產(chǎn)重大風(fēng)險(xiǎn)因素的有效防控能力，并在其他行業(yè)領(lǐng)域予以推廣，具有重大管理效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
[0004]對危險(xiǎn)化學(xué)品的監(jiān)測過程中，所采集的現(xiàn)場環(huán)境的信息一般包括溫度、壓力、可燃有毒氣體(如hcl、so2、h2s、h2)等，現(xiàn)有的采集系統(tǒng)一般采用有線組網(wǎng)的形式，這種有線組網(wǎng)的形式在化學(xué)品生產(chǎn)銷售企業(yè)發(fā)生安全事故時，極易遭到破壞，進(jìn)而影響現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的連續(xù)性，不能根據(jù)實(shí)時采集的數(shù)據(jù)對現(xiàn)場事故情況作出有效的分析，也不利于事后責(zé)任認(rèn)定和追責(zé)。Zigbee作為一種便宜的、低功耗的近距離無線組網(wǎng)通訊技術(shù)，其組網(wǎng)和數(shù)據(jù)的傳輸都是通過無線網(wǎng)絡(luò)來完成的，不存在傳輸線被破壞的問題，即使現(xiàn)場發(fā)生事故時，某個或某幾個采集節(jié)點(diǎn)被破壞，也不會影響其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰?，可最大限度地保證現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的穩(wěn)定性和可靠性。
[0005]現(xiàn)有危險(xiǎn)化學(xué)品采集站一般只能進(jìn)行單一信號的采集，如只能對現(xiàn)場溫度、壓力、HCL、SO2或H2S的采集，如果某一點(diǎn)需要進(jìn)行兩種或兩種以上的信號采集時，則需要布置兩個采集節(jié)點(diǎn)，不僅增加了成本，而且還不利于集中控制。如果采用Zigbee近距離無線組網(wǎng)，對某一區(qū)域一般只布設(shè)一個節(jié)點(diǎn)，但同時又需要進(jìn)行多種信息的采集；如果每個采集節(jié)點(diǎn)具有全部種類信息的采集功能，根據(jù)需要采集的信息，將相應(yīng)的傳感器連接到采集節(jié)點(diǎn)上即可。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型為了克服上述技術(shù)問題的缺點(diǎn)，提供了一種采用Zigbee自組網(wǎng)和設(shè)置有多種傳感器接口的危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理預(yù)警控制系統(tǒng)。
[0007]本實(shí)用新型的危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理預(yù)警控制系統(tǒng)，其特別之處在于:包括監(jiān)控PC機(jī)以及設(shè)置于危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)和經(jīng)營場所的若干采集站，采集站用于采集現(xiàn)場信息；所述若干采集站通過Zigbee無線通信技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng)和數(shù)據(jù)傳輸，監(jiān)控PC機(jī)通過接收機(jī)與采集站進(jìn)行通信，接收機(jī)實(shí)現(xiàn)Zigbee通訊協(xié)議與TCP/IP協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換；所述采集站包括微控制器和Zigbee無線通信模塊，微控制器的外圍設(shè)置有用于氣體信號檢測的HCL檢測接口、SO2檢測接口、H2S檢測接口，HCL檢測接口、SO2檢測接口、H2S檢測接口分別用于與HCL氣體傳感器、SO2氣體傳感器，H2S氣體傳感器相連接；微控制器的外圍設(shè)置有壓力檢測接口、溫濕度檢測接口，壓力檢測接口、溫濕度檢測接口分別用于與壓力傳感器、溫濕度傳感器相連接；采集站通過Zigbee無線通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。
[0008]采集站設(shè)置在有發(fā)生化學(xué)品安全事故的生產(chǎn)或經(jīng)營場所，并對現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；接收機(jī)實(shí)現(xiàn)Zigbee通訊協(xié)議與TCP/IP協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換。監(jiān)控PC機(jī)對采集站上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、運(yùn)算和分析，以便對現(xiàn)場的安全性做出科學(xué)分析，當(dāng)有發(fā)生化學(xué)品安全事故的潛在可能性時，則發(fā)出報(bào)警信息以便相關(guān)人員采取應(yīng)對措施。采集站由微控制器組成，微控制器外圍設(shè)置的HCL檢測接口、SO2檢測接口、H2S檢測接口、壓力檢測接口、溫濕度檢測接口，可分別與HCL氣體傳感器、SO2氣體傳感器、H2S氣體傳感器、壓力傳感器、溫濕度傳感器相連接，以便對現(xiàn)場的有毒可燃?xì)怏w、壓力和溫濕度進(jìn)行采集。
[0009]本實(shí)用新型的危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理預(yù)警控制系統(tǒng)，所述微控制器的輸入端還連接有電壓傳感器和自身溫濕度傳感器，微控制器通過電壓傳感器檢測采集站自身蓄電池電壓的大小，通過自身溫度傳感器檢測采集站自身殼體溫度的大小。采集站通過電壓傳感器采集自身蓄電池電壓的大小，當(dāng)檢測到剩余的電量不足時，會發(fā)出報(bào)警信息，以提醒工作人員更換電源。
[0010]本實(shí)用新型的危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理預(yù)警控制系統(tǒng)，所述監(jiān)控PC機(jī)還連接有打印機(jī)和用于向移動終端發(fā)送報(bào)警信息的GSM報(bào)警器。監(jiān)控PC機(jī)通過對上傳數(shù)據(jù)的分析，當(dāng)?shù)贸霈F(xiàn)場有危險(xiǎn)化學(xué)品安全事故發(fā)生的趨勢時，就會通過GSM報(bào)警器向移動終端(如手機(jī))發(fā)送報(bào)警信息，以提醒工作人員及時采取措施。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型的危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理預(yù)警控制系統(tǒng)，設(shè)置于危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)和經(jīng)營場所中的采集站，通過Zigbee無線通訊技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了采集數(shù)據(jù)的無線傳輸，每個采集站數(shù)據(jù)的采集和傳輸都有相對的獨(dú)立性，即使發(fā)生安全事故導(dǎo)致某些采集站受損，也不會影響其他采集站的數(shù)據(jù)采集和傳輸。
[0012]采集站中微控制器的外圍設(shè)置有HCL檢測接口、SO2檢測接口、H2S檢測接口、壓力檢測接口、溫濕度檢測接口，其可分別與HCL氣體傳感器、SO2氣體傳感器，H2S氣體傳感器、壓力傳感器、溫濕度傳感器相連接；在使用時根據(jù)需要采集的信號來增添傳感器，避免了以往采集一種現(xiàn)場信號需要布設(shè)一個采集節(jié)點(diǎn)的弊端。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理預(yù)警控制系統(tǒng)的原理圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型中采集站的電路原理圖。
[0015]圖中:1采集站，2接收機(jī)，3監(jiān)控PC機(jī)，4 GSM報(bào)警器，5打印機(jī)，6微控制器，7HCL氣體傳感器，8 SO2氣體傳感器，9 H2S氣體傳感器，10壓力傳感器，11溫濕度傳感器，12Zigbee無線通信模塊，13電壓傳感器，14自身溫度傳感器。【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0017]如圖1所示，給出了本實(shí)用新型的危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理預(yù)警控制系統(tǒng)的原理圖，其包括若干采集站1、接收機(jī)2、監(jiān)控PC機(jī)3、GSM報(bào)警器4、打印機(jī)5 ;所示的采集站I設(shè)置于危險(xiǎn)化學(xué)品的生產(chǎn)和經(jīng)營場所，所有的采集站I通過Zigbee無線通信技術(shù)形成自組網(wǎng)絡(luò)，以便對采集的現(xiàn)場各種化學(xué)和物理參數(shù)進(jìn)行采集，并將采集的傳感器數(shù)據(jù)通過Zigbee無線自組網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳送。所有采集站I采集的輸出最終發(fā)送至接收機(jī)2中，由接收機(jī)2進(jìn)行Zigbee通信協(xié)議與TCP/IP通信協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，最終發(fā)送至監(jiān)控PC機(jī)3中。監(jiān)控PC機(jī)3對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、運(yùn)算分析，通過各個傳感器采集的現(xiàn)場的數(shù)據(jù)來判斷是否有事故發(fā)生的趨勢。
[0018]如果危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)和經(jīng)營場所存在安全事故的趨勢，監(jiān)控PC機(jī)3則發(fā)送信息至GSM報(bào)警器4中，GSM報(bào)警器4再通過覆蓋廣闊的GSM網(wǎng)絡(luò)將報(bào)警信息發(fā)送至相關(guān)人員的移動終端上，如手機(jī)上，以便及時將報(bào)警信息送達(dá)相關(guān)人員，采取及時的應(yīng)對信息，避免安全事故的發(fā)生。打印機(jī)5用于打印相關(guān)的信息。由于各個采集站I之間采用Zigbee無線通信技術(shù)進(jìn)行通訊，而不是采用現(xiàn)有的有效通訊形式，每個采集站數(shù)據(jù)的采集和傳輸都有相對的獨(dú)立性，即使發(fā)生安全事故導(dǎo)致某些采集站受損，也不會影響其他采集站的數(shù)據(jù)采集和傳輸。
[0019]如圖2所示，給出了本實(shí)用新型中采集站I的電路原理圖，其包括微控制器6、Zigbee無線通信模塊12、電壓傳感器13、自身溫度傳感器14以及HCL氣體傳感器7、SO2氣體傳感器8、H2S氣體傳感器9、壓力傳感器10和/或溫濕度傳感器11 ;所示的微控制器6具有信號采集、數(shù)據(jù)運(yùn)算和控制輸出的作用，微控制器6通過Zigbee無線通信模塊12與其他采集站進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。微控制器6的外圍設(shè)置有與可燃、有毒氣體傳感器連接的HCL檢測口、SO2檢測接口、H2S檢測接口，HCL檢測口、SO2檢測接口，H2S檢測接口分別用于與HCL氣體傳感器7、SO2氣體傳感器8、H2S氣體傳感器9相連接，以便實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場環(huán)境的HCL、SO2和H2S氣體的檢測。
[0020]微控制器6的外圍還設(shè)置有壓力檢測接口和溫濕度檢測接口，以分別實(shí)現(xiàn)與壓力傳感器10、溫濕度傳感器11的連接，用于檢測現(xiàn)場的管線或反應(yīng)釜中的壓力大小以及溫濕度數(shù)值。所示的微控制器6通過電壓傳感器13檢測自身所攜帶的蓄電池的電壓大小，以判斷蓄電池的電量，當(dāng)蓄電池的剩余電量不足時，則發(fā)出報(bào)警信息，以提醒有關(guān)人員進(jìn)行更換電池。所示的微控制器6通過自身溫度傳感器14采集采集站I自身殼體的溫度數(shù)值，避免采集站I在復(fù)雜、惡劣的環(huán)境中工作時溫度升至過高。
[0021]由于采集站I中微控制器6的外圍設(shè)置有HCL檢測口、SO2檢測接口、H2S檢測接口，HCL檢測口、SO2檢測接口，可根據(jù)現(xiàn)場采集的需求，來增減相應(yīng)的傳感器，以滿足現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的要求。避免了以往采集一個信息就布設(shè)一個采集節(jié)點(diǎn)的弊端，減少了采集節(jié)點(diǎn)的數(shù)目，降低了成本。
【權(quán)利要求】
1.一種危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理預(yù)警控制系統(tǒng)，其特征在于:包括監(jiān)控PC機(jī)(3)以及設(shè)置于危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)和經(jīng)營場所的若干采集站(1)，采集站用于采集現(xiàn)場信息；所述若干采集站通過Zigbee無線通信技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng)和數(shù)據(jù)傳輸，監(jiān)控PC機(jī)通過接收機(jī)(2)與采集站進(jìn)行通信，接收機(jī)實(shí)現(xiàn)Zigbee通訊協(xié)議與TCP/IP協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換；所述采集站包括微控制器(6)和Zigbee無線通信模塊(12)，微控制器的外圍設(shè)置有用于氣體信號檢測的HCL檢測接口、SO2檢測接口、H2S檢測接口，HCL檢測接口、SO2檢測接口、H2S檢測接口分別用于與HCL氣體傳感器(7)、SO2氣體傳感器(8)，H2S氣體傳感器(9)相連接；微控制器的外圍設(shè)置有壓力檢測接口、溫濕度檢測接口，壓力檢測接口、溫濕度檢測接口分別用于與壓力傳感器(10 )、溫濕度傳感器(11)相連接；采集站通過Zigbee無線通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理預(yù)警控制系統(tǒng)，其特征在于:所述微控制器(6 )的輸入端還連接有電壓傳感器(13 )和自身溫濕度傳感器(14 )，微控制器通過電壓傳感器檢測采集站自身蓄電池電壓的大小，通過自身溫度傳感器檢測采集站自身殼體溫度的大小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理預(yù)警控制系統(tǒng)，其特征在于:所述監(jiān)控PC機(jī)(3)還連接有打印機(jī)(5)和用于向移動終端發(fā)送報(bào)警信息的GSM報(bào)警器(4)。
【文檔編號】G05B19/418GK203759508SQ201420039675
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】周江濤, 李殿祥, 謝林慶 申請人:濱州學(xué)院, 中國安全生產(chǎn)科學(xué)研究院濱州分院, 山東京博控股股份有限公司