CN102243491A - 一种特殊气体智能监控系统及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种城市管网计算机模拟系统，属于特殊气体监控技术领域，尤其涉及一种特殊气体智能监控系统及其实现方法。该系统包括：用于管理系统所有组成设备，的监控中心；用于采集现场信号并将信号发送到上述监控中心，同时接收并执行监控中心的命令的远程控制盒；用于探测气体泄漏浓度，并将浓度值发送到监控中心的气体探测终端。该方法包括(1)气体探测终端采集现场泄漏气体的浓度，并传输到监控中心；(2)监控中心分析计算气体浓度值，当浓度达到一定一定阈值时产生报警信号；(3)远程控制盒得到监控中心的命令后，进行计算分析，并向指定的报警灯报警或完成切断指定气柜的命令。

Description

一种特殊气体智能监控系统及其实现方法

技术领域

本发明属于特殊气体监控技术领域，尤其涉及一种特殊气体智能监控系统及其实现方法。

背景技术

太阳能、半导体芯片制造、微电子行业是正在蓬勃发展的朝阳产业，也是我国大力发展的高新技术行业。这些行业的基础是硅晶圆，硅晶圆的制作过程中离不开特殊气体，然而带有蚀刻性质的气体90％以上都是剧毒气体，如氰化物气体、硅烷气体等。煤炭石化是我国的基础产业，也是关系国计民生的重点行业；航空航天行业的发展将对我国产生深远的影响，是国家的重大发展项目。这两种行业在生产作业过程中会产生易燃易爆或有毒气体，这些特殊气体稍有泄露将产生难以弥补的安全事故，造成环境污染并影响生产。如何监测并有效控制这些特殊气体是硅晶圆生产线上线的前提条件，也是煤炭石化，航空航天等安全生产的重要保障。

目前，特殊气体监控所采用的方案还是基于传统PLC的控制系统。系统工作原理为：气体探测器将采集到的气体浓度以24V模拟电压信号传送到PLC控制单元中，由PLC分析计算，如果超出设定的阈值，PLC通过继电器转换输出24V模拟控制信号到气柜或紧急按钮用以切断供气系统，或者到报警灯向现场作业人员报警。现有的方案具有以下固有的缺点：

PLC控制单元控制能力有限。由于PLC端口有限，所以其拓扑结构不能很复杂，限制了其采集气体探测器的点数，如果要在大型的作业现场(比如大型煤炭石化企业，复杂的太阳能生产线上)布置该系统，需要采用多个基于PLC的探测系统，无法实行集中监控；

系统采用24V模拟信号，在传输过程中易受干扰，这是模拟信号难以克服的基础缺点，而且传输距离有限；

成本高，功能有限。由于采用了多个PLC成本很高，而且没有控制中心，不具备远程智能管理的能力。如果要加控制中心，需要采用组态软件的编程方式，系统复杂，而且受版权限制，成本更高；

现场布线复杂，施工难度大，扩展性不好。如果生产线的作业方式改变，或增加了生产线，无法在原有的系统基础上增加探测器，需要重新布置探测系统。

发明内容

本发明的目的是克服上述问题，来提供一种特殊气体智能监控系统及其实现方法。

一种特殊气体智能监控系统，它是用于对监控对象气柜进行特殊气体检测的，该系统包括：

监控中心，它是用于管理系统所有组成设备，确定系统组网方式，确定下述的气体探测终端与远程控制盒的关联路径的控制单元结构；

远程控制盒，它是设置在气体探测的现场，用于采集现场信号并将信号发送到上述监控中心，同时接收并执行监控中心的命令；

气体探测终端，它是设置在气体探测的现场，用于探测气体泄漏浓度，并将浓度值通过上述的远程控制盒发送到监控中心。

进一步，所述的一种特殊气体智能监控系统，还具有如下技术特征：

所述的一种特殊气体智能监控系统，还设置有用于协助监控中心管理各个气体探测终端的集线器。

所述的一种特殊气体智能监控系统，在气体探测现场还设置有报警灯。

所述的一种特殊气体智能监控系统，在气体探测现场还设置有紧急按钮。

所述的远程控制盒，它还设置有用于接收紧急按钮状态的输入端口。

所述的远程控制盒，它是用于控制上述报警灯、紧急按钮以及气柜开关的控制结构，该远程控制盒在每个系统中要至少设置一个。

所述的一种特殊气体智能监控系统，还设置有用于记录系统工作的历史状态信息的历史信息记录模块。

一种特殊气体智能监控系统的实现方法，上述内容为该方法的实现结构，该方法包括有如下步骤：

步骤1，气体探测终端采集现场泄漏气体的浓度，并将气体浓度值通过以太网络传输到监控中心；

步骤2，监控中心分析计算气体浓度值，做出如下两种决策：

(1)当浓度值超过设定的两个阈值时分别产生报警信号，

(2)监控中心自动做出智能决策并发出命令，通过以太网络将命令传输给远程控制盒；

步骤3，远程控制盒得到监控中心的命令后，进行计算分析，并向指定的报警灯报警或完成切断指定气柜的命令。

进一步，所述的一种特殊气体智能监控系统的实现方法，还具有如下技术特征：

在所述的步骤3中，远程控制盒也可以通过输入端口接收紧急按钮的动作信号，并将采集到的信息通过以太网发送给监控中心，监控中心计算分析后向远程控制盒发送切断气柜、报警命令。

在所述的步骤2或3中，报警信号发出的同时，系统将通过历史信息记录模块，将该次报警自动生成历史记录信息以方便查阅。

本发明的优点：

本发明所述的系统通过以太网络采集各气体探测终端当前的值，即当前泄漏气体的浓度，并能实时友好地显示在人机界面上，以方便监控当前各现场探测点泄漏气体的状态；为每个气体探测终端绘制一个状态界面，状态界面显示当前的探测器读数，并能查阅历史数据。

预留各个气体探测终端的报警阈值设定窗口，可以设定一级报警阈值与二级报警阈值；对各个气体探测终端的当前值进行计算判断，当超过报警阈值时以两种方式分别通知监控室工作人员和现场工作人员。(a)在人机界面上以醒目的方式通知监控室工作人员并指明发生危险的位置；(b)向指定的控制盒指定的端口发出报警信号，控制盒通过计算向指定的报警灯发出橙色或红色报警信号或切断气柜的命令；能记录历史报警事件，方便可追溯文件的建立；通过以太网络接收远程控制盒采集到的输入事件，如紧急按钮等，并在软件人机界面上预留关联设置窗口，在该窗口中可以订制当输入事件发生后所采取的动作，如可以指定任何一个或多个报警灯报警，可以指定任何一个气柜断气等。

附图说明

图1为与本发明所述的技术相对应的先前技术结构图。

图2为本发明所述的一种特殊气体智能监控系统的原理框图。

图3为本发明所述的一种特殊气体智能监控系统的实现方法流程图。

具体实施方式

下面参照着附图，对本发明所述的一种特殊气体智能监控系统及其实现方法，做更详细的介绍：

图1的说明：

参图1所示，展示了本发明所述的技术对应的先前技术的结构框图。气体探测器将采集到的气体浓度以24V模拟电压信号传送到PLC控制单元中，由PLC分析计算，如果超出设定的阈值，PLC通过继电器转换输出24V模拟控制信号到气柜或紧急按钮用以切断供气系统，或者到报警灯向现场作业人员报警。由于PLC端口有限，所以其拓扑结构不能很复杂，限制了其采集气体探测器的点数，如果要在大型的作业现场(比如大型煤炭石化企业，复杂的太阳能生产线上)布置该系统，需要采用多个基于PLC的探测系统，无法实行集中监控。系统采用24V模拟信号，在传输过程中易受干扰，这是模拟信号难以克服的基础缺点，而且传输距离有限。由于采用了多个PLC成本很高，而且没有控制中心，不具备远程智能管理的能力。如果要加控制中心，需要采用组态软件的编程方式，系统复杂，而且受版权限制，成本更高。现场布线复杂，施工难度大，扩展性不好。如果生产线的作业方式改变，或增加了生产线，无法在原有的系统基础上增加探测器，需要重新布置探测系统。

图2的说明：

参图2所示，为本发明所述的一种特殊气体智能监控系统100的原理框图。该系统100包括有：

监控中心110，它是用于管理系统所有组成设备，确定系统组网方式，确定下述的气体探测终端与远程控制盒的关联路径的控制单元结构。管理系统中所有组成设备，确定系统组网方式，确定气体探测终端140与命令执行终端的关联路径；收集各个现场气体探测终端140的浓度值，并显示在人机界面上；对气体浓度值比较分析，判断气体泄漏所在端点和危险程度，并向相关设备发送相应的控制命令；收集现场紧急按钮121的动作信号，并向相关设备发送相应的控制命令；生成历史事件记录，方便可追溯性文件的建立。

远程控制盒120，管理现场报警灯122和气柜123等设备，采集紧急按钮121动作信号并将信号发送到监控中心110，接收监控中心110的命令，并执行命令去操作报警灯122、气柜123等现场设备，该远程控制盒120，还设置有用于接收紧急按钮状态的输入端口，根据紧急按钮的状态来确定是否关闭气柜。该远程控制盒在每个系统中要至少设置一个。

集线器130，它是用于连接上述的监控中心110和该监控中心110所控制的设备的结构，这儿利用了集线器是一个多端口的转发器，当以集线器为中心连接设备时，网络中某条线路产生了故障，并不影响其它线路的工作的原理，也就是说，某一路气体检测终端的控制出现了线路问题，并不会影响到其它气体探测终端的工作状态。

气体探测终端140，它是用于采集现场气体泄漏浓度，并将浓度值发送到监控中心110的终端结构。

所述的一种特殊气体智能监控系统100，在气体探测现场还设置有用于发出报警信号的报警灯122，当有害气体的浓度达到一定值时，报警灯122将产生报警信号。

所述的一种特殊气体智能监控系统100，在气体探测现场还设置有用于发出紧急情报的紧急按钮121，现场人员可以通过该紧急按钮121，将气体泄漏的信息传给监控中心110，控制远程控制盒120进一步快速关闭气柜123。

所述的一种特殊气体智能监控系统100，还设置有用于记录系统工作的历史状态信息的历史信息记录模块，当气体泄漏后报警信号发出的同时，系统将通过历史信息记录模块，将该次报警自动生成历史记录信息以方便查阅。

图3的说明：

参图3所示，展示了本发明所述的一种特殊气体智能监控系统的实现方法流程。气体探测终端采集现场泄漏气体的浓度，并将气体浓度值通过以太网络传输到监控中心。监控中心分析计算气体浓度值，做出如下两种决策：(1)当浓度值超过设定的两个阈值时分别产生橙色和红色报警信号，(2)监控中心自动做出智能决策并发出命令，通过以太网络将命令传输给远程控制盒。远程控制盒得到监控中心的命令后，进行计算分析，并向指定的报警灯报警或完成切断指定气柜的命令。远程控制盒也可以通过输入端口接收紧急按钮的动作信号，并将采集到的信息通过以太网发送给监控中心，监控中心计算分析后向远程控制盒发送切断气柜、报警命令。报警信号发出的同时，系统将通过历史信息记录模块，将该次报警自动生成历史记录信息以方便查阅。

以上是对本发明的描述而非限定，基于本发明思想的其它实施方式，均在本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种特殊气体智能监控系统，它是用于对监控对象气柜进行特殊气体检测的，其特征在于，该系统包括：

监控中心，它是用于管理系统所有组成设备，确定系统组网方式，确定下述的气体探测终端与远程控制盒的关联路径的控制单元结构；

远程控制盒，它是设置在气体探测的现场，用于采集现场信号并将信号发送到上述监控中心，同时接收并执行监控中心的命令；

气体探测终端，它是设置在气体探测的现场，用于探测气体泄漏浓度，并将浓度值通过上述的远程控制盒发送到监控中心。

2.根据权利要求1所述的一种特殊气体智能监控系统，其特征在于：所述的一种特殊气体智能监控系统，还设置有用于协助监控中心管理各个气体探测终端的集线器。

3.根据权利要求1所述的一种特殊气体智能监控系统，其特征在于：所述的一种特殊气体智能监控系统，在气体探测现场还设置有报警灯。

4.根据权利要求1所述的一种特殊气体智能监控系统，其特征在于：所述的一种特殊气体智能监控系统，在气体探测现场还设置有紧急按钮。

5.根据权利要求1所述的一种特殊气体智能监控系统，其特征在于：所述的远程控制盒，它还设置有用于接收紧急按钮状态的输入端口。

6.根据权利要求1或3或4所述的一种特殊气体智能监控系统，其特征在于：所述的远程控制盒，它是用于控制上述报警灯、紧急按钮以及气柜开关的控制结构，该远程控制盒在每个系统中要至少设置一个。

7.根据权利要求1所述的一种特殊气体智能监控系统，其特征在于：所述的一种特殊气体智能监控系统，还设置有用于记录系统工作的历史状态信息的历史信息记录模块。

8.一种特殊气体智能监控系统的实现方法，上述内容为该方法的实现结构，其特征在于：该方法包括有如下步骤：

步骤1，气体探测终端采集现场泄漏气体的浓度，并将气体浓度值通过以太网络传输到监控中心；

步骤2，监控中心分析计算气体浓度值，做出如下两种决策：

(1)当浓度值超过设定的两个阈值时分别产生报警信号，

(2)监控中心自动做出智能决策并发出命令，通过以太网络将命令传输给远程控制盒；

步骤3，远程控制盒得到监控中心的命令后，进行计算分析，并向指定的报警灯报警或完成切断指定气柜的命令。

9.根据权利要求8所述的一种特殊气体智能监控系统的实现方法，其特征在于，在所述的步骤3中，远程控制盒也可以通过输入端口接收紧急按钮的动作信号，并将采集到的信息通过以太网发送给监控中心，监控中心计算分析后向远程控制盒发送切断气柜、报警命令。

10.根据权利要求8所述的一种特殊气体智能监控系统的实现方法，其特征在于，在所述的步骤2或3中，报警信号发出的同时，系统将通过历史信息记录模块，将该次报警自动生成历史记录信息以方便查阅。

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