CN104021515B - 一种气瓶安全监管系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于通信技术领域，公开了一种气瓶安全监管系统及方法，通过气瓶、压力表、安全阀上的RFID电子标签的设置，对气瓶、压力表、安全阀的检测、监管，确保使用的以上产品合格，不超期服役、带病服役；避免罐装气体时发生混装、错装事故，最终达到对气瓶充装的安全监管作用。

Description

一种气瓶安全监管系统及方法

技术领域

本发明属于通信技术领域，特别涉及一种气瓶安全监管系统及方法。

背景技术

随着需求的不断提高，各型气体保障类航材在配备数量和保障频次上都有了较大幅度的增长，对气瓶充装过程的安全和部附件如：气瓶、压力表、安全阀等的监管和控制，提出了更高的要求，这也是目前需亟待研究和解决的问题。但目前对气瓶的充装管理主要依靠人为识别和判断，不但效率较低，还存在如下的安全性隐患：

1、气体质量不合格：充装气体之前没有对充装气体的质量进行检测，人为判断总存在误差较大，因此存在充装过程中气体质量不合格的可能性。

2、气体混装：由于气瓶物理标记的缺失，或是在充装之前没有判断充装装置与气瓶中两类气体是否是同一类气体，从而导致混装引发爆炸等危险。

3、气瓶检验不合格：目前只是人为判断气瓶是否已检验且检验合格，存在对未检验气瓶充装，或者对待报废的气瓶充装的危险性。

4、气瓶及充装部附件的管理：由于气瓶及部附件的种类和数量繁多，对气瓶的管理还处于人工与物理标记阶段，在实际工作中，增加了工作的难度和操作的繁琐性，并极容易出错。

根据以上问题，我们需要结合一些高新技术对气瓶充装过程的安全性进行监管，提升各个环节可控、可追溯、自动化、安全化作业能力。

发明内容

本发明旨在提供一种气瓶安全监管系统及方法，很好的解决了上述问题，通过对气瓶、压力表、安全阀的检测、监管，确保使用的以上产品合格，不超期服役、带病服役；避免罐装气体时发生混装、错装事故，最终达到对气瓶充装的安全监管作用。

本发明的技术方案是：一种气瓶安全监管系统，包括工控机、手持机、RFID电子标签和充装管理装置，RFID电子标签内置可编辑存储器储存唯一序列号，RFID电子标签粘帖在气瓶或充装装置部附件上，序列号与气瓶或充装装置部附件受控设备一一对应，充装管理装置设置有报警系统与自动开关充气阀门装置，工控机、手持机、RFID电子标签、充装管理装置通讯连接。

进一步的，所述工控机上设置有身份认证与权限识别控制设备。

进一步的，所述充装装置部附件包括阀门、压力表。

进一步的，还包括气体检测与识别装置，所述气体检测与识别装置安装在充装装置上，气体检测与识别装置与工控机通讯连接。

本发明还提供了一种气瓶安全监管方法，包括：

步骤1)：气瓶的检验与信息录入：对调入的气瓶进行人工检验并登记核对信息，将合格气瓶的信息导入手持机，通过手持机将相应的气瓶信息写入RFID电子标签，将RFID电子标签粘帖到相应的气瓶上，并通过手持机将写入RFID电子标签的气瓶信息发送回工控机；

步骤2)：充装装置的检验与信息录入：对调入的充装装置部附件进行人工检验并登记核对信息，对合格的充装装置进行充气，并将合格充装装置部附件的信息导入手持机，通过手持机将相应的充装装置部附件信息写入RFID电子标签，将RFID电子标签粘帖到相应的充装装置部附件上，并通过手持机将写入RFID电子标签的充装装置部附件信息发送回工控机；

步骤3)：气体充装：通过手持机扫描气瓶和充装装置部附件的RFID电子标签，并将RFID电子标签内的信息发送回工控机或手持机自动识别，通过工控机或手持机判断是否打开阀门进行气体的充装，工控机或手持机将信息发送给充装管理装置，充装管理装置执行报警或充气命令，若打开充气阀门充气，充装管理装置将充气信息发送回工控机或手持机。

进一步的，所述步骤1)与步骤2)同时进行。

优选的，所述步骤1)中，对不合格气瓶进行报废处理，并进行登记；所述步骤2)中，对不合格充装装置进行报废处理，并进行登记。

进一步的，所述步骤2)中，对合格的充装装置进行充气完成后，通过气体检测与识别装置对充入的气体进行纯度、颗粒度、露点、气体类别的检测，并将检测结果发送回工控机。

优选的，在进行步骤3)前，操作人员需通过工控机上的身份认证与权限识别控制设备进行身份与权限的验证，合格后才能进入工控机进行操作。

进一步的，所述步骤3)中，在充装管理装置与工控机的距离在小于等于200米时，采用工控机判断是否打开阀门进行气体的充装；在充装管理装置与工控机的距离大于200米时，采用手持机判断是否打开阀门进行气体的充装。

本发明的有益效果是：通过气瓶和充装装置部附件上的RFID电子标签设置，使气瓶和充装装置有了一个信息牌，操作人员可以随时查询和更改其信息，使气瓶与充装装置的信息可知、可控，即可对各类气瓶、阀门、压力表等充装装置部附件进行全寿命周期安全监管，实现气瓶各类部附件的日常维护和定期检验的信息化管理；而且对气体类部附件设置RFID电子标签，手持机可自动读取RFID电子标签的信息，实现气体部附件信息的自动采集和更新，为气瓶的安全正确充装提供安全控制与监管；还能对气瓶充装的全过程进行信息记录和管理，通过读取粘帖在气瓶、阀门、压力表上的RFID电子标签信息，对气瓶信息进行判断，做到过期气瓶、非同类气瓶不能充装，同时通过专用的气体检测与识别装置，实现对气体的纯度、颗粒度和露点指标值进行检测，同时通过工控机同一控制识别，使气瓶的整个使用周期与充装的整个过程达到可控，确保使用的以上产品合格，不超期服役、带病服役；避免罐装气体时发生混装、错装事故，最终达到对气瓶充装的安全监管作用。

附图说明

图1是本发明气瓶标签制作流程图；

图2是本发明充装装置标签制作流程图；

图3是本发明第一种实施例的流程图；

图4是本发明第二种实施例的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。

本发明公开了一种气瓶安全监管系统，包括工控机、手持机、RFID电子标签和充装管理装置，RFID电子标签内置可编辑存储器储存唯一序列号，RFID电子标签粘帖在气瓶或充装装置部附件上，序列号与气瓶或充装装置部附件受控设备一一对应，充装管理装置设置有报警系统与自动开关充气阀门装置，工控机、手持机、RFID电子标签、充装管理装置通讯连接。工控机上设置有身份认证与权限识别控制设备。充装装置部附件包括阀门、压力表。还包括气体检测与识别装置，气体检测与识别装置安装在充装装置上，气体检测与识别装置与工控机通讯连接。

实施例一，如图1、图2、图3所示：本发明还提供了一种气瓶安全监管方法，包括：

步骤1)：气瓶的检验与信息录入：对调入的气瓶进行人工检验并登记核对信息，如气瓶编号、气瓶类型、气瓶检验日期等，对快到气瓶检验日期的气瓶进行预警，并且查询气瓶信息。将合格气瓶的信息进行登记或者更新并导入手持机，然后手持机制卡、发卡、贴卡，即通过手持机将相应的气瓶信息写入RFID电子标签，将RFID电子标签粘帖到相应的气瓶上，并通过手持机将写入RFID电子标签的气瓶信息发送回工控机；并对不合格气瓶进行报废处理，并进行登记气瓶报废申请单。同时在后续检验或者读取气瓶RFID电子标签随时进行登记和更新气瓶信息。

步骤2)：充装装置的检验与信息录入：对调入的充装装置进行人工检验并登记核对信息，对有异常的充气装置进行预警，并做进一步检验，对合格的充装装置进行充气，对合格的充装装置进行充气完成后，通过气体检测与识别装置对充入的气体进行纯度、颗粒度、露点、气体类别的充装装置自检，并将检测结果发送回工控机。并将合格充装装置的信息导入手持机，通过手持机将相应的充装装置各部附件的信息写入RFID电子标签，将RFID电子标签粘帖到相应的充装装置部附件上即手持机制卡、写卡、贴卡；并对不合格充装装置进行报废处理，并进行登记，写入报废登记表。

步骤3)：气体充装：在充装管理装置与工控机的距离在小于等于200米时，首先，操作人员需通过工控机上的身份认证与权限识别控制设备进行身份与权限的验证，合格后才能进入工控机进行操作。即为了增加操作过程中的安全性与可追溯性，工作人员在进行充装前需要刷作业卡，每个充装人员电子标签即作业卡中记录有人员相关信息，如姓名、身份证、所属部门、是否经过充装培训等基本信息并存入工控机，身份认证与权限识别控制设备对作业卡信息进行读取和操作。通过手持机扫描气瓶和充装装置的RFID电子标签，并将RFID电子标签内的信息发送回工控机，通过工控机判断是否打开阀门进行气体的充装，工控机将信息发送给充装管理装置，充装管理装置执行报警或充气命令，若打开充气阀门充气，充装管理装置将充气信息发送回工控机。工控机是否打开阀门进行气体充装需要进行一下判断：a.气瓶是否检验合格？这一验证根据扫描气瓶标签信息进行对比检验。b.判定充气瓶与充器装置中是否属于同类气体？可以根据两标签信息对比得出。c.判定充气装置中气体是否合格，由气体检测与识别装置中智能芯片构成的主控系统控制下自动完成对管道中气体的标本采样、成分检测、数据分析处理，识别和检测目前常用的气体种类，对罐充源头气体的纯度、颗粒度和露点指标值进行检测，达不到充装的指标参数要求从技术上也不允许充装。上述三种情况任何一种不合格，工控机均不会发出阀门开启命令，同时工控机会发送命令给充装管理装置进行报警。

手持机、RFID电子标签读写方法：

a、复位请求：当一张RFID电子标签处在手持读写器天线的工作范围之内时，手持机系统控制读写模块向RFID电子标签发出REQUEST all或REQUEST std命令，RFID电子标签的ATR将启动，将RFID电子标签Block0中的RFID电子标签类型(TagType)号共2个字节传送给读写模块，建立RFID电子标签与手持机读写模块的第一步通信联络。如果不进行复位请求操作，手持机读写器对RFID电子标签的其他操作将不会进行。

b、防碰撞操作：如果有多张RFID电子标签处在手持机读写器天线的工作范围之内，天线将与每一张RFID电子标签进行通信，取得每一张RFID电子标签的序列号。由于每一张RFID电子标签都具有惟一的序列号，因此天线将根据RFID电子标签的序列号来保证一次只对一张RFID电子标签操作。

c、RFID电子标签选择操作：完成上述二个步骤之后，天线必须对RFID电子标签进行选择操作。执行操作后，返回RFID电子标签上的字节数。

d、认证操作：经过上述三个步骤，确认已经选择了一张RFID电子标签，天线在对RFID电子标签进行读写操作之前，还必须对RFID电子标签上已经设置的密码进行认证。如果匹配，才允许进行读写操作。

e、读写操作：对RFID电子标签的最后操作，包括读、写、增值、减值、存储和传送等操作。

步骤1)与步骤2)可同时进行。

实施例二，如图1、图2、图4所示：本发明还提供了一种气瓶安全监管方法，包括：

步骤1)：气瓶的检验与信息录入：对调入的气瓶进行人工检验并登记核对信息，如气瓶编号、气瓶类型、气瓶检验日期等，对快到气瓶检验日期的气瓶进行预警，并且查询气瓶信息。将合格气瓶的信息进行登记或者更新并导入手持机，然后手持机制卡、发卡、贴卡，即通过手持机将相应的气瓶信息写入RFID电子标签，将RFID电子标签粘帖到相应的气瓶上，并通过手持机将写入RFID电子标签的气瓶信息发送回工控机；并对不合格气瓶进行报废处理，并进行登记气瓶报废申请单。同时在后续检验或者读取气瓶RFID电子标签随时进行登记和更新气瓶信息。

步骤2)：充装装置的检验与信息录入：对调入的充装装置进行人工检验并登记核对信息，对有异常的充气装置进行预警，并做进一步检验，对合格的充装装置进行充气，对合格的充装装置进行充气完成后，通过气体检测与识别装置对充入的气体进行纯度、颗粒度、露点、气体类别的充装装置自检，并将检测结果即装置自检信息发送回工控机。并将合格充装装置的信息导入手持机，通过手持机将相应的充装装置各部附件的信息写入RFID电子标签，将RFID电子标签粘帖到相应的充装装置部附件上即手持机制卡、写卡、贴卡；并对不合格充装装置进行报废处理，并进行登记，写入报废登记表。

步骤3)：气体充装：在充装管理装置与工控机的距离大于200米时，首先，操作人员需通过工控机上的身份认证与权限识别控制设备进行身份与权限的验证，合格后才能进入工控机进行操作。即为了增加操作过程中的安全性与可追溯性，工作人员在进行充装前需要刷作业卡，每个充装人员电子标签即作业卡中记录有人员相关信息，如姓名、身份证、所属部门、是否经过充装培训等基本信息并存入工控机，身份认证与权限识别控制设备对作业卡信息进行读取和操作。身份验证合格后，从工控机中导入数据到手持机，通过手持机扫描气瓶和充装装置的RFID电子标签，通过手持机判断是否打开阀门进行气体的充装，手持机将信息发送给充装管理装置，充装管理装置执行报警或充气命令，若打开充气阀门充气，充装管理装置将充气信息发送回手持机。手持机是否打开阀门进行气体充装需要进行一下判断：a.气瓶是否检验合格？这一验证根据扫描气瓶标签信息进行对比检验。b.判定充气瓶与充器装置中是否属于同类气体？可以根据两标签信息对比得出。c.判定充气装置中气体是否合格，由气体检测与识别装置中智能芯片构成的主控系统控制下自动完成对管道中气体的标本采样、成分检测、数据分析处理，识别和检测目前常用的气体种类，对罐充源头气体的纯度、颗粒度和露点指标值进行检测，达不到充装的指标参数要求从技术上也不允许充装。上述三种情况任何一种不合格，手持机均不会发出阀门开启命令，同时工控机会发送命令给充装管理装置进行报警。

手持机、RFID电子标签读写方法与实施例一相同。步骤1)与步骤2)可同时进行。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。凡是根据上述描述做出各种可能的等同替换或改变，均被认为属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种气瓶安全监管方法，包括：

步骤1)：气瓶的检验与信息录入：对调入的气瓶进行人工检验并登记核对信息，将合格气瓶的信息导入手持机，通过手持机将相应的气瓶信息写入RFID电子标签，将RFID电子标签粘帖到相应的气瓶上，并通过手持机将写入RFID电子标签的气瓶信息发送回工控机；对不合格气瓶进行报废处理，并进行登记；

步骤2)：充装装置的检验与信息录入：对调入的充装装置各部附件进行人工检验并登记核对信息，对合格的充装装置进行充气，并将合格充装装置部附件的信息导入手持机，通过手持机将相应的充装装置部附件信息写入RFID电子标签，将RFID电子标签粘帖到相应的充装装置部附件上，并通过手持机将写入RFID电子标签的充装装置部附件信息发送回工控机；对不合格充装装置部附件进行报废处理，并进行登记；对合格的充装装置部附件进行充气完成后，通过气体检测与识别装置对充入的气体进行纯度、颗粒度、露点、气体类别的检测，并将检测结果发送回工控机；

所述步骤1)与步骤2)同时进行；

步骤3)：气体充装：通过手持机扫描气瓶和充装装置部附件的RFID电子标签，并将RFID电子标签内的信息发送回工控机或手持机自动识别，通过工控机或手持机判断是否打开阀门进行气体的充装，工控机或手持机将信息发送给充装管理装置，充装管理装置执行报警或充气命令，在充装管理装置与工控机的距离在小于等于200米时，采用工控机判断是否打开阀门进行气体的充装；在充装管理装置与工控机的距离大于200米时，采用手持机判断是否打开阀门进行气体的充装；若打开充气阀门充气，充装管理装置将充气信息发送回工控机或手持机；

在进行步骤3)前，操作人员需通过工控机上的身份认证与权限识别控制设备进行身份与权限的验证，合格后才能进入工控机进行操作；

所述工控机或手持机判断是否打开阀门进行气体的充装的具体过程如下：

a.判断气瓶是否检验合格，这一验证根据扫描气瓶标签信息进行对比检验；

b.判定充气瓶与充气装置中是否属于同类气体，根据两标签信息对比得出；

c.判定充气装置中气体是否合格，由气体检测与识别装置中智能芯片构成的主控系统控制下自动完成对管道中气体的标本采样、成分检测、数据分析处理，识别和检测目前常用的气体种类，对罐充源头气体的纯度、颗粒度和露点指标值进行检测，达不到充装的指标参数要求从技术上也不允许充装；

上述三种情况任何一种不合格，手持机或工控机均不会发出阀门开启命令，同时工控机机会发送命令给充装管理装置进行报警。