CN110953011A - 自动风门远程控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了自动风门远程控制系统,包括服务器终端和基于服务器终端运行的风门运维系统，所述风门运维系统连接跨层跨域远程运维框架，所述跨层跨域远程运维框架基于PaaS云‑边‑端模式构建，还可基于嵌入传感器资产管理模式构建或者基于井上井下云‑边‑端模式构建，所述风门运维系统通过该跨层跨域远程运维框架远程连接PLC控制器，所述PLC控制器的控制模组输入端电性连接AI图像处理芯片，所述AI图像处理芯片电性连接红外热成像传感器，且所述PLC控制器的控制模组输出端电性连接风门设备机组。本发明的控制系统采用PLC控制技术、红外检测传感器和图像识别技术实施监控管理，实现了全面的自动化管理、精确识别、远程监控、故障快速诊断等智能化功能。
Description
技术领域
本发明主要涉及煤矿生产安全设施的技术领域，具体为自动风门远程控制系统。
背景技术
远程自动风门控制系统是智能化煤矿的关键产品，随着煤矿安全生产要求的提高和智慧矿山的推广和发展、该系统的市场需求量巨大，如陕北煤矿张家峁智能矿上示范矿。同时该系统也是集团公司采购产品目录中的空白产品。然而从现有的远程自动风门控制系统的使用结果来看，效果普遍都不好，问题集中在场地适应性差、故障频繁、不具备智能化功能。
发明内容
本发明主要提供了自动风门远程控制系统，用以解决上述背景技术中提出的技术问题。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：
自动风门远程控制系统,包括服务器终端和基于服务器终端运行的风门运维系统，所述风门运维系统连接跨层跨域远程运维框架，所述跨层跨域远程运维框架基于PaaS云-边-端模式构建，所述风门运维系统通过该跨层跨域远程运维框架远程连接PLC控制器，所述PLC控制器的控制模组输入端电性连接AI图像处理芯片，所述AI图像处理芯片电性连接红外热成像传感器，且所述PLC控制器的控制模组输出端电性连接风门设备机组；
所述风门运维系统内包含系统管理模组、基础建模模组、设备信息模组、设备管理模组、状态管理模组、异常管理模组和日志管理模组，所述系统管理模组、基础建模模组、设备信息模组、设备管理模组、状态管理模组、异常管理模组和日志管理模组数据同步互通。
优选的，所述跨层跨域远程运维框架可基于嵌入传感器资产管理模式构建，也可基于井上井下云-边-端模式构建。
优选的，所述系统管理模组内包含用户管理单元、角色管理单元和菜单管理单元，所述用户管理单元和角色管理单元内均可操作有查询、新增、修改和删除的子单元项，且所述菜单管理单元为开发人员操作项。
优选的，所述基础建模模组内包含编码规则单元和数据字典单元，所述编码规则单元内可操作有查询、新增、编辑和删除的子单元项；
所述数据字典单元内可操作有新增、编辑和删除的子单元项。
优选的，所述设备信息模组内包含设备概况单元，所述设备概况单元内可查看有风门示意图。
优选的，所述设备管理模组内包含设备台账单元、设备实况单元、维保计划单元和维保记录单元，所述设备台账单元内可操作有查询、导入、导出、新增、编辑和删除的子单元项；
所述设备实况单元内可操作有急停的子单元项；
所述维保计划单元和维保记录单元内均可操作有查询、新增、修改、删除的子单元项；
所述设备信息模组的设备概况单元数据以所述设备管理模组的设备台账单元数据实时更新。
优选的，所述状态管理模组内包含历史状态单元和历史记录单元，所述历史状态单元内可操作有查询的子单元项；
所述历史记录单元内可操作有统计和导出的子单元项。
优选的，所述异常管理模组内包含历史异常单元和处理记录单元，所述历史异常单元内可操作有查询和处理的子单元项；
所述处理记录单元内可操作有查询和导出的子单元项。
优选的，所述日志管理模组内包含操作日志单元和登录日志单元，所述操作日志单元和登录日志单元内均可操作有查询的子单元项。
优选的，该自动风门远程控制系统的主要工作内容为：远程控制中心的计算机运行风门控制系统，对煤矿场地的风门机组实时监控并记录状态信息，状态信息信息提供了风门状态和异常情况，处于异常情况下通过远程控制中心的计算机下达急停命令停止风门机组的电机工作，并于日常监控中对风机机组的维保时间即将到期进行提醒，同时风门控制系统对煤矿场地的矿道内实施热成像监控技术，通过矿道内物体与背景环境的辐射差异以及监控环境内物体本身各部分辐射的差异，由红外成像原理检测安全线内的热能分布图，再通过AI图像处理的方式，使用内置于边缘计算模块的AI图像处理算法通过深度学习算法进行快速定位入侵发生的位置，随后将信号数据发送至PLC控制端实施控制并记录为异常信息反馈至远程控制中心的计算机上。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
其一，本发明的控制系统能对煤矿井下进回风巷和主要进回风巷之间每个联络巷中的风门设备进行有效的控制，避免风流短路和通风故障的发生，并采用先进的PLC控制技术、灵敏的红外检测传感器和精准的图像识别技术实施监控，然后搭建出智能化远程自动控制风门系统的管理平台，实现全自动化、精确识别、远程监控、故障快速诊断等智能化功能；
其二，本发明的控制系统可同时支持工业互联网的PaaS服务功能的云-边-端模式、嵌入传感器资产管理模块（AMS）功能、井上井下云-边-端模式下系统的跨层跨域的远程访问以及跨层跨域系统的访问的远程运维平台，提高了对场地的适应能力；
其三，本发明的控制系统通过物体与背景环境的辐射差异以及景物本身各部分辐射的差异，利用红外成像原理检测安全线内的热能分布图，再通过AI图像处理的方式，内置于边缘计算模块的AI图像处理算法通过深度学习算法能够通过图片快速定位入侵发生的位置，并将信号发送至PLC实施控制后进行信息的反馈，减少设备故障的发生。
以下将结合附图与具体的实施例对本发明进行详细的解释说明。
附图说明
图1为本发明的系统工作流程图；
图2为本发明的风门运维系统结构图。
附图说明：100、服务器终端；110、风门运维系统；111、系统管理模组；1111、用户管理单元；1112、角色管理单元；1113、菜单管理单元；112、基础建模模组；1121、编码规则单元；1122、数据字典单元；113、设备信息模组；1131、设备概况单元；114、设备管理模组；1141、设备台账单元；1142、设备实况单元；1143、维保计划单元；1144、维保记录单元；115、状态管理模组；1151、历史状态单元；1152、历史记录单元；116、异常管理模组；1161、历史异常单元；1162、处理记录单元；117、日志管理模组；1171、操作日志单元；1172、登录日志单元；120、跨层跨域远程运维框架；130、PaaS云-边-端模式；140、嵌入传感器资产管理模式；150、井上井下云-边-端模式；160、PLC控制器；170、AI图像处理芯片；180、红外热成像传感器；190、风门设备机组。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更加全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参照附图1和2所示，本发明提供了一种自动风门远程控制系统,包括服务器终端100和基于服务器终端100运行的风门运维系统110，所述风门运维系统110连接跨层跨域远程运维框架120，所述跨层跨域远程运维框架120基于PaaS云-边-端模式130构建，同时所述跨层跨域远程运维框架120还可基于嵌入传感器资产管理模式140构建或者基于井上井下云-边-端模式150构建，所述风门运维系统110通过该跨层跨域远程运维框架120远程连接PLC控制器160，所述PLC控制器160的控制模组输入端电性连接AI图像处理芯片170，所述AI图像处理芯片170电性连接红外热成像传感器180，且所述PLC控制器160的控制模组输出端电性连接风门设备机组190，并且所述风门运维系统110内包含系统管理模组111、基础建模模组112、设备信息模组113、设备管理模组114、状态管理模组115、异常管理模组116和日志管理模组117，所述系统管理模组111、基础建模模组112、设备信息模组113、设备管理模组114、状态管理模组115、异常管理模组116和日志管理模组117数据同步互通，操作人员通过计算机的服务器终端100即可完成对风门运维系统110的操作，并获取实时的监控数据和情况。
请参照附图2所示，所述系统管理模组111内包含用户管理单元1111、角色管理单元1112和菜单管理单元1113，所述用户管理单元1111和角色管理单元1112内均可操作有查询、新增、修改和删除的子单元项，且所述菜单管理单元1113为开发人员操作项。在本实施例中，通过操作人员进入用户管理单元1111和角色管理单元1112后可根据所需目的分别在查询、新增、修改和删除的子单元项进行操作，而菜单管理单元1113为开发人员操作项则无需操作人员进行操作。
请再次参照附图2所示，所述基础建模模组112内包含编码规则单元1121和数据字典单元1122，所述编码规则单元1121内可操作有查询、新增、编辑和删除的子单元项；所述数据字典单元1122内可操作有新增、编辑和删除的子单元项。在本实施例中，通过操作人员进入编码规则单元1121后可根据所需目的分别在查询、新增、修改和删除的子单元项进行操作，进入数据字典单元1122后可根据所需目的分别在新增、编辑和删除的子单元项进行操作。
请再次参照附图2所示，所述设备信息模组113内包含设备概况单元1131，所述设备概况单元1131内可查看有风门示意图；所述设备管理模组114内包含设备台账单元1141、设备实况单元1142、维保计划单元1143和维保记录单元1144，所述设备台账单元1141内可操作有查询、导入、导出、新增、编辑和删除的子单元项；所述设备实况单元1142内可操作有急停的子单元项；所述维保计划单元1143和维保记录单元1144内均可操作有查询、新增、修改、删除的子单元项；所述设备信息模组113的设备概况单元1131数据以所述设备管理模组114的设备台账单元1141数据实时更新。在本实施例中，通过操作人员进入设备概况单元1131按设备台账单元1141中的风门设备数量，将风门设备在平面图上以图标形式展示，包括正常和故障两种状态，状态数据和异常数据实时获取，以列表形式呈现，并且鼠标放在风门设备图标上，有气泡显示风门设备的信息和状态，而操作人员进入设备台账单元1141后可根据所需目的分别在查询、导入、导出、新增、编辑和删除的子单元项进行操作，同样操作人员进入设备实况单元1142后选择一个风门设备，该风门设备的状态数据及异常数据均会实时获取呈现，并在图上进行对应图标的更换表示，例如声光报警器：黄色变红色表示正在开门，红色变绿色表示已经开门的方式，如遇突发事件，可及时操作急停的子单元项停止该风门设备电机的运行，随之操作人员进入维保计划单元1143和维保记录单元1144后可根据所需目的分别在查询、新增、修改、删除的子单元项进行操作。
请再次参照附图2所示，所述状态管理模组115内包含历史状态单元1151和历史记录单元1152，所述历史状态单元1151内可操作有查询的子单元项；所述历史记录单元1152内可操作有统计和导出的子单元项。在本实施例中，通过操作人员进入历史状态单元1151后操作查询的子单元项查看所有风门设备的历史状态信息，并且还可进入历史记录单元1152后操作统计和导出的子单元项查看所有风门设备的信息统计表格，随后将其导出。
请再次参照附图2所示，所述异常管理模组116内包含历史异常单元1161和处理记录单元1162，所述历史异常单元1161内可操作有查询和处理的子单元项；所述处理记录单元1162内可操作有查询和导出的子单元项。在本实施例中，通过操作人员进入历史异常单元1161后操作查询和处理的子单元项查看风门设备的历史异常信息和处理信息，并且还可进入处理记录单元1162后操作查询和导出的子单元项对异常处理的信息进行搜索查询，随后将其导出。
请再次参照附图2所示，所述日志管理模组117内包含操作日志单元1171和登录日志单元1172，所述操作日志单元1171和登录日志单元1172内均可操作有查询的子单元项。在本实施例中，通过操作人员进入操作日志单元1171和登录日志单元1172后均可利用查询的子单元项查找所需的日志信息。
根据以上实施例的表述，该自动风门远程控制系统的主要工作内容为：操作人员在远程控制中心的计算机上运行风门控制系统，对煤矿场地的风门机组实时监控并记录状态信息，状态信息信息提供了风门状态和异常情况，处于异常情况下通过远程控制中心的计算机下达急停命令停止风门机组的电机工作，并于日常监控中对风机机组的维保时间即将到期进行提醒，同时风门控制系统对煤矿场地的矿道内实施热成像监控技术，通过矿道内物体与背景环境的辐射差异以及监控环境内物体本身各部分辐射的差异，由红外成像原理检测安全线内的热能分布图，再通过AI图像处理的方式，使用内置于边缘计算模块的AI图像处理算法通过深度学习算法进行快速定位入侵发生的位置，随后将信号数据发送至PLC控制端实施控制并记录为异常信息反馈至远程控制中心的计算机上，储存在异常信息分组项内为操作人员提供具体的信息数据。
上述结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.自动风门远程控制系统,包括服务器终端（100）和基于服务器终端（100）运行的风门运维系统（110），其特征在于,所述风门运维系统（110）连接跨层跨域远程运维框架（120），所述跨层跨域远程运维框架（120）基于PaaS云-边-端模式（130）构建，所述风门运维系统（110）通过该跨层跨域远程运维框架（120）远程连接PLC控制器（160），所述PLC控制器（160）的控制模组输入端电性连接AI图像处理芯片（170），所述AI图像处理芯片（170）电性连接红外热成像传感器（180），且所述PLC控制器（160）的控制模组输出端电性连接风门设备机组（190）；
所述风门运维系统（110）内包含系统管理模组（111）、基础建模模组（112）、设备信息模组（113）、设备管理模组（114）、状态管理模组（115）、异常管理模组（116）和日志管理模组（117），所述系统管理模组（111）、基础建模模组（112）、设备信息模组（113）、设备管理模组（114）、状态管理模组（115）、异常管理模组（116）和日志管理模组（117）数据同步互通。
2.根据权利要求1所述的自动风门远程控制系统，其特征在于，所述跨层跨域远程运维框架（120）可基于嵌入传感器资产管理模式（140）构建，也可基于井上井下云-边-端模式（150）构建。
3.根据权利要求1所述的自动风门远程控制系统，其特征在于，所述系统管理模组（111）内包含用户管理单元（1111）、角色管理单元（1112）和菜单管理单元（1113），所述用户管理单元（1111）和角色管理单元（1112）内均可操作有查询、新增、修改和删除的子单元项，且所述菜单管理单元（1113）为开发人员操作项。
4.根据权利要求1所述的自动风门远程控制系统，其特征在于，所述基础建模模组（112）内包含编码规则单元（1121）和数据字典单元（1122），所述编码规则单元（1121）内可操作有查询、新增、编辑和删除的子单元项；
所述数据字典单元（1122）内可操作有新增、编辑和删除的子单元项。
5.根据权利要求1所述的自动风门远程控制系统，其特征在于，所述设备信息模组（113）内包含设备概况单元（1131），所述设备概况单元（1131）内可查看有风门示意图。
6.根据权利要求1所述的自动风门远程控制系统，其特征在于，所述设备管理模组（114）内包含设备台账单元（1141）、设备实况单元（1142）、维保计划单元（1143）和维保记录单元（1144），所述设备台账单元（1141）内可操作有查询、导入、导出、新增、编辑和删除的子单元项；
所述设备实况单元（1142）内可操作有急停的子单元项；
所述维保计划单元（1143）和维保记录单元（1144）内均可操作有查询、新增、修改、删除的子单元项；
所述设备信息模组（113）的设备概况单元（1131）数据以所述设备管理模组（114）的设备台账单元（1141）数据实时更新。
7.根据权利要求1所述的自动风门远程控制系统，其特征在于，所述状态管理模组（115）内包含历史状态单元（1151）和历史记录单元（1152），所述历史状态单元（1151）内可操作有查询的子单元项；
所述历史记录单元（1152）内可操作有统计和导出的子单元项。
8.根据权利要求1所述的自动风门远程控制系统，其特征在于，所述异常管理模组（116）内包含历史异常单元（1161）和处理记录单元（1162），所述历史异常单元（1161）内可操作有查询和处理的子单元项；
所述处理记录单元（1162）内可操作有查询和导出的子单元项。
9.根据权利要求1所述的自动风门远程控制系统，其特征在于，所述日志管理模组（117）内包含操作日志单元（1171）和登录日志单元（1172），所述操作日志单元（1171）和登录日志单元（1172）内均可操作有查询的子单元项。
10.根据权利要求1-9所述的自动风门远程控制系统，其主要工作内容为：远程控制中心的计算机运行风门控制系统，对煤矿场地的风门机组实时监控并记录状态信息，状态信息信息提供了风门状态和异常情况，处于异常情况下通过远程控制中心的计算机下达急停命令停止风门机组的电机工作，并于日常监控中对风机机组的维保时间即将到期进行提醒，同时风门控制系统对煤矿场地的矿道内实施热成像监控技术，通过矿道内物体与背景环境的辐射差异以及监控环境内物体本身各部分辐射的差异，由红外成像原理检测安全线内的热能分布图，再通过AI图像处理的方式，使用内置于边缘计算模块的AI图像处理算法通过深度学习算法进行快速定位入侵发生的位置，随后将信号数据发送至PLC控制端实施控制并记录为异常信息反馈至远程控制中心的计算机上。
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