CN111741089B - 一种基于工业物联网的智能安全操作管控系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种基于工业物联网的智能安全操作管控系统及方法，所述系统包括智能安全管控平台、操作权限主站、停电送电主站、集控中心和智能移动终端。不改变传统操作牌及停电送电管理流程基础上，利用智能安全管控平台智能识别作业/审核人员身份信息及权限范围，审核停电送电条件，智能判别设备所处工况，控制回路封锁、操作界面封锁、逻辑程序封锁等多重联合封锁，通过电子化、信息化、智能化等手段，将企业检修维护时的规范、标准、制度、流程与实际的作业行为相融合，通过设置安全防护校验、控制手段杜绝停电送电过程的违规行为及错误行为的出现，从而保证生产顺利进行、设备及人身安全。

Description

一种基于工业物联网的智能安全操作管控系统及方法

技术领域

本发明涉及设备供电安全控制技术领域，特别涉及一种基于工业物联网的智能安全操作管控系统及方法。

背景技术

现代企业、生产单位为了加强检修维护期间对重点岗位、电气及机械设备等的控制与安全管理，普遍采用操作牌、停电送电牌制度。传统的操作牌及停电送电管理是在集控中心悬挂操作牌挂板，在操作牌挂板上标识设备名称或回路，并在相应处悬挂操作牌。当设备需要检修维护时，维修人员在操作牌挂板上摘取相应的操作牌，并领取停电票；电气室人员接收到停电票，进行停电操作后，维修人员可进行检修维护工作，工作完成后，通知电气室人员送电，并将相应的操作牌挂回。传统的操作牌及停电送电管理在执行过程中，存在明显的缺陷：

1、作业权限的交接均为牌、票据的交接，且多为纸质记录、手写登记的方式，信息碎片化，留存信息未得到有效利用；

2、缺乏对取/还操作牌、停电送电操作过程的监管，及用户权限的甄别；

3、通过查看操作牌挂板、查看登记资料来了解设备的状态，缺少对设备状态切换的跟踪、追溯、管理手段；

4、缺少检修维护过程中对人员、设备安全的防护措施，一旦发生操作失误时的警示、安全防护手段；

5、设备位置分散制约作业执行，工作效率低，信息传达的不畅；

近年来，随着工业物联网以及无线通讯技术的兴起，为远程无线监控系统及设备综合远程管理提供了技术基础，也为开发智能安全管控平台及智能安全操作管控系统提供了可能。

发明内容

为了解决背景技术提出的技术问题，本发明提供一种基于工业物联网的智能安全操作管控系统及方法，构建人、机、物协同，作业执行协同，操作安全可靠，过程有效监管，信息共享的智能安全管控平台。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种基于工业物联网的智能安全操作管控系统，包括智能安全管控平台、操作权限主站、停电送电主站、集控中心和智能移动终端，其中：

所述的智能安全管控平台及智能移动终端利用有线或无线通讯方式收集操作权限主站、停电送电主站的交互信息：作业申请指令、作业执行信息等、作业/审核人员信息，审核信息，并对设备的操作、检修维护情况进行统计分析，判断设备状态、为合理配备资源和决策提供依据，执行信息电子留存，信息共享；以操作界面封锁、逻辑程序封锁，配合停电送电主站的控制回路封锁及智能终端设备的违规作业提示报警，以多重联合封锁方式及智能应用手段，保证检修维护期间人员与设备安全；构建跨区域设备远程化管理，信息传递实时稳定可靠的综合性管控平台；

所述的操作权限主站包括工控机主机和与其连接的人像识别摄像头、指纹识别或读卡器，利用人像识别、指纹识别或读卡方式智能甄别作业人员身份信息，权限范围，并将识别结果传递给智能安全管控平台；根据权限范围，直观呈现作业步骤，进行作业申请，查看作业执行进程；

所述的停电送电主站包括工控机主机和与其连接的人像识别摄像头、指纹识别或读卡器，利用人像识别、指纹识别或读卡方式智能甄别作业人员身份信息，权限范围，并将识别结果传递给智能安全管控平台；根据权限范围，接收作业申请指令，根据预置停电送电操作步骤执行停电送电作业，过程中停电送电主站及智能移动终端均可对违规作业提示报警，并以控制回路封锁，及智能安全管控平台的操作界面封锁、逻辑程序封锁等多重联合封锁方式，保证检修维护期间人员与设备安全；

所述的智能移动终端与智能安全管控平台进行信息交互，获取作业执行进程、设备停电送电状态信息、作业内容信息，反馈作业执行结果信息；

所述的集控中心包含智能显示挂板、数据库服务器、客户端；智能显示挂板能直观呈现整体及区域作业执行的数量、设备状态信息汇总、预计作业时长，区域内作业执行进程、设备停电送电状态、设备封锁状态、作业人员信息；以颜色标识设备或回路的状态。

一种基于工业物联网的智能安全操作管控系统的管控方法，包括如下步骤：

步骤一、操作权限主站利用人像识别、指纹识别或读卡方式智能识别作业人员身份信息及权限范围；

步骤二、按预置标准停电送电作业步骤，提交作业申请；

步骤三、智能安全管控平台接到作业申请信息，智能识别审核人员身份信息及权限范围；

步骤四、判别设备所处工况、停电送电条件，进行控制回路封锁、操作界面封锁、逻辑程序封锁等多重联合封锁，并通过审核；

步骤五、停电送电主站利用人像识别、指纹识别或读卡方式智能识别作业人员身份信息及权限范围；

步骤六、按照接收到作业申请指令，根据预置停电送电操作步骤对已封锁回路执行停电送电作业，过程中停电送电主站及智能移动终端均可对违规作业提示报警；

步骤七、系统配置智能显示挂板，实时呈现整体及区域作业执行的数量、设备状态信息汇总、预计作业时长，区域内作业执行进程、设备停电送电状态、设备封锁状态、作业人员信息；以颜色标识设备或回路的状态；

步骤八、执行信息电子留存、信息共享、便捷可控，综合时间、人员、设备、操作等执行信息可查询可追溯。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明在不改变传统操作牌及停电送电管理流程基础上，利用智能安全管控平台智能识别作业/审核人员身份信息及权限范围，审核停电送电条件，智能判别设备所处工况，控制回路封锁、操作界面封锁、逻辑程序封锁等多重联合封锁，通过电子化、信息化、智能化等手段，将企业检修维护时的规范、标准、制度、流程与实际的作业行为相融合，通过设置安全防护校验、控制手段杜绝停电送电过程的违规行为及错误行为的出现，从而保证生产顺利进行、设备及人身安全。

2、通过智能安全管控平台、操作权限主站、停电送电主站、智能移动终端和智能设备建立起一套远程监控系统，监控区域内所有设备/回路检修维护时实时状态，对出现的违规作业、错误操作及时进行报警提示，并以多重封锁保证用电安全，将事故消灭在萌芽状态。

3、利用工业物联网技术、大数据技术、及智能移动终端收集、交互、传输、存储、加工、分析信息(作业申请指令、作业/审核人员信息、审核信息、作业执行信息、设备信息等)，执行信息电子留存、查询、统计、分析和报表输出，实现信息共享；构建跨区域设备远程化管理，信息传递实时稳定可靠。

4、以有线或无线通讯方式对作业执行过程进行电子化的记录、跟踪、追溯、共享；通过智能显示挂板显示作业执行进程、设备状态外，还可以通过颜色和提示音识别作业执行的状态，使作业执行进程切换、设备状态切换更直观。

5、本发明的智能管控系统适用于设备位置分散，而制约生产作业执行效率、信息传达不畅通的场合。也可以应用于其它具有类似特点的场合，特别是一些环境复杂区域之中。

6、本发明应用工业物联网技术、无线传输技术的远程无线监视系统为无人化工厂提供了一种技术手段，使实现无人化工厂生产向前迈进了一步。

附图说明

图1是本发明的智能安全操作管控系统的结构示意图；

图2是本发明的操作权限主站的结构示意图；

图3是本发明的停电送电主站的结构示意图；

图4是本发明的智能安全操作管控系统流程图。

图中：1-集控中心，2-智能安全管控平台，3-智能显示板，4-服务器，5-智能移动终端，6-智能设备，7-操作权限主站，8-停电送电主站，9-客户端10-操作权限主站去服务器的通讯线11-停电送电主站去服务器的通讯线12-停电送电主站的停送电输出数据线。

具体实施方式

以下结合附图对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。

如图1-3所示，一种基于工业物联网的智能安全操作管控系统，包括智能安全管控平台2、操作权限主站7、停电送电主站8、集控中心1和智能移动终端5，其中：

所述的智能安全管控平台2及智能移动终端5利用有线或无线通讯方式收集操作权限主站7、停电送电主站8的交互信息：作业申请指令、作业执行信息等、作业/审核人员信息，审核信息，并对设备的操作、检修维护情况进行统计分析，判断设备状态、为合理配备资源和决策提供依据，执行信息电子留存，信息共享；以操作界面封锁、逻辑程序封锁，配合停电送电主站8的控制回路封锁及智能终端设备的违规作业提示报警，以多重联合封锁方式及智能应用手段，保证检修维护期间人员与设备安全；构建跨区域设备远程化管理，信息传递实时稳定可靠的综合性管控平台；

所述的操作权限主站7包括工控机主机和与其连接的人像识别摄像头、指纹识别或读卡器，利用人像识别、指纹识别或读卡方式智能甄别作业人员身份信息，权限范围，并将识别结果通过通讯线10传递给智能安全管控平台2；根据权限范围，直观呈现作业步骤，进行作业申请，查看作业执行进程；

所述的停电送电主站8包括工控机主机和与其连接的人像识别摄像头、指纹识别或读卡器，利用人像识别、指纹识别或读卡方式智能甄别作业人员身份信息，权限范围，并将识别结果通过通讯线11传递给智能安全管控平台2；根据权限范围，接收作业申请指令，根据预置停电送电操作步骤执行停电送电作业，通过停送电输出数据线12连接至被控电控柜的主控PLC中或直接通过IO端口连接被控电控柜的电源断路器的电源端，控制被控电控柜的停送电动作。过程中停电送电主站8及智能移动终端5均可对违规作业提示报警，并以控制回路封锁，及智能安全管控平台2的操作界面封锁、逻辑程序封锁等多重联合封锁方式，保证检修维护期间人员与设备安全；

所述的智能移动终端5与智能安全管控平台2进行信息交互，获取作业执行进程、设备停电送电状态信息、作业内容信息，反馈作业执行结果信息；

所述的集控中心1包含智能显示挂板3、数据库服务器4、客户端9；智能显示挂板3能直观呈现整体及区域作业执行的数量、设备状态信息汇总、预计作业时长，区域内作业执行进程、设备停电送电状态、设备封锁状态、作业人员信息；以颜色标识设备或回路的状态。

还包括智能设备6，所述的智能设备6可实现工业设备的数据采集和设备运行状态的远程控制，对设备实时状态、参数、故障数据的远程采集，对设备运行参数远程修改，实现远程化管理。

如图4所示，一种基于工业物联网的智能安全操作管控系统的管控方法，包括如下步骤：

步骤一、操作权限主站7利用人像识别、指纹识别或读卡方式智能识别作业人员身份信息及权限范围；

步骤二、按预置标准停电送电作业步骤，提交作业申请；

步骤三、智能安全管控平台2接到作业申请信息，智能识别审核人员身份信息及权限范围；

步骤四、判别设备所处工况、停电送电条件，进行控制回路封锁、操作界面封锁、逻辑程序封锁等多重联合封锁，并通过审核；

步骤五、停电送电主站8利用人像识别、指纹识别或读卡方式智能识别作业人员身份信息及权限范围；

步骤六、按照接收到作业申请指令，根据预置停电送电操作步骤对已封锁回路执行停电送电作业，过程中停电送电主站8及智能移动终端5均可对违规作业提示报警；

步骤七、系统配置智能显示挂板3，实时呈现整体及区域作业执行的数量、设备状态信息汇总、预计作业时长，区域内作业执行进程、设备停电送电状态、设备封锁状态、作业人员信息；以颜色标识设备或回路的状态；

步骤八、执行信息电子留存、信息共享、便捷可控，综合时间、人员、设备、操作等执行信息可查询可追溯。

1、操作权限主站7、停电送电主站8、集控中心1以人像识别、指纹识别或读卡方式，自动甄别作业人员、审核人员的身份信息与权限范围；作业申请、执行时智能判别设备所处工况、停电送电条件、违规提示警醒、预置停电送电操作步骤；设备采用工业级，满足各种工况及生产环境的应用需求，并以控制回路封锁、操作界面封锁、逻辑程序封锁等多重联合封锁方式，保证检修维护期间人员与设备安全。

2、系统配置智能显示挂板3，直观呈现作业执行进程、设备停电送电状态；提出精细化管理理念，综合时间、人员、设备、操作等执行信息全面可靠准确，实现执行信息电子留存、信息共享、便捷可控；提出合规理念，以程序化管理替代人为操作，以量化的作业步骤标准化指导停电送电实施过程。

3、基于工业物联网框架，进行工业设备远程控制、工业设备数据远程采集、PLC远程本地化操作、跨区域整合设备远程化管理，保证信息传递实时稳定可靠。

4、智能安全管控平台2，充分利用工业物联网技术、大数据以及其他辅助设备，进行设备信息的收集、传输、储存、加工、分析、预测、更新和维护，提高设备工作效率和检修维护安全为目的，支持高层决策、中层控制、基层运作的集成化管理系统。以PC+智能移动终端+云端，提供信息交互手段，并适配各种工作场景。数据传输，支持云服务、有线和无线的通讯方式在客户端和服务器间传输数据。

以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

Claims (1)

1.一种基于工业物联网的智能安全操作管控系统的管控方法，所述的系统包括智能安全管控平台、操作权限主站、停电送电主站、集控中心和智能移动终端，其中：

所述的智能安全管控平台及智能移动终端利用有线或无线通讯方式收集操作权限主站、停电送电主站的交互信息：作业申请指令、作业执行信息、作业/审核人员信息，审核信息，并对设备的操作、检修维护情况进行统计分析，判断设备状态、为合理配备资源和决策提供依据，执行信息电子留存，信息共享；以操作界面封锁、逻辑程序封锁，配合停电送电主站的控制回路封锁及智能终端设备的违规作业提示报警，以多重联合封锁方式及智能应用手段，保证检修维护期间人员与设备安全；构建跨区域设备远程化管理，信息传递实时稳定可靠的综合性管控平台；

所述的操作权限主站包括工控机主机和与其连接的人像识别摄像头、指纹识别或读卡器，利用人像识别、指纹识别或读卡方式智能甄别作业人员身份信息，权限范围，并将识别结果传递给智能安全管控平台；根据权限范围，直观呈现作业步骤，进行作业申请，查看作业执行进程；

所述的停电送电主站包括工控机主机和与其连接的人像识别摄像头、指纹识别或读卡器，利用人像识别、指纹识别或读卡方式智能甄别作业人员身份信息，权限范围，并将识别结果传递给智能安全管控平台；根据权限范围，接收作业申请指令，根据预置停电送电操作步骤执行停电送电作业，过程中停电送电主站及智能移动终端均可对违规作业提示报警，并以控制回路封锁，及智能安全管控平台的操作界面封锁、逻辑程序封锁多重联合封锁方式，保证检修维护期间人员与设备安全；

所述的智能移动终端与智能安全管控平台进行信息交互，获取作业执行进程、设备停电送电状态信息、作业内容信息，反馈作业执行结果信息；

所述的集控中心包含智能显示挂板、数据库服务器、客户端；智能显示挂板能直观呈现整体及区域作业执行的数量、设备状态信息汇总、预计作业时长，区域内作业执行进程、设备停电送电状态、设备封锁状态、作业人员信息；以颜色标识设备或回路的状态；

其特征在于，所述的管控方法包括如下步骤：

步骤一、操作权限主站利用人像识别、指纹识别或读卡方式智能识别作业人员身份信息及权限范围；

步骤二、按预置标准停电送电作业步骤，提交作业申请；

步骤三、智能安全管控平台接到作业申请信息，智能识别审核人员身份信息及权限范围；

步骤四、判别设备所处工况、停电送电条件，进行控制回路封锁、操作界面封锁、逻辑程序封锁多重联合封锁，并通过审核；

步骤五、停电送电主站利用人像识别、指纹识别或读卡方式智能识别作业人员身份信息及权限范围；

步骤六、按照接收到作业申请指令，根据预置停电送电操作步骤对已封锁回路执行停电送电作业，过程中停电送电主站及智能移动终端均可对违规作业提示报警；

步骤七、系统配置智能显示挂板，实时呈现整体及区域作业执行的数量、设备状态信息汇总、预计作业时长，区域内作业执行进程、设备停电送电状态、设备封锁状态、作业人员信息；以颜色标识设备或回路的状态；

步骤八、执行信息电子留存、信息共享、便捷可控，综合时间、人员、设备、操作执行信息可查询可追溯。

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