CN112578718B - 一种安全联锁控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及炸药试验技术领域，具体公开了一种安全联锁控制系统，包括：供电电源、控制装置、用于控制所述猛度起爆回路的猛度安全空开模组、用于控制所述硐室起爆回路的硐室开关模组及人体侦测系统；所述控制装置包括猛度继电器模组和硐室继电器模组，所述猛度继电器模组接入所述猛度起爆回路，所述硐室继电器模组接入所述硐室起爆回路。本发明实施例通过控制装置采集猛度安全空开模组和硐室开关模组的开关状态信息，实现对各试验场内的猛度安全空开模组和硐室开关模组的打开和关闭状态的自动判断，并获取人体侦测系统采集到的试验场各个区域的人员流动情况的人体预警信号，来实现针对炸药试验场的各空开状态、人员情况等采取自动的应对措施。

Description

一种安全联锁控制系统及方法

技术领域

本发明涉及炸药试验技术领域，尤其涉及到一种安全联锁控制系统及方法。

背景技术

炸药试验场的试验用雷管的起爆方式为：将雷管两根引线分别接于起爆器输出端，按下起爆按钮，起爆器输出电流引爆雷管，再由雷管的爆炸引爆炸药，在现有技术中，炸药试验场分为硐室试验场(放炮洞)与猛度试验场，硐室试验场为室内密闭空间环境，有唯一的一扇防爆门进出，猛度试验场为室外的空旷区域，仅由一手动开关，人为的控制起爆回路的断开与闭合作为安全联锁，此种联锁模式完全依赖操作人员进行，如若猛度试验时此处的手动开关忘记断开，则会带来试验炸药在非安全环境中引爆的隐患，其次，炸药区试验站仅准备间安装有一台摄像机，作业场所周围均无视频覆盖，起爆间无法观察到外部作业环境实时情况，起爆间无法观察到人员进入作业区域情况，存在安全隐患，仅靠作业人员人为判断，是否满足起爆条件，再推送空开闭合，然后启动起爆器，缺少自动判断。可见，现有技术没有针对炸药试验场的各空开状态、人员情况等的异常状况采取自动的应对措施。

发明内容

本发明实施例提供一种安全联锁控制系统及方法，用以解决现有技术没有针对炸药试验场的各空开状态、人员情况等的异常状况采取自动的应对措施的问题。

依据本发明的第一个方面，提供一种安全联锁控制系统，所述系统用于对炸药试验场的起爆器和雷管之间的起爆回路进行安全联锁控制，所述起爆回路包括猛度试验场的猛度起爆回路和硐室试验场的硐室起爆回路，所述系统包括：

供电电源、控制装置、用于控制所述猛度起爆回路的猛度安全空开模组、用于控制所述硐室起爆回路的硐室开关模组及人体侦测系统；

所述控制装置、所述人体侦测系统与所述供电电源电连接；所述控制装置分别与所述猛度安全空开模组、所述硐室开关模组电连接，以使所述控制装置采集所述猛度安全空开模组和硐室开关模组的开关状态信息；所述控制装置与所述人体侦测系统通信连接，以获取所述人体侦测系统采集到的人体预警信号；

所述控制装置包括猛度继电器模组和硐室继电器模组，所述猛度继电器模组接入所述猛度起爆回路，所述硐室继电器模组接入所述硐室起爆回路，以使所述控制装置根据所述开关状态信息、所述人体预警信号，控制所述猛度继电器模组断开或接通所述猛度起爆回路，或，控制所述硐室继电器模组断开或接通所述硐室起爆回路。

本发明实施例的有益效果为：通过控制装置采集猛度安全空开模组和硐室开关模组的开关状态信息，实现对各试验场内的猛度安全空开模组和硐室开关模组的打开和关闭状态的自动判断，并获取人体侦测系统采集到的试验场各个区域的人员流动情况的人体预警信号，使得控制装置能够根据开关状态信息、人体预警信号，来控制猛度继电器模组断开或接通猛度起爆回路，或，控制硐室继电器模组断开或接通硐室起爆回路，从而实现了针对炸药试验场的各空开状态、人员情况等的异常状况来采取自动的应对措施。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

可选的，所述控制装置还包括单片机，所述猛度继电器模组包括猛度起爆使能继电器，所述单片机的第一输出端口与所述猛度起爆使能继电器的线圈电连接，且所述猛度起爆使能继电器的触点接入所述猛度起爆回路。

本发明实施例采用上述可选方案的有益效果为：通过单片机控制猛度起爆使能继电器的开断，以接通或断开猛度起爆回路。

可选的，所述猛度安全空开模组包括：设置在猛度实验操作间的猛度一次安全空开及设置在猛度实验场外部的猛度二次空开，且所述猛度一次安全空开和所述猛度二次空开均为三相刀开关；

所述猛度一次安全空开和所述猛度二次空开的其中两相触点均接入所述猛度起爆回路，并位于所述猛度起爆使能继电器和所述雷管之间；所述猛度一次安全空开的另一相触点与所述单片机的第一输入端口电连接，以使所述单片机获取所述猛度一次安全空开的猛度一次开关状态信息；所述猛度二次空开的另一相触点与所述单片机的第二输入端口电连接，以使所述单片机获取所述猛度二次空开的猛度二次开关状态信息。

本发明实施例采用上述可选方案的有益效果为：单片机获取到猛度一次开关状态信息和猛度二次开关状态信息，即可根据猛度一次开关状态信息和猛度二次开关状态信息来获知猛度一次安全空开和猛度二次空开的开关状态，进而确定是否需要通过控制猛度起爆使能继电器来接通或断开猛度起爆回路。

可选的，所述硐室继电器模组包括防爆门关闭信号继电器、防爆门关闭使能起爆继电器和硐室起爆使能继电器；

所述硐室开关模组包括：硐室一次安全空开和设置在硐室防爆门上的防爆门接近开关；所述硐室一次安全空开为三相刀开关，且所述硐室一次安全空开的其中两相触点接入所述硐室起爆回路，另一相触点与所述单片机的第三输入端口电连接，以使所述单片机获取所述硐室一次安全空开的硐室开关状态信息；

所述防爆门接近开关的输入端与所述供电电源电连接，输出端分别与所述防爆门关闭信号继电器、所述防爆门关闭使能起爆继电器的线圈电连接，所述防爆门接近开关关闭时所述防爆门关闭信号继电器和所述防爆门关闭使能起爆继电器吸合；

所述防爆门关闭信号继电器的触点与所述单片机的第四输入端口电连接，以使所述单片机获取所述防爆门接近开关的防爆门开关状态信息；所述防爆门关闭使能起爆继电器的触点接入所述硐室起爆回路，以在所述防爆门接近开关关闭时与所述硐室起爆回路连通；

所述硐室起爆使能继电器的线圈与所述单片机的第二输出端口电连接，且所述硐室起爆使能继电器的触点接入所述硐室起爆回路，并位于所述起爆器和所述硐室一次安全空开之间。

本发明实施例采用上述可选方案的有益效果为：硐室防爆门关闭则防爆门接近开关关闭，防爆门接近开关关闭即可吸合防爆门关闭信号继电器和防爆门关闭使能起爆继电器的常开触点，也就是说，防爆门接近开关闭合，则防爆门关闭信号继电器和防爆门关闭使能起爆继电器同时吸合，其中，防爆门关闭信号继电器用来给单片机提供硐室防爆门的关闭信号，防爆门关闭使能起爆继电器用来在硐室防爆门关闭时与硐室起爆回路连通。

可选的，所述系统还包括示警系统，用于输出警示信号，以对人员进行警示；所述示警系统包括声光报警器和电铃装置；所述声光报警器与所述单片机电连接；所述电铃装置包括电铃、电铃驱动继电器和电铃启动按钮；所述电铃启动按钮与所述单片机的第五输入端口电连接，所述电铃驱动继电器的线圈分别与所述供电电源和所述单片机的第三输出端口电连接，所述电铃与所述电铃驱动继电器的触点电连接，所述单片机根据所述电铃启动按钮输入的电铃启动信息，通过所述电铃驱动继电器驱动所述电铃发出铃声警示信号。

本发明实施例采用上述可选方案的有益效果为：声光报警器为本发明控制系统用于对操作人员进行预警的输出外设，当人体侦测系统在涉爆区域内(猛度试验场、硐室试验场等区域范围内)未检测到人员时声光报警器亮绿灯、无蜂鸣声，检测到人员则亮红灯以警示起爆间的操作人员，并伴随蜂鸣声。电铃用于向试验场及试验场外围区域发出铃声警示信号，以警示相关人员撤离涉爆区域或告知即将起爆。

可选的，所述人体侦测系统包括工业触摸一体机和若干智能摄像机，所述工业触摸一体机分别与所述单片机和若干所述智能摄像机通信连接，若干所述智能摄像机分布设置在所述炸药试验场；所述工业触摸一体机将若干所述智能摄像机采集到的所述人体预警信号发送至所述单片机，并将所述人体预警信号转换为音频信息进行语音预警。

本发明实施例采用上述可选方案的有益效果为：智能摄像机分布设置在炸药试验场，以实时监控试验场内的人员流动情况，然后智能摄像机将试验场各个区域的人员情况发送给工业触摸一体机，工业触摸一体机将检测出的人体预警信号发送至单片机，而且，工业触摸一体机具有喇叭发声功能，还能将汉字转换为音频，通过此功能，可以将人体预警信号转换为实时的音频进行语音预警播报，告知相关人员试验场各个区域有无人的人员情况。

可选的，所述系统还包括与所述工业触摸一体机通信连接的风机系统，所述风机系统包括设置在硐室内的送风风机和排风风机。

本发明实施例采用上述可选方案的有益效果为：在硐室内进行爆炸测试时，会扬起很多灰尘，风机系统是用来给硐室换气的，风机有两个，一个是用来进气的送风风机，一个是用来抽气的排风风机，操作人员手动点击工业触摸一体机上的按钮即可启动相应的风机，也可以通过操作人员进行手动关闭，风机系统运行时长可在工业触摸一体机中配置，运行时长达到后，则由工业触摸一体机自动将风机关闭。

依据本发明的第二个方面，提供一种基于安全联锁控制系统进行安全联锁控制的方法，所述方法包括：

所述控制装置根据所述开关状态信息、所述人体预警信号，控制所述猛度继电器模组断开或接通所述猛度起爆回路，或，控制所述硐室继电器模组断开或接通所述硐室起爆回路。

本发明实施例的有益效果为：通过控制装置采集猛度安全空开模组和硐室开关模组的开关状态信息，实现对各试验场内的猛度安全空开模组和硐室开关模组的打开和关闭状态的自动判断，并获取人体侦测系统采集到的试验场各个区域的人员流动情况的人体预警信号，使得控制装置能够根据开关状态信息、人体预警信号，控制猛度继电器模组断开或接通猛度起爆回路，或，控制硐室继电器模组断开或接通硐室起爆回路，从而实现了针对炸药试验场的各空开状态、人员情况等的异常状况来采取自动的应对措施。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

可选的，所述控制装置还包括单片机；所述工业触摸一体机还设置有所述电铃发出铃声警示信号之后的响铃等待时间，并将所述响铃等待时间发送至所述单片机；则所述控制装置根据所述开关状态信息、所述人体预警信号，控制所述猛度继电器模组断开或接通所述猛度起爆回路，或，控制所述硐室继电器模组断开或接通所述硐室起爆回路，具体包括：

所述单片机根据所述猛度一次开关状态信息和所述猛度二次开关状态信息均为闭合信息、所述人体预警信号为无人的数据信息及所述响铃等待时间，控制所述猛度起爆使能继电器的触点闭合，以接通所述猛度起爆回路；或，

所述单片机根据所述硐室开关状态信息和所述防爆门开关状态信息均为闭合信息、所述人体预警信号为无人的数据信息及所述响铃等待时间，控制所述硐室起爆使能继电器的触点闭合，以接通所述硐室起爆回路。

本发明实施例采用上述可选方案的有益效果为：本发明通过单片机检测猛度起爆回路上猛度作业区的手动安全闸(猛度一次安全空开和猛度二次空开)是否闭合，检测硐室防爆门是否关闭、硐室手动安全闸(硐室一次安全空开)是否闭合，同时检测人体侦测系统的人体预警信号是否无人、是否响铃(即是否发出铃声警示信号)、响铃后响铃等待时间是否足够等，从而判断应该闭合猛度起爆回路还是硐室起爆回路，猛度起爆使能继电器与硐室起爆使能继电器在单片机的控制下为互锁状态，同一时刻只可通其一，避免多人操作引起误爆。也就是说，通过单片机判断试验场的各个爆炸区域是否处于安全状态，再根据判断结果控制相应起爆回路上的两根雷管引线与起爆器接通或断开，从而达到安全起爆的目的。

可选的，所述方法还包括：

所述单片机根据所述人体预警信号为有人的数据信息，和/或，根据所述猛度一次开关状态信息和所述硐室开关状态信息均为闭合信息时，断开所述猛度起爆使能继电器或所述硐室起爆使能继电器的触点，以断开所述猛度起爆回路和所述硐室起爆回路。

本发明实施例采用上述可选方案的有益效果为：本发明的环境安全检测手段为人体侦测系统，整个试验场内，除室内区域以外，均在人体侦测系统的侦测范围内，区域任一处有人员进入均会被系统侦测到，人体侦测系统侦测到有人的信息后，动作有二，一是人体侦测系统的工业触摸一体机以语音的形式明确播报有人员进入的区域名称，以警示操作人员，二是通过单片机断开所有起爆回路(即猛度起爆回路和硐室起爆回路)，以杜绝误操作引发的危险起爆。当区域内人员离开后，系统动作自行复位，或操作人员手动操作系统进行预警复位。且猛度一次安全空开与硐室一次安全空开在单片机的控制下也为互锁关系，其中一个合闸后，另一个合闸时，声光报警器将会预警，此时猛度试验场和硐室试验场的起爆回路均不会接通，使得猛度试验场和硐室试验场的起爆回路互锁，同一时刻，只会有一条起爆回路被接通，防止“一次起爆两处响”的情况发生。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明一实施例提供的安全联锁控制系统的电气原理示意图；

图2为本发明一实施例提供的炸药试验场在现有技术中的起爆控制原理图；

图3为本发明一实施例提供的安全联锁控制系统的起爆控制原理图；

图4为本发明一实施例提供的猛度试验场的智能摄像机的布置情况；

图5为本发明一具体实施例中提供的控制流程示意图；

图6为本发明一具体实施例中工业触摸一体机的控制流程示意图；

图7为本发明一具体实施例中单片机PLC的控制流程示意图；

图8为本发明一具体实施例中工业触摸一体机的操作界面的结构示意图；

图9为本发明一具体实施例中单片机、声光报警器、人体侦测系统及风机系统的连接结构示意图。

图中：1-供电电源，2-起爆器，3-猛度实验用雷管，4-硐室实验用雷管，5-电铃，6-猛度起爆回路，7-硐室起爆回路，8-控制装置，9-猛度实验准备间，10-猛度试验场大门，11-猛度试验场铁门，12-触摸屏，13-声光报警器，14-工业触摸一体机，15-风机系统。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明第一实施例，提供一种安全联锁控制系统，请参见图1和3，该系统用于对炸药试验场的起爆器2和雷管之间的起爆回路进行安全联锁控制，起爆回路包括猛度试验场的猛度起爆回路6和硐室试验场的硐室起爆回路7，本发明实施例中猛度起爆回路6的雷管为猛度实验用雷管3，硐室起爆回路7的雷管为硐室内实验用雷管4，猛度实验用雷管3和硐室内实验用雷管4均为普通电雷管，起爆方式为将电雷管两根引线分别接于起爆器2输出端，按下起爆按钮，起爆器2输出电流引爆电雷管，再由电雷管的爆炸引爆炸药。

本发明提供的安全联锁控制系统包括：供电电源1、控制装置8、用于控制猛度起爆回路6的猛度安全空开模组、用于控制硐室起爆回路7的硐室开关模组及人体侦测系统。控制装置8、人体侦测系统与供电电源1电连接。控制装置8分别与猛度安全空开模组、硐室开关模组电连接，以使控制装置8采集猛度安全空开模组和硐室开关模组的开关状态信息。控制装置8与人体侦测系统通信连接，以获取人体侦测系统采集到的人体预警信号。本发明实施例中，控制装置8包括猛度继电器模组和硐室继电器模组，猛度继电器模组和硐室继电器模组分别接入猛度起爆回路6和硐室起爆回路7，以使控制装置8根据开关状态信息、人体预警信号，控制猛度继电器模组断开或接通猛度起爆回路6，或，控制硐室继电器模组断开或接通硐室起爆回路7。

本发明实施例过控制装置8采集猛度安全空开模组和硐室开关模组的开关状态信息，实现对各试验场内的猛度安全空开模组和硐室开关模组的打开和关闭状态的自动判断，并获取人体侦测系统采集到的试验场各个区域的人员流动情况的人体预警信号，使得控制装置8能够根据开关状态信息、人体预警信号，来控制猛度继电器模组断开或接通猛度起爆回路6，或，控制硐室继电器模组断开或接通硐室起爆回路7，从而实现了针对炸药试验场的各空开状态、人员情况等的异常状况来采取自动的应对措施。

本发明实施例中，控制装置8还包括单片机PLC，本发明实施例采用三菱的单片机PLC(型号FX1N)来作为本次技术改造的主要控制器，猛度继电器模组包括猛度起爆使能继电器KM1，单片机PLC的第一输出端口Y0与猛度起爆使能继电器KM1的线圈电连接，且猛度起爆使能继电器KM1的触点接入猛度起爆回路6。由此，本发明实施例通过单片机PLC控制猛度起爆使能继电器KM1的开关状态，来接通或断开猛度起爆回路6。

可选的，用于控制猛度起爆回路6的猛度安全空开模组包括：设置在猛度实验操作间的猛度一次安全空开QS1及设置在猛度实验场外部的猛度二次空开QS2，且猛度一次安全空开QS1和猛度二次空开QS2均为三相刀开关。猛度一次安全空开QS1和猛度二次空开QS2的其中两相触点均接入猛度起爆回路6，并位于猛度起爆使能继电器KM1和猛度实验用雷管3之间，由此，即使在猛度一次安全空开QS1和猛度二次空开QS2均被闭合后，只要猛度起爆使能继电器KM1的触点没有吸和，猛度起爆回路6就不会被接通。猛度一次安全空开QS1的另一相触点与单片机PLC的第一输入端口X1电连接，以使单片机PLC获取猛度一次安全空开QS1的猛度一次开关状态信息。猛度二次空开QS2的另一相触点与单片机PLC的第二输入端口X2电连接，以使单片机PLC获取猛度二次空开QS2的猛度二次开关状态信息。即让单片机PLC获知猛度一次安全空开QS1和猛度二次空开QS2的开关状态是闭合还是断开的信息。因此，本发明实施例中的单片机PLC可根据猛度一次开关状态信息和猛度二次开关状态信息来获知猛度一次安全空开QS1和猛度二次空开QS2的开关状态，进而确定是否需要通过控制猛度起爆使能继电器KM1来接通或断开猛度起爆回路6。

本发明实施例中，硐室继电器模组包括防爆门关闭信号继电器KM4、防爆门关闭使能起爆继电器KM5和硐室起爆使能继电器KM2。硐室开关模组包括：硐室一次安全空开QS3和设置在硐室防爆门上的防爆门接近开关SQ1，用于确定硐室防爆门的开闭状态。硐室一次安全空开QS3为三相刀开关(3P)，且硐室一次安全空开QS3的其中两相触点接入硐室起爆回路7，另一相触点与单片机PLC的第三输入端口X3电连接，以使单片机PLC获取硐室一次安全空开QS3的硐室开关状态信息，即获知硐室一次安全空开QS3的开关状态是断开还是闭合。

防爆门接近开关SQ1的输入端与供电电源1电连接，输出端分别与防爆门关闭信号继电器KM4、防爆门关闭使能起爆继电器KM5的线圈电连接，以使防爆门接近开关SQ1关闭时防爆门关闭信号继电器KM4和防爆门关闭使能起爆继电器KM5的触点均吸合，防爆门关闭信号继电器KM4和防爆门关闭使能起爆继电器KM5用来给防爆门接近开关SQ1的开关状态信息做信号分路，具体的，防爆门关闭信号继电器KM4的触点与单片机PLC的第四输入端口X4电连接，以使单片机PLC获取防爆门接近开关SQ1的防爆门开关状态信息。防爆门关闭使能起爆继电器KM5的触点接入硐室起爆回路7，以在防爆门接近开关SQ1关闭时，防爆门关闭使能起爆继电器KM5与硐室起爆回路7连通，也就是说，只要防爆门接近开关SQ1没有关闭，即使关闭了硐室起爆使能继电器KM2和硐室一次安全空开QS3，硐室起爆回路7也不会被接通，以避免在硐室防爆门还未关闭的情况下炸药就起爆，造成不必要的安全隐患和对试验场地的破坏。

硐室起爆使能继电器KM2的线圈与单片机PLC的第二输出端口Y1电连接，且硐室起爆使能继电器KM2的触点接入硐室起爆回路7，并位于起爆器2和硐室一次安全空开QS3之间，也就是说，在防爆门关闭使能起爆继电器KM5和硐室一次安全空开QS3均关闭的情况下，只有闭合硐室起爆使能继电器KM2的常开触点，硐室起爆回路7才能被接通。

本发明实施例中，硐室防爆门关闭则防爆门接近开关SQ1关闭，防爆门接近开关SQ1关闭即可使防爆门关闭信号继电器KM4和防爆门关闭使能起爆继电器KM5的常开触点吸合，也就是说，防爆门接近开关SQ1闭合，则防爆门关闭信号继电器KM4和防爆门关闭使能起爆继电器KM5同时吸合，其中，防爆门关闭信号继电器KM4用来给单片机PLC提供硐室防爆门的关闭信号，防爆门关闭使能起爆继电器KM5用来在硐室防爆门关闭时与硐室起爆回路7连通。

本发明实施例提供的安全联锁控制系统还包括示警系统，用于输出警示信号，以对人员进行警示。示警系统包括声光报警器13和电铃装置。声光报警器13与单片机PLC的第四输出端口电连接(未图示)。请参见图1，电铃装置包括电铃5、电铃驱动继电器KM3和电铃启动按钮SB1。电铃启动按钮SB1与单片机PLC的第五输入端口X0电连接，电铃驱动继电器KM3的线圈分别与供电电源1和单片机PLC的第三输出端口Y2电连接，电铃5与电铃驱动继电器KM3的触点连接，单片机PLC根据电铃启动按钮SB1输入的电铃启动信息，通过电铃驱动继电器KM3驱动电铃5发出铃声警示信号。

其中，声光报警器13为本发明控制系统用于对操作人员进行预警的输出外设，当人体侦测系统在涉爆区域内(猛度试验场、硐室试验场等区域范围内)未检测到人员时声光报警器13亮绿灯、无蜂鸣声，检测到人员则亮红灯以警示起爆间的操作人员，并伴随蜂鸣声。电铃5用于向试验场及试验场外围区域发出铃声警示信号，以警示相关人员撤离涉爆区域或告知即将起爆。

本发明实施例中，人体侦测系统包括工业触摸一体机14和若干智能摄像机，工业触摸一体机14分别与单片机PLC和若干智能摄像机通信连接，若干智能摄像机分布设置在炸药试验场。工业触摸一体机14将若干智能摄像机采集到的人体预警信号发送至单片机PLC，并将人体预警信号转换为音频信息进行语音预警。本发明实施例将智能摄像机分布设置在炸药试验场，以实时监控试验场内的人员流动情况，然后智能摄像机将试验场各个区域的人员情况发送给工业触摸一体机14，工业触摸一体机14将用于反映试验场各个区域的人员情况的人体预警信号发送至单片机PLC，而且，工业触摸一体机14具有喇叭发声功能，还能将汉字转换为音频，通过此功能，可以将人体预警信号转换为实时的音频进行语音预警播报，告知相关人员试验场各个区域有无人的人员情况。

本发明实施例提供的安全联锁控制系统还包括与工业触摸一体机14通信连接的风机系统15，风机系统15包括设置在硐室内的送风风机和排风风机。由于在硐室内进行爆炸测试时，会扬起很多灰尘，风机系统15是用来给硐室换气的，风机有两个，一个是用来进气的送风风机，一个是用来抽气的排风风机，操作人员手动点击工业触摸一体机14上的按钮即可启动相应的风机，也可以通过操作人员在硐室内的气体交换好之后进行手动关闭，风机系统15运行时长可在工业触摸一体机14中配置，运行时长达到后，则由工业触摸一体机14自动将风机关闭。

本发明的第二实施例，提供一种基于安全联锁控制系统进行安全联锁控制的方法，方法包括：

控制装置8根据开关状态信息、人体预警信号，控制猛度继电器模组断开或接通猛度起爆回路6，或，控制硐室继电器模组断开或接通硐室起爆回路7。本发明实施例通过控制装置8采集猛度安全空开模组和硐室开关模组的开关状态信息，实现对各试验场内的猛度安全空开模组和硐室开关模组的打开和关闭状态的自动判断，并获取人体侦测系统采集到的试验场各个区域的人员流动情况的人体预警信号，使得控制装置8能够根据开关状态信息、人体预警信号，控制猛度继电器模组断开或接通猛度起爆回路6，或，控制硐室继电器模组断开或接通硐室起爆回路7，从而实现了针对炸药试验场的各空开状态、人员情况等的异常状况来采取自动的应对措施。

本发明实施例中，控制装置8还包括单片机PLC，工业触摸一体机14还设置有电铃发出铃声警示信号之后的响铃等待时间，并将响铃等待时间发送至单片机PLC；开关状态信息包括猛度一次开关状态信息、猛度二次开关状态信息、硐室开关状态信息及防爆门开关状态信息。猛度一次开关状态信息和猛度二次开关状态信息是分别用来表述猛度一次安全空开QS1和猛度二次安全空开QS2的开关状态是闭合还是断开的信息，硐室开关状态信息是用于表述硐室一次安全空开QS3的开关状态是闭合还是断开的信息，防爆门开关状态信息用于反映硐室防爆门的开关状态是闭合还是断开的信息。则控制装置8根据开关状态信息、人体预警信号，控制猛度继电器模组断开或接通猛度起爆回路6，或，控制硐室继电器模组断开或接通硐室起爆回路7，具体包括：

单片机PLC根据猛度一次开关状态信息和猛度二次开关状态信息均为闭合信息、人体预警信号为无人的数据信息及响铃等待时间，控制猛度起爆使能继电器KM1的触点闭合，以接通猛度起爆回路6；或，

单片机PLC根据硐室开关状态信息和防爆门开关状态信息均为闭合信息、人体预警信号为无人的数据信息及响铃等待时间，控制硐室起爆使能继电器KM2的触点闭合，以接通硐室起爆回路7。

本发明实施例通过单片机PLC检测猛度起爆回路6上猛度作业区的手动安全闸(猛度一次安全空开QS1和猛度二次空开QS2)是否闭合，检测硐室防爆门是否关闭、硐室手动安全闸(硐室一次安全空开QS3)是否闭合，同时检测人体侦测系统的人体预警信号是否无人、是否响铃(即是否发出铃声警示信号)、响铃后响铃等待时间是否足够等，当单片机PLC检测到的安全联锁满足条件(即各个手动安全闸均关闭)时，电铃才可以响铃，单片机PLC通过获取工业触摸一体机14设置的响铃等待时间，从而在响铃等待时间达到后自动控制相应起爆回路的闭合，即判断应该闭合猛度起爆回路6还是硐室起爆回路7，猛度起爆使能继电器KM1与硐室起爆使能继电器KM2在单片机PLC的控制下为互锁状态，同一时刻只可通其一，避免多人操作引起误爆。也就是说，通过单片机PLC判断试验场的各个爆炸区域是否处于安全状态，再根据判断结果控制相应起爆回路上的两根雷管引线(猛度实验用雷管的两根引线或硐室内实验用雷管的两根引线)与起爆器2接通或断开，从而达到安全起爆的目的。

本发明实施例提供的安全联锁控制的方法还包括：单片机PLC根据人体预警信号为有人的数据信息，和/或，根据猛度一次开关状态信息和硐室开关状态信息均为闭合信息时，断开猛度起爆使能继电器KM1或硐室起爆使能继电器KM2的触点，以断开猛度起爆回路6和硐室起爆回路7。本发明实施例的环境安全检测手段为人体侦测系统，整个试验场内，除室内区域以外，均在人体侦测系统的侦测范围内，区域任一处有人员进入均会被系统侦测到，人体侦测系统侦测到有人的信息后，安全联锁控制系统动作有二，一是人体侦测系统的工业触摸一体机14以语音的形式明确播报有人员进入的区域名称，以警示操作人员，二是通过单片机PLC断开所有起爆回路(即猛度起爆回路6和硐室起爆回路7)，以杜绝误操作引发的危险起爆。当区域内人员离开后，系统动作自行复位，或操作人员手动操作系统进行预警复位。且猛度一次安全空开QS1与硐室一次安全空开QS3在单片机PLC的控制下也为互锁关系，其中一个合闸后，另一个合闸时，单片机PLC控制声光报警器13预警，此时猛度试验场和硐室试验场的起爆回路均不会接通，使得猛度试验场和硐室试验场的起爆回路互锁，同一时刻，只会有一条起爆回路被接通，防止“一次起爆两处响”的情况发生。

为使本发明更加清楚明白，在本发明第三实施例中，通过上述两个实施例结合图1-9说明本发明在实际应用中的控制过程。

首先，请参见图2，图2为炸药试验场在现有技术中的起爆控制原理图，该起爆控制原理存在的缺陷有，一)：作业场所存在肓区，炸药试验场仅猛度实验准备间9安装有一台摄像机，作业场所周围均无视频覆盖，起爆间无法观察到外部作业环境实时情况。二)：联锁控制逻辑较简单，炸药区试验站，仅放炮洞间第一道防护门(硐室防爆门)作了安全联锁装置，猛度试验场无安全联锁装置，试验场分为硐室试验场(放炮洞)与猛度试验场，硐室试验场为室内密闭空间环境，有唯一的一扇硐室防爆门进出，硐室防爆门安装有传感器防爆门接近开关SQ1作为起爆回路的控制信号，门关闭合回路，门开则回路断开，一次起到安全防护的作用。猛度试验场为室外的空旷区域，仅由手动开关人为的控制起爆回路的断开与闭合作为安全联锁，此种联锁模式完全依赖操作人员进行，如若猛度试验时此处的手动开关忘记断开，则会带来试验炸药在非安全环境中引爆的隐患。三)：人员进入作业区无法警告，起爆间也无法观察到人员进入作业区域情况，存在安全隐患。四)：起爆条件仅靠人为判断，仅靠作业人员人为判断，是否满足起爆条件，再推送各个空开闭合，然后启动起爆器2，缺少自动判断，由于起爆条件必须满足以下四条：一是试验场内绝对的无人，二是必须打铃对周边予以警示，三是响铃结束后，要等待一段时间，让相关人员撤离爆区，四是闭合起爆回路各控制节点。

针对现有技术中炸药试验场存在的上述四个问题，本发明实施例提出了如下的解决思路：

工业炸药性能试验安全联锁控制系统(即第一实施例提供的安全联锁控制系统)采用视频侦测、工业自动控制、语音控制等技术组合实施，研制工业炸药性能检测安全联锁智能控制系统，系统由自动控制、视频侦测和系统软件组成，自动控制部分(即控制装置)由单片机PLC、继电器模组等组成，实现所有相关电气设备、设施互联互锁；视频侦测部分由智能摄像机、硬盘录像机、硬盘、显示器等组成，实现24小时不间断实时录像。系统软件部分由数据库与功能界面工业触摸一体机14组成。试验站周围区域范围内通过视频侦测部分对人员自动侦测，触发警示信息通过工业触摸一体机14进行语音警示，本安全联锁控制系统的环境安全检测手段为人体识别侦测，整个试验场内，除室内区域以外，均在人体侦测范围内，如图4为猛度试验场的智能摄像机的布置情况，在猛度试验场在图示的各位置处设置有三个智能摄像机，猛度试验场大门10入口的摄像头S01，猛度试验场铁门11前的摄像头S02，及猛度试验区的摄像头S03(同理，硐室试验场各个区域也相应设置多个智能摄像头，未图示)，区域任一处有人员进入均会被智能摄像机侦测到，人体侦测触发预警后，系统动作有二，一是通过工业触摸一体机14以语音的形式明确播报有人员进入的区域名称，以警示操作人员，二是通过单片机PLC断开所有起爆回路，杜绝误操作引发的危险起爆。当区域内人员离开后，上述系统动作自行复位，或操作人员手动操作系统进行预警复位。

本发明实施例采用三菱的单片机PLC(型号FX1N)来作为本次技术改造的主要控制器。单片机PLC的主要任务是检查起爆时，各个安全联锁环节是否均满足安全起爆条件，若满足，则接通起爆器2至雷管的起爆回路，否则，将保持起爆回路断开，即便人为按下起爆器2按钮，也无法将雷管引爆。对于硐室起爆回路7，单片机PLC主要检测硐室防爆门是否关闭(硐室防爆门关闭，则防爆门接近开关SQ1关闭，防爆门接近开关SQ1关闭即可使防爆门关闭信号继电器KM4和防爆门关闭使能起爆继电器KM5吸合)、硐室手动安全空开(硐室一次安全空开QS3)是否闭合。对于猛度起爆回路，单片机PLC主要检测猛度作业区手动安全闸(即猛度一次安全空开QS1和猛度二次空开QS2)是否闭合，加之检测功能切换开关与人体侦测预警信号是否无人、是否响铃、响铃后响铃等待时间是否足够等，从而判断应该闭合哪一条起爆回路。具体地，图5-7为本发明实施例的控制流程图，图5中，单片机PLC检测安全联锁状态是否满足安全起爆条件，满足，则等待起爆，若人体侦测系统进行视觉人体检测时发现某起爆区还有人员存在，则通过声光报警器等对起爆操作人员进行预警，若人体侦测系统未检测到任何区域的人体信息，则检查手动安全闸的互锁状态，手动安全闸的互锁状态无异常通过后执行下一步，选择起爆回路，按下起爆按钮，从而接通猛度起爆回路6或硐室起爆回路7，进而引爆电子雷管起爆。图7中，PLC控制器为型号FX1N的单片机PLC，整个系统分两个部份，一个部份由单片机PLC控制(参见图7)，主要用于检测起爆线路的各个硬件节点状态，以及直接控制电铃5、风机等硬件，单片机PLC获取试验区人体检测的人体预警信号，及猛度一次安全闸QS1、猛度二次闸QS2、硐室一次安全闸QS3及硐室防爆门的闭合信息，来控制电铃响铃警示，及控制猛度起爆回路6或硐室起爆回路7的起爆状态。另一个部份由工业触摸一体机14控制(即图6中的视觉人体检测主机)，主要与单片机PLC进行通讯，提供人机交互功能(响铃启动按钮SB1、打开关闭风机按钮、查看状态、文字语音报警等)，进行人体侦测并将人体侦测结果(即人体预警信号)写入单片机PLC中，具体请参见图6，摄像头S01、摄像头S02及摄像头S03向视觉人体检测主机输入侦测到的人体信号，视觉人体检测主机将人体信号发送给单片机PLC，同时对人体信号进行语音播报。图8为本发明实施例系统的硬件设计图，为控制装置的面板上安装的工业触摸一体机14的操作界面的结构示意图，图中，工业触摸一体机14的触摸屏12底部是七个用于指示相关部件工作状态信息的指示灯，从左到右依次为猛度一次安全空开QS1指示灯、猛度二次空开QS2指示灯、硐室一次安全空开QS3指示灯、硐室防爆门指示灯、人员信息指示灯、电铃指示灯及起爆指示灯，底排三个按钮分别为紧急按钮、切换按钮及起爆按钮。

视频侦测摄像机主要用于试验站周围作业区域内人员实时侦测，作业人员在作业时，如该区域内侦测到有人员时，系统的工业触摸一体机14自动发出语音预警，预警信号自动传输给单片机PLC，控制器单片机PLC主动断开起爆回路，系统自动锁定，无法起爆，需作业人员解锁后，且从视频画面中确认作业区域内无人员后，方能起爆。

控制器单片机PLC是整个安全联锁的主控制器，共5个联锁节点(5个联锁节点包括：3个手动刀开关QS1/QS2/QS3，硐室防爆门，侦测到的人体预警信号等)，其中，猛度一次安全空开QS1、猛度二次安全空开QS2、硐室一次安全空开QS3均为手动开关，由操作人员控制，硐室防爆门由其开关状态作为控制信号(即硐室防爆门关闭，防爆门接近开关SQ1关闭，防爆门关闭信号继电器KM4和防爆门关闭使能起爆继电器KM5吸合)。具体地，试验用雷管为普通电雷管，起爆方式为将电雷管两根引线分别接于起爆器2输出端，按下起爆按钮，起爆器2输出电流引爆雷管，再由电雷管的爆炸引爆炸药。所谓安全联锁，则是通过外部检测手段，判断爆炸区域是否处于安全状态，再根据判断结果控制两根雷管引线与起爆器2(起爆回路)接通或断开，从而达到安全起爆的目的。在系统电气原理图1中，硐室起爆回路7有三处控制节点，分别为硐室起爆使能继电器KM2(系统安全检测通过则吸合反之断开，此信号由工业触摸一体机14写入的人体侦测信号、响铃、响铃等待时间等一系列条件控制，需满足全部条件后方可通过)、防爆门关闭使能起爆继电器KM5(硐室防爆门状态检测，门关则吸合反之断开)、硐室一次安全空开QS3(手动控制开关，手动闭合与断开)，三处控制节点均闭合，则硐室起爆回路接通，起爆器2按下方可引爆硐室中的雷管(即硐室实验用雷管4)。猛度起爆回路6也有三处节点，分别为猛度起爆使能继电器KM1(系统安全检测通过则吸合反之断开，此信号由工业触摸一体机14写入的人体侦测信号、响铃、响铃等待时间等一系列条件控制，需满足全部条件后方可通过)、猛度手动一次安全空开QS1、猛度手动二次安全空开QS2，当三处节点均闭合，则猛度起爆回路6接通，起爆器2按下方可引爆猛度试验场中的雷管。其中，猛度起爆使能继电器KM1与硐室起爆使能继电器KM2在单片机PLC的控制下为互锁状态，同一时刻只可通其一，避免多人操作引起误爆。其中，电气原理图1中的FU为设置在供电电源和220v交流电网之间的熔断器，供电电源的工作参数为直流电DC、额定电压24V、额定电流10A。

猛度一次安全空开QS1与硐室一次安全空开QS3在单片机PLC的控制下为互锁关系，其中一个合闸后，另一个合闸时，系统将会预警，猛度与硐室的起爆回路，均不会接通。猛度与硐室的起爆回路互锁，同一时刻，只会有一条回路被接通，防止“一次起爆两处响”的情况发生。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指控制用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (7)

1.一种安全联锁控制系统，所述系统用于对炸药试验场的起爆器和雷管之间的起爆回路进行安全联锁控制，所述起爆回路包括猛度试验场的猛度起爆回路和硐室试验场的硐室起爆回路，其特征在于，所述系统包括：

供电电源、控制装置、用于控制所述猛度起爆回路的猛度安全空开模组、用于控制所述硐室起爆回路的硐室开关模组及人体侦测系统；

所述控制装置、所述人体侦测系统与所述供电电源电连接；所述控制装置分别与所述猛度安全空开模组、所述硐室开关模组电连接，以使所述控制装置采集所述猛度安全空开模组和硐室开关模组的开关状态信息；所述控制装置与所述人体侦测系统通信连接，以获取所述人体侦测系统采集到的人体预警信号；

所述控制装置包括猛度继电器模组和硐室继电器模组，所述猛度继电器模组接入所述猛度起爆回路，所述硐室继电器模组接入所述硐室起爆回路，以使所述控制装置根据所述开关状态信息、所述人体预警信号，控制所述猛度继电器模组断开或接通所述猛度起爆回路，或，控制所述硐室继电器模组断开或接通所述硐室起爆回路；

所述控制装置还包括单片机，所述猛度继电器模组包括猛度起爆使能继电器，所述单片机的第一输出端口与所述猛度起爆使能继电器的线圈电连接，且所述猛度起爆使能继电器的触点接入所述猛度起爆回路；

所述系统还包括示警系统，用于输出警示信号，以对人员进行警示；所述示警系统包括声光报警器和电铃装置；所述声光报警器与所述单片机电连接；所述电铃装置包括电铃、电铃驱动继电器和电铃启动按钮；所述电铃启动按钮与所述单片机的第五输入端口电连接，所述电铃驱动继电器的线圈分别与所述供电电源和所述单片机的第三输出端口电连接，所述电铃与所述电铃驱动继电器的触点电连接，所述单片机根据所述电铃启动按钮输入的电铃启动信息，通过所述电铃驱动继电器驱动所述电铃发出铃声警示信号；

所述人体侦测系统包括工业触摸一体机和若干智能摄像机，所述工业触摸一体机分别与所述单片机和若干所述智能摄像机通信连接，若干所述智能摄像机分布设置在所述炸药试验场；所述工业触摸一体机将若干所述智能摄像机采集到的所述人体预警信号发送至所述单片机，并将所述人体预警信号转换为音频信息进行语音预警。

2.如权利要求1所述的安全联锁控制系统，其特征在于，所述猛度安全空开模组包括：设置在猛度实验操作间的猛度一次安全空开及设置在猛度实验场外部的猛度二次空开，且所述猛度一次安全空开和所述猛度二次空开均为三相刀开关；

所述猛度一次安全空开和所述猛度二次空开的其中两相触点均接入所述猛度起爆回路，并位于所述猛度起爆使能继电器和所述雷管之间；所述猛度一次安全空开的另一相触点与所述单片机的第一输入端口电连接，以使所述单片机获取所述猛度一次安全空开的猛度一次开关状态信息；所述猛度二次空开的另一相触点与所述单片机的第二输入端口电连接，以使所述单片机获取所述猛度二次空开的猛度二次开关状态信息。

3.如权利要求2所述的安全联锁控制系统，其特征在于，所述硐室继电器模组包括防爆门关闭信号继电器、防爆门关闭使能起爆继电器和硐室起爆使能继电器；

所述硐室开关模组包括：硐室一次安全空开和设置在硐室防爆门上的防爆门接近开关；所述硐室一次安全空开为三相刀开关，且所述硐室一次安全空开的其中两相触点接入所述硐室起爆回路，另一相触点与所述单片机的第三输入端口电连接，以使所述单片机获取所述硐室一次安全空开的硐室开关状态信息；

所述防爆门接近开关的输入端与所述供电电源电连接，输出端分别与所述防爆门关闭信号继电器、所述防爆门关闭使能起爆继电器的线圈电连接，所述防爆门接近开关关闭时所述防爆门关闭信号继电器和所述防爆门关闭使能起爆继电器吸合；

所述防爆门关闭信号继电器的触点与所述单片机的第四输入端口电连接，以使所述单片机获取所述防爆门接近开关的防爆门开关状态信息；所述防爆门关闭使能起爆继电器的触点接入所述硐室起爆回路，以在所述防爆门接近开关关闭时与所述硐室起爆回路连通；

所述硐室起爆使能继电器的线圈与所述单片机的第二输出端口电连接，且所述硐室起爆使能继电器的触点接入所述硐室起爆回路，并位于所述起爆器和所述硐室一次安全空开之间。

4.如权利要求3所述的安全联锁控制系统，其特征在于，所述系统还包括与所述工业触摸一体机通信连接的风机系统，所述风机系统包括设置在硐室内的送风风机和排风风机。

5.一种基于权利要求3或4任一所述的安全联锁控制系统进行安全联锁控制的方法，其特征在于，所述方法包括：

所述控制装置根据所述开关状态信息、所述人体预警信号，控制所述猛度继电器模组断开或接通所述猛度起爆回路，或，控制所述硐室继电器模组断开或接通所述硐室起爆回路。

6.如权利要求5所述的安全联锁控制的方法，其特征在于，所述控制装置还包括单片机；所述工业触摸一体机还设置有所述电铃发出铃声警示信号之后的响铃等待时间，并将所述响铃等待时间发送至所述单片机；则所述控制装置根据所述开关状态信息、所述人体预警信号，控制所述猛度继电器模组断开或接通所述猛度起爆回路，或，控制所述硐室继电器模组断开或接通所述硐室起爆回路，具体包括：

所述单片机根据所述猛度一次开关状态信息和所述猛度二次开关状态信息均为闭合信息、所述人体预警信号为无人的数据信息及所述响铃等待时间，控制所述猛度起爆使能继电器的触点闭合，以接通所述猛度起爆回路；或，

所述单片机根据所述硐室开关状态信息和所述防爆门开关状态信息均为闭合信息、所述人体预警信号为无人的数据信息及所述响铃等待时间，控制所述硐室起爆使能继电器的触点闭合，以接通所述硐室起爆回路。

7.如权利要求6所述的安全联锁控制的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述单片机根据所述人体预警信号为有人的数据信息，和/或，根据所述猛度一次开关状态信息和所述硐室开关状态信息均为闭合信息时，断开所述猛度起爆使能继电器或所述硐室起爆使能继电器的触点，以断开所述猛度起爆回路和所述硐室起爆回路。