CN113705993B - 一种溶液自动装车用一体化远程信息管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及装卸管理技术领域，具体地说，涉及一种溶液自动装车用一体化远程信息管理系统。包括智能调控单元、数据处理单元、信息管理单元和扩展服务单元；智能调控单元用于对系统运行过程进行控制管理；数据处理单元用于采集系统的状态数值并进行统计分析；信息管理单元用于对系统全流程涉及的信息数据进行管理处置；扩展服务单元用于完善系统的功能性。本发明设计可以实现全自动无人化操作，节省人力资源，提高操作效率且降低错误概率，保证较高的产品质量；可以智能规划装车安排，进行准确的定量装车操作，有效提高工作效率，减少资源浪费；可以对各类数据信息进行管理，并通过对信息的统计分析来预测判识系统运行情况，提高系统运行安全性。
Description
技术领域
本发明涉及装卸管理技术领域，具体地说，涉及一种溶液自动装车用一体化远程信息管理系统。
背景技术
溶液是由一种或几种物质分散到另一种物质里，组成的均一、稳定的混合物，溶液也分为固、液、气三种状态，而通常所说的溶液一般是指液态的混合液体。溶液产品在运输过程中，一般都是通过罐装车进行灌装转运的。因溶液是由不同物质混合的，很多化工用的溶液中可能存在对人体有害的物质，若由工人进行灌装操作，不仅耗费大量人力、时间，工作效率低，而且无法准确进行灌装操作，容易出现工作失误，或灌装不足浪费罐装车的容量空间，或灌装过多导致溶液溢出，从而造成资源浪费；同时，罐装车辆的运载量是一定的，而人工灌装过程无法根据车辆运载量来准确控制灌装过程；另外，一些溶液的性质不够稳定，会受到环境的影响而发生变化导致溶液品质不稳定，常规灌装过程无法对溶液的品质进行监测管理，在此过程中会涉及到很多数据信息，而目前却没有完善的可对溶液自动装车过程进行控制及信息管理的系统。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种溶液自动装车用一体化远程信息管理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述技术问题的解决，本发明的目的之一在于，提供了一种溶液自动装车用一体化远程信息管理系统，包括
智能调控单元、数据处理单元、信息管理单元和扩展服务单元；所述智能调控单元、所述数据处理单元、所述信息管理单元与所述扩展服务单元依次通过网络通信连接；所述智能调控单元用于智能地对系统基建及系统运行过程进行调节、分配及控制管理；所述数据处理单元用于采集系统运行过程中的状态数值并进行相应的计算、统计及分析；所述信息管理单元用于对溶液产品自动装车系统全流程涉及的信息数据进行管理处置；所述扩展服务单元用于增设并连接额外的服务应用来完善系统的功能性；
所述智能调控单元包括基建管理模块、统一集控模块、分布自治模块、现场管理模块和远程管控模块；
所述数据处理单元包括采集整理模块、分类归纳模块、指标测算模块和实时上报模块；
所述信息管理单元包括综合分析模块、分布存储模块、信息保护模块和异常预测模块；
所述扩展服务单元包括用户管理模块、安全监测模块、智能排障模块和统计上报模块。
作为本技术方案的进一步改进，所述基建管理模块、所述统一集控模块、所述分布自治模块、所述现场管理模块与所述远程管控模块依次通过网络通信连接且并列运行；所述基建管理模块用于提供并管理支持系统运行的设备、终端、传感器及技术等；所述统一集控模块用于通过总控处理器对生产车间、产品分配及流向、溶液的装车、其他设备的运行等全流程进行集中管控；所述分布自治模块用于由系统各处的运行机构、装车系统各子作业端及其他辅助设备的运行自行进行自治管理；所述现场管理模块用于通过设置在各装车子系统现场的工控机直接管控该装车作业端的运行过程；所述远程管控模块用于由工控机通过通信传输技术远程地向现场控制器发送工作指令以控制装车系统现场作业端的运行过程。
其中，系统的基础建设包括终端设备、传感器、控制装置、通信技术等；终端设备包括但不限于各类生产设备(如加热融化装置、搅拌混合装置、加热反应器、蒸发提纯装置等)、工控机、处理器、显示器等；传感器包括但不限于温度计、流量计、液位计、计时器、密度测算仪器、称重模块等；控制装置包括但不限于定量控制器、PLC控制器、电磁阀、电磁开关等；通信技术包括但不限于有线网、局域网、无线WiFi、蓝牙等。
作为本技术方案的进一步改进，所述采集整理模块的信号输出端与所述分类归纳模块的信号输入端连接，所述分类归纳模块的信号输出端与所述指标测算模块的信号输入端连接，所述指标测算模块的信号输出端与所述实时上报模块的信号输入端连接；所述采集整理模块用于通过布设在各处的智能传感器采集实时的状态数值及上传到数据处理层，并对数据进行清洗、整理等操作；所述分类归纳模块用于按照一定的标准对数据进行分类归纳；所述指标测算模块用于对系统运行过程中需要实时监测的指标进行测量及计算；所述实时上报模块用于及时将测算的指标数值上传到控制层以作为控制决策的依据。
作为本技术方案的进一步改进，所述指标测算模块包括密度测算模块、质体换算模块和流速控制模块；所述密度测算模块、所述质体换算模块与所述流速控制模块依次通过网络通信连接且并列运行；所述密度测算模块用于对生产完成的溶液成品密度进行测算；所述质体换算模块用于通过密度对溶液的质量与体积进行转换计算来作为调节装车量的计算依据；所述流速控制模块用于根据生产需求、供应量及罐装车辆数来对溶液的流向、流量进行分配管理，尤其针对各输送管道内溶液排放的流速进行调节控制。
作为本技术方案的进一步改进，所述密度测算模块中，溶液的密度计算公式为：
其中，ρ为t时间段内溶液的实时密度，ΔM为t时间段内溶液增量的质量值，ΔV为t时间段内溶液增量的体积值。
其中，溶液的密度会随着温度、气压的变化而变化，在测算溶液密度时还需考虑保持温度、气压稳定；因无法准确控制温度、气压的值，则需要对输送管道系统中实时监测温度、气压值的变化，并定时或实时测量溶液的密度。
另外，通过对溶液的密度进行实时测算，结合温度及气压的值进行分析，可以对溶液的质量起到一定的监测管控作用。
作为本技术方案的进一步改进，所述质体换算模块中，溶液的体积与质量转化的计算表达式为：
V＝m/ρ；
其中，V为溶液的体积，m为溶液的质量，ρ为溶液的实时密度。
其中，罐装车的装载量是有一定的限量的，或对承重量进行限定，或对容积量进行限定，在灌装过程中，达到罐装车的承重量或容积量任意一个指标时，停止灌装。
另外，罐装车内应设置有液位计，用于实时测量车内溶液的容量，并实时将测量的液位数据反馈到系统的控制层中。
作为本技术方案的进一步改进，所述流速控制模块中，溶液流速的计算表达式为：
v＝Pt/S＝Pt/πr2；
Pt＝mt/ρb；
其中，v为溶液在输送管道内的流速，Pt为t时间段内的体积流量，S为输送管道的内侧截面积，r为输送管道的内半径，mt为t时间段内流经的溶液质量。
作为本技术方案的进一步改进，所述综合分析模块、所述分布存储模块、所述信息保护模块与所述异常预测模块依次通过网络通信连接并独立运行；所述综合分析模块用于综合同一时间点的各类信息数据进行综合分析来判断系统的运行情况；所述分布存储模块用于将各类信息分别归纳存储以便查看调用；所述信息保护模块用于通过多种信息防护手段来对信息数据进行保护并对重要信息进行加密保护处理；所述异常预测模块用于根据实时上报的各状态值数据、指标数值及综合分析的结果，来预测、发现系统运行过程中可能存在的异常情况并及时上报反馈。
其中，信息防护手段包括但不限于信息备份、设置防火墙、权限管理、信息加密等。
其中，可通过信息分析发现的异常情况包括但不限于设备过热、管道堵塞、管道泄漏、罐装车停放位置不准确等。
作为本技术方案的进一步改进，所述用户管理模块、所述安全监测模块、所述智能排障模块与所述统计上报模块依次通过网络通信连接且并列运行；所述用户管理模块用于通过与门禁管理系统连接来对进入系统区域的工作人员或罐装车辆的司机进行身份验证及权限管理；所述安全监测模块用于对生产系统全流程进行故障监测和安全规范管理；所述智能排障模块用于在系统运行出现故障时通过预先设定的智能检修程序来对故障进行检测、识别及排障处理；所述统计上报模块用于定期统计一段时间内的系统生产情况、自动装车运行过程及各类数据归档集合等以便上报给决策管理层。
其中，用户管理的对象包括但不限于运载司机、检修工程师、巡查员等；用户管理的内容包括但不限于用户信息管理、用户身份识别、用户权限分配、用户准入管理等；用户管理的方法包括但不限于通行卡证、生物识别、密码等。
本发明的目的之二在于，提供了一种溶液自动装车用一体化远程信息管理系统的运行方法，包括如下步骤：
S1、首先通过生产车间对溶液产品进行配比生产，溶液成品输出，经过溶液密度测算仪器进行密度测算，密度数值实时上报到总控处理器；
S2、总控处理器按照罐装车辆的数量及流转速度，合理安排并启用足够数量的装车子系统的现场作业端，向各个作业端分配对应的溶液；
S3、罐装车辆通过系统认证后进入生产系统范围并到达指定位置的地衡/地磅处，系统获取并计算罐装车辆的容量/承重量，溶液输送过程中，实时测算溶液的质量及对应体积量，来作为灌装操作启停的控制依据；
S4、溶液灌装入罐装车辆内时，通过车内液位计实时测量的数值判断车内溶液的体积量，或通过地衡/地磅实时复核灌入溶液的总质量，并及时反馈到控制层，在达到罐装车辆的承重量或容量的任一指标时关闭电磁阀停止灌装，避免灌料过多导致溢出浪费或超过车辆的承受量；
S5、物料输送过程中，部署在输送管道内的温度传感器实时测量管道内的温度，部署在输送管道内的气压计实时测量管道内的气压值，结合温度及气压的变化来对溶液密度进行监测，实现对溶液质量的控制，并在数值出现异常时向控制层面发送报告；
S6、系统运行过程中，现场装有工控机的可直接进行该作业端的现场装车控制，现场未装载工控机的可通过总控处理器向现场控制器发送远程的工作指令来实现远程控制过程；
S7、当系统运行过程中出现运行异常，或通过数据分析预测发现系统存在异常时，系统可以自动进行局部的设备停机操作，同时通过预先编设的排障程序智能进行故障的识别及排障处理，并在无法进行自行排障时及时上报，以便安排工作人员前往现场进行处理或检修；
S8、系统涉及的各类信息数据实时进行整理存储，系统定期统计一定时间段内的工作情况，包括罐装车辆数量、装车效率、故障情况及频率、溶液品质情况等，并形成对应的报告，存储于系统中以供查阅或回溯。
本发明的目的之三在于，提供了一种溶液自动装车用一体化远程信息管理系统的运行装置，包括处理器、存储器以及存储在存储器中并在处理器上运行的计算机程序，处理器用于执行计算机程序时实现上述任一的溶液自动装车用一体化远程信息管理系统。
本发明的目的之四在于，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一的溶液自动装车用一体化远程信息管理系统。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1.该溶液自动装车用一体化远程信息管理系统可以实现全自动无人化操作，节省人力资源，提高操作效率且降低出现错误的概率，在输送过程中，还可对溶液的品质进行一定的监测控制，保证较高的产品质量；
2.该溶液自动装车用一体化远程信息管理系统可以根据溶液产品的供应产量与罐装车辆的运载量，智能规划装车的安排，准确分配运载车辆的工作量及流转率，可以进行准确的定量装车操作，并通过地磅复秤，可以有效提高工作效率，减少资源浪费；
3.该溶液自动装车用一体化远程信息管理系统可以对系统涉及的各类数据信息进行管理，并通过对信息的统计分析，可以作为预测判识系统运行情况的依据，还可通过对司机等工作人员进行身份验证管理，提高系统整体的运行安全性。
附图说明
图1为本发明的示例性整体产品架构框图；
图2为本发明的整体系统装置结构图；
图3为本发明的局部系统装置结构图之一；
图4为本发明的局部系统装置结构图之二；
图5为本发明的局部系统装置结构图之三；
图6为本发明的局部系统装置结构图之四；
图7为本发明的局部系统装置结构图之五；
图8为本发明的示例性电子计算机产品结构示意图。
图中各个标号意义为：
1、生产车间；2、溶液密度测算仪器；3、定量分配控制器；4、现场定量控制器；41、复秤地衡/地磅；5、罐装车；6、总控室；7、信息管理系统；8、现场监控系统；9、门禁管理系统；
100、智能调控单元；101、基建管理模块；102、统一集控模块；103、分布自治模块；104、现场管理模块；105、远程管控模块；
200、数据处理单元；201、采集整理模块；202、分类归纳模块；203、指标测算模块；2031、密度测算模块；2032、质体换算模块；2033、流速控制模块；204、实时上报模块；
300、信息管理单元；301、综合分析模块；302、分布存储模块；303、信息保护模块；304、异常预测模块；
400、扩展服务单元；401、用户管理模块；402、安全监测模块；403、智能排障模块；404、统计上报模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1-图8所示，本实施例提供了一种溶液自动装车用一体化远程信息管理系统，包括
智能调控单元100、数据处理单元200、信息管理单元300和扩展服务单元400；智能调控单元100、数据处理单元200、信息管理单元300与扩展服务单元400依次通过网络通信连接；智能调控单元100用于智能地对系统基建及系统运行过程进行调节、分配及控制管理；数据处理单元200用于采集系统运行过程中的状态数值并进行相应的计算、统计及分析；信息管理单元300用于对溶液产品自动装车系统全流程涉及的信息数据进行管理处置；扩展服务单元400用于增设并连接额外的服务应用来完善系统的功能性；
智能调控单元100包括基建管理模块101、统一集控模块102、分布自治模块103、现场管理模块104和远程管控模块105；
数据处理单元200包括采集整理模块201、分类归纳模块202、指标测算模块203和实时上报模块204；
信息管理单元300包括综合分析模块301、分布存储模块302、信息保护模块303和异常预测模块304；
扩展服务单元400包括用户管理模块401、安全监测模块402、智能排障模块403和统计上报模块404。
本实施例中，基建管理模块101、统一集控模块102、分布自治模块103、现场管理模块104与远程管控模块105依次通过网络通信连接且并列运行；基建管理模块101用于提供并管理支持系统运行的设备、终端、传感器及技术等；统一集控模块102用于通过总控处理器对生产车间、产品分配及流向、溶液的装车、其他设备的运行等全流程进行集中管控；分布自治模块103用于由系统各处的运行机构、装车系统各子作业端及其他辅助设备的运行自行进行自治管理；现场管理模块104用于通过设置在各装车子系统现场的工控机直接管控该装车作业端的运行过程；远程管控模块105用于由工控机通过通信传输技术远程地向现场控制器发送工作指令以控制装车系统现场作业端的运行过程。
其中，系统的基础建设包括终端设备、传感器、控制装置、通信技术等；终端设备包括但不限于各类生产设备(如加热融化装置、搅拌混合装置、加热反应器、蒸发提纯装置等)、工控机、处理器、显示器等；传感器包括但不限于温度计、流量计、液位计、计时器、密度测算仪器、称重模块等；控制装置包括但不限于定量控制器、PLC控制器、电磁阀、电磁开关等；通信技术包括但不限于有线网、局域网、无线WiFi、蓝牙等。
本实施例中，采集整理模块201的信号输出端与分类归纳模块202的信号输入端连接，分类归纳模块202的信号输出端与指标测算模块203的信号输入端连接，指标测算模块203的信号输出端与实时上报模块204的信号输入端连接；采集整理模块201用于通过布设在各处的智能传感器采集实时的状态数值及上传到数据处理层，并对数据进行清洗、整理等操作；分类归纳模块202用于按照一定的标准对数据进行分类归纳；指标测算模块203用于对系统运行过程中需要实时监测的指标进行测量及计算；实时上报模块204用于及时将测算的指标数值上传到控制层以作为控制决策的依据。
进一步地，指标测算模块203包括密度测算模块2031、质体换算模块2032和流速控制模块2033；密度测算模块2031、质体换算模块2032与流速控制模块2033依次通过网络通信连接且并列运行；密度测算模块2031用于对生产完成的溶液成品密度进行测算；质体换算模块2032用于通过密度对溶液的质量与体积进行转换计算来作为调节装车量的计算依据；流速控制模块2033用于根据生产需求、供应量及罐装车辆数来对溶液的流向、流量进行分配管理，尤其针对各输送管道内溶液排放的流速进行调节控制。
具体地，密度测算模块2031中，溶液的密度计算公式为：
其中，ρ为t时间段内溶液的实时密度，ΔM为t时间段内溶液增量的质量值，ΔV为t时间段内溶液增量的体积值。
其中，溶液的密度会随着温度、气压的变化而变化，在测算溶液密度时还需考虑保持温度、气压稳定；因无法准确控制温度、气压的值，则需要对输送管道系统中实时监测温度、气压值的变化，并定时或实时测量溶液的密度。
另外，通过对溶液的密度进行实时测算，结合温度及气压的值进行分析，可以对溶液的质量起到一定的监测管控作用。
具体地，质体换算模块2032中，溶液的体积与质量转化的计算表达式为：
V＝m/ρ；
其中，V为溶液的体积，m为溶液的质量，ρ为溶液的实时密度。
其中，罐装车的装载量是有一定的限量的，或对承重量进行限定，或对容积量进行限定，在灌装过程中，达到罐装车的承重量或容积量任意一个指标时，停止灌装。
另外，罐装车内应设置有液位计，用于实时测量车内溶液的容量，并实时将测量的液位数据反馈到系统的控制层中。
具体地，流速控制模块2033中，溶液流速的计算表达式为：
v＝Pt/S＝Pt/πr2；
Pt＝mt/ρb；
其中，v为溶液在输送管道内的流速，Pt为t时间段内的体积流量，S为输送管道的内侧截面积，r为输送管道的内半径，mt为t时间段内流经的溶液质量。
本实施例中，综合分析模块301、分布存储模块302、信息保护模块303与异常预测模块304依次通过网络通信连接并独立运行；综合分析模块301用于综合同一时间点的各类信息数据进行综合分析来判断系统的运行情况；分布存储模块302用于将各类信息分别归纳存储以便查看调用；信息保护模块303用于通过多种信息防护手段来对信息数据进行保护并对重要信息进行加密保护处理；异常预测模块304用于根据实时上报的各状态值数据、指标数值及综合分析的结果，来预测、发现系统运行过程中可能存在的异常情况并及时上报反馈。
其中，信息防护手段包括但不限于信息备份、设置防火墙、权限管理、信息加密等。
其中，可通过信息分析发现的异常情况包括但不限于设备过热、管道堵塞、管道泄漏、罐装车停放位置不准确等。
本实施例中，用户管理模块401、安全监测模块402、智能排障模块403与统计上报模块404依次通过网络通信连接且并列运行；用户管理模块401用于通过与门禁管理系统连接来对进入系统区域的工作人员或罐装车辆的司机进行身份验证及权限管理；安全监测模块402用于对生产系统全流程进行故障监测和安全规范管理；智能排障模块403用于在系统运行出现故障时通过预先设定的智能检修程序来对故障进行检测、识别及排障处理；统计上报模块404用于定期统计一段时间内的系统生产情况、自动装车运行过程及各类数据归档集合等以便上报给决策管理层。
其中，用户管理的对象包括但不限于运载司机、检修工程师、巡查员等；用户管理的内容包括但不限于用户信息管理、用户身份识别、用户权限分配、用户准入管理等；用户管理的方法包括但不限于通行卡证、生物识别、密码等。
本实施例还提供了一种溶液自动装车用一体化远程信息管理系统的运行方法，包括如下步骤：
S1、首先通过生产车间对溶液产品进行配比生产，溶液成品输出，经过溶液密度测算仪器进行密度测算，密度数值实时上报到总控处理器；
S2、总控处理器按照罐装车辆的数量及流转速度，合理安排并启用足够数量的装车子系统的现场作业端，向各个作业端分配对应的溶液；
S3、罐装车辆通过系统认证后进入生产系统范围并到达指定位置的地衡/地磅处，系统获取并计算罐装车辆的容量/承重量，溶液输送过程中，实时测算溶液的质量及对应体积量，来作为灌装操作启停的控制依据；
S4、溶液灌装入罐装车辆内时，通过车内液位计实时测量的数值判断车内溶液的体积量，或通过地衡/地磅实时复核灌入溶液的总质量，并及时反馈到控制层，在达到罐装车辆的承重量或容量的任一指标时关闭电磁阀停止灌装，避免灌料过多导致溢出浪费或超过车辆的承受量；
S5、物料输送过程中，部署在输送管道内的温度传感器实时测量管道内的温度，部署在输送管道内的气压计实时测量管道内的气压值，结合温度及气压的变化来对溶液密度进行监测，实现对溶液质量的控制，并在数值出现异常时向控制层面发送报告；
S6、系统运行过程中，现场装有工控机的可直接进行该作业端的现场装车控制，现场未装载工控机的可通过总控处理器向现场控制器发送远程的工作指令来实现远程控制过程；
S7、当系统运行过程中出现运行异常，或通过数据分析预测发现系统存在异常时，系统可以自动进行局部的设备停机操作，同时通过预先编设的排障程序智能进行故障的识别及排障处理，并在无法进行自行排障时及时上报，以便安排工作人员前往现场进行处理或检修；
S8、系统涉及的各类信息数据实时进行整理存储，系统定期统计一定时间段内的工作情况，包括罐装车辆数量、装车效率、故障情况及频率、溶液品质情况等，并形成对应的报告，存储于系统中以供查阅或回溯。
如图1所示，本实施例还提供了一种溶液自动装车用一体化远程信息管理系统的示例性产品架构，包括生产车间1，生产车间1的输送管道经过溶液密度测算仪器2后，通过定量分配控制器3分配延伸到各个装车子系统装车现场作业端，各作业端的输送管道上均设有现场定量控制器4，现场定量控制器4配套设有复秤地衡/地磅41，罐装车5停放在指定位置的复秤地衡/地磅41上，生产车间1内/外配备有总控室6，总控室6外通过网络通信连接有信息管理系统7，系统工作区域内布设有现场监控系统8，系统工作区域的出入口处设有门禁管理系统9，总控室6、现场监控系统8、门禁管理系统9依次分别通信连接。
如图8所示，本实施例还提供了一种溶液自动装车用一体化远程信息管理系统的运行装置，该装置包括处理器、存储器以及存储在存储器中并在处理器上运行的计算机程序。
处理器包括一个或一个以上处理核心，处理器通过总线与处理器相连，存储器用于存储程序指令，处理器执行存储器中的程序指令时实现上述的溶液自动装车用一体化远程信息管理系统。
可选的，存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随时存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
此外，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的溶液自动装车用一体化远程信息管理系统。
可选的，本发明还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面溶液自动装车用一体化远程信息管理系统。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储于计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种溶液自动装车用一体化远程信息管理系统，其特征在于：包括
智能调控单元(100)、数据处理单元(200)、信息管理单元(300)和扩展服务单元(400)；所述智能调控单元(100)、所述数据处理单元(200)、所述信息管理单元(300)与所述扩展服务单元(400)依次通过网络通信连接；所述智能调控单元(100)用于智能地对系统基建及系统运行过程进行调节、分配及控制管理；所述数据处理单元(200)用于采集系统运行过程中的状态数值并进行相应的计算、统计及分析；所述信息管理单元(300)用于对溶液产品自动装车系统全流程涉及的信息数据进行管理处置；所述扩展服务单元(400)用于增设并连接额外的服务应用来完善系统的功能性；
所述智能调控单元(100)包括基建管理模块(101)、统一集控模块(102)、分布自治模块(103)、现场管理模块(104)和远程管控模块(105)；
所述数据处理单元(200)包括采集整理模块(201)、分类归纳模块(202)、指标测算模块(203)和实时上报模块(204)；
所述信息管理单元(300)包括综合分析模块(301)、分布存储模块(302)、信息保护模块(303)和异常预测模块(304)；
所述扩展服务单元(400)包括用户管理模块(401)、安全监测模块(402)、智能排障模块(403)和统计上报模块(404)；
所述基建管理模块(101)、所述统一集控模块(102)、所述分布自治模块(103)、所述现场管理模块(104)与所述远程管控模块(105)依次通过网络通信连接且并列运行；所述基建管理模块(101)用于提供并管理支持系统运行的设备、终端和传感器及技术；所述统一集控模块(102)用于通过总控处理器对生产车间、产品分配及流向、溶液的装车和其他设备的运行全流程进行集中管控；所述分布自治模块(103)用于由系统各处的运行机构、装车系统各子作业端及其他辅助设备的运行自行进行自治管理；所述现场管理模块(104)用于通过设置在各装车子系统现场的工控机直接管控装车作业端的运行过程；所述远程管控模块(105)用于由工控机通过通信传输技术远程地向现场控制器发送工作指令以控制装车系统现场作业端的运行过程；
所述采集整理模块(201)的信号输出端与所述分类归纳模块(202)的信号输入端连接，所述分类归纳模块(202)的信号输出端与所述指标测算模块(203)的信号输入端连接，所述指标测算模块(203)的信号输出端与所述实时上报模块(204)的信号输入端连接；所述采集整理模块(201)用于通过布设在各处的智能传感器采集实时的状态数值及上传到数据处理层，并对数据进行清洗和整理操作；所述分类归纳模块(202)用于按照一定的标准对数据进行分类归纳；所述指标测算模块(203)用于对系统运行过程中需要实时监测的指标进行测量及计算；所述实时上报模块(204)用于及时将测算的指标数值上传到控制层以作为控制决策的依据；
所述指标测算模块(203)包括密度测算模块(2031)、质体换算模块(2032)和流速控制模块(2033)；所述密度测算模块(2031)、所述质体换算模块(2032)与所述流速控制模块(2033)依次通过网络通信连接且并列运行；所述密度测算模块(2031)用于对生产完成的溶液成品密度进行测算；所述质体换算模块(2032)用于通过密度对溶液的质量与体积进行转换计算来作为调节装车量的计算依据；所述流速控制模块(2033)用于根据生产需求、供应量及罐装车辆数来对溶液的流向和流量进行分配管理，针对各输送管道内溶液排放的流速进行调节控制；
所述系统的运行方法包括如下步骤：
S1、首先通过生产车间对溶液产品进行配比生产，溶液成品输出，经过溶液密度测算仪器进行密度测算，密度数值实时上报到总控处理器；
S2、总控处理器按照罐装车辆的数量及流转速度，合理安排并启用足够数量的装车子系统的现场作业端，向各个作业端分配对应的溶液；
S3、罐装车辆通过系统认证后进入生产系统范围并到达指定位置的地衡/地磅处，系统获取并计算罐装车辆的容量/承重量，溶液输送过程中，实时测算溶液的质量及对应体积量，来作为灌装操作启停的控制依据；
S4、溶液灌装入罐装车辆内时，通过车内液位计实时测量的数值判断车内溶液的体积量，或通过地衡/地磅实时复核灌入溶液的总质量，并及时反馈到控制层，在达到罐装车辆的承重量或容量的任一指标时关闭电磁阀停止灌装，避免灌料过多导致溢出浪费或超过车辆的承受量；
S5、物料输送过程中，部署在输送管道内的温度传感器实时测量管道内的温度，部署在输送管道内的气压计实时测量管道内的气压值，结合温度及气压的变化来对溶液密度进行监测，实现对溶液质量的控制，并在数值出现异常时向控制层面发送报告；
S6、系统运行过程中，现场装有工控机的直接进行作业端的现场装车控制，现场未装载工控机的通过总控处理器向现场控制器发送远程的工作指令来实现远程控制过程；
S7、当系统运行过程中出现运行异常，或通过数据分析预测发现系统存在异常时，系统自动进行局部的设备停机操作，同时通过预先编设的排障程序智能进行故障的识别及排障处理，并在无法进行自行排障时及时上报，以便安排工作人员前往现场进行处理或检修；
S8、系统涉及的各类信息数据实时进行整理存储，系统定期统计一定时间段内的工作情况，包括罐装车辆数量、装车效率、故障情况及频率和溶液品质情况，并形成对应的报告，存储于系统中以供查阅或回溯。
2.根据权利要求1所述的溶液自动装车用一体化远程信息管理系统，其特征在于：所述密度测算模块(2031)中，溶液的密度计算公式为：
其中，ρ为t时间段内溶液的实时密度，ΔM为t时间段内溶液增量的质量值，ΔV为t时间段内溶液增量的体积值。
3.根据权利要求1所述的溶液自动装车用一体化远程信息管理系统，其特征在于：所述质体换算模块(2032)中，溶液的体积与质量转化的计算表达式为：
V＝m/ρ；
其中，V为溶液的体积，m为溶液的质量，ρ为溶液的实时密度。
4.根据权利要求1所述的溶液自动装车用一体化远程信息管理系统，其特征在于：所述流速控制模块(2033)中，溶液流速的计算表达式为：
v＝Pt/S＝Pt/πr2；
Pt＝mt/ρb；
其中，v为溶液在输送管道内的流速，Pt为t时间段内的体积流量，S为输送管道的内侧截面积，r为输送管道的内半径，mt为t时间段内流经的溶液质量。
5.根据权利要求1所述的溶液自动装车用一体化远程信息管理系统，其特征在于：所述综合分析模块(301)、所述分布存储模块(302)、所述信息保护模块(303)与所述异常预测模块(304)依次通过网络通信连接并独立运行；所述综合分析模块(301)用于综合同一时间点的各类信息数据进行综合分析来判断系统的运行情况；所述分布存储模块(302)用于将各类信息分别归纳存储以便查看调用；所述信息保护模块(303)用于通过多种信息防护手段来对信息数据进行保护并对重要信息进行加密保护处理；所述异常预测模块(304)用于根据实时上报的各状态值数据、指标数值及综合分析的结果，来预测、发现系统运行过程中可能存在的异常情况并及时上报反馈。
6.根据权利要求1所述的溶液自动装车用一体化远程信息管理系统，其特征在于：所述用户管理模块(401)、所述安全监测模块(402)、所述智能排障模块(403)与所述统计上报模块(404)依次通过网络通信连接且并列运行；所述用户管理模块(401)用于通过与门禁管理系统连接来对进入系统区域的工作人员或罐装车辆的司机进行身份验证及权限管理；所述安全监测模块(402)用于对生产系统全流程进行故障监测和安全规范管理；所述智能排障模块(403)用于在系统运行出现故障时通过预先设定的智能检修程序来对故障进行检测、识别及排障处理；所述统计上报模块(404)用于定期统计一段时间内的系统生产情况、自动装车运行过程及各类数据归档集合以便上报给决策管理层。
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