CN213659232U - 一种乳化炸药生产用混装车的远程控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种乳化炸药生产用混装车的远程控制系统，属于乳化炸药生产领域，乳化炸药生产用混装车的远程控制系统包括乳化炸药混装车；传感器；5G基站，5G基站用于建立5G通讯网络；网络控制器；无线AP，无线AP用于配合网络控制器与各个乳化炸药混装车之间形成局域网；监控中心组态软件；PLC系统。本实用新型公开的乳化炸药生产用混装车的远程控制系统，实现上料、运输、混装等作业的全流程智能化管控，管理人员不必在设备现场就可以了解设备运行状态和监测系统的运行状态，使管理更加高效，降低事故发生可能，提高生产的安全性。

Description

一种乳化炸药生产用混装车的远程控制系统

技术领域

本实用新型涉及乳化炸药生产领域，尤其涉及一种乳化炸药生产用混装车的远程控制系统。

背景技术

现场混装炸药车是集原料及半成品运输、乳化、装药为一体的设备，具有较高的自动化和集成化水平，可实现对相关工艺参数的自动跟踪，炸药车驶入爆破作业现场后，由工控系统将各半成品及原材料连续制备成所需的炸药，具有安全可靠、计量准确、生产效率高、爆破质量好、钻孔成本低及使用安全、方便等突出优点。近年来，已被广泛应用于冶金、煤炭、化工等大中型露天矿的爆破作业，有力地推进了采矿业的发展。但对于现场混装炸药车而言，尽管其安全可靠性较高，但安全事故时有发生，对人员及企业生产财产安全造成较大损害，炸药质量定点控制仍有提升空间，且炸药厂现有BCRH-15B型现场混装乳化炸药车主要生产数据均显示在车尾显示屏上，由尾部操作工一人监控，炸药性能受个人因素影响较大，容错率较低。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题在于提出一种乳化炸药生产用混装车的远程控制系统，实现上料、运输、混装等作业的全流程智能化管控，管理人员不必在设备现场就可以了解设备运行状态和监测系统的运行状态，使管理更加高效，降低事故发生可能，提高生产的安全性。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供的一种乳化炸药生产用混装车的远程控制系统，包括乳化炸药混装车，乳化炸药混装车的数量至少为一台；传感器，传感器用于检测乳化炸药混装车的状态；5G基站，5G基站用于建立5G通讯网络；网络控制器，网络控制器用于实现乳化炸药混装车现场数据的集中转发和本地转发；无线AP，无线AP用于配合网络控制器与各个乳化炸药混装车之间形成局域网；监控中心组态软件，监控中心组态软件作为接收乳化炸药混装车的客户端通过交换机接收到由网络控制器发出的乳化炸药混装车的现场数据；PLC系统，PLC系统用于接收控制指令完成现场设备的操作并将运行数据传输通过无线网络进行反馈。

优选地，传感器包括温度、位移、液位、压力传感器。

优选地，传感器通过RS485现场总线和数据通讯模块采集传感器的输出信号，并进行A/D转换，变为网络收发数据。

优选地，用于接收乳化炸药混装车状态的客户端还包括手机，通过手机APP与WEB发布平台，实现对乳化炸药混装车状态的监控。

优选地，无线AP包括车载无线AP和室外无线AP。

本实用新型的有益效果为：

依托国内5G技术优势和自身现场混装炸药大规模使用经验。开展基于5G通讯网络和TCP/IP通讯协议的现场混装车远程工业监控系统研究与建设，设计基于5G网络和TCP/IP通讯协议的远程监控系统，投资建设矿山5G传输网络，即可实现对现场混装炸药车工艺参数(如乳化器转速，水油比，螺杆泵压力等)的远程实时监控及采集。通过多端监控机制(WEB及手机APP发布)，实现上料、运输、混装等作业的全流程智能化管控，管理人员不必在设备现场就可以了解设备运行状态和监测系统的运行状态，使管理更加高效，可有效提高对现场混装炸药车的安全监管并为现场混装炸药生产大数据库的建立打下坚实基础，不但具有极大的社会效益，同时还促进了炸药生产远程控制技术的发展。同时基于远程工业监控系统，结合地面站生产工艺参数记录(如析晶点、PH值、温度等)和前期炸药爆速、密度检测数据，可建立现场混装炸药生产数据库，实现现场混装炸药现场混制工艺大数据分析与决策，并利用5G网络低延迟特性，最终实现现场混装炸药车无人化装药，提升混装车信息化、智能化和本质安全水平。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式中提供的一种乳化炸药生产用混装车的远程控制系统的示意图；

图2是本实用新型具体实施方式中提供的一种乳化炸药生产用混装车的远程控制系统中所使用的网络控制器的示意图；

图3是本实用新型具体实施方式中提供的一种乳化炸药生产用混装车的远程控制系统中所使用的车载式无线AP的示意图；

图4是本实用新型具体实施方式中提供的一种乳化炸药生产用混装车的远程控制系统中所使用的室外无线AP的示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1-图4所示，本实施例中提供的一种乳化炸药生产用混装车的远程控制系统，包括乳化炸药混装车，乳化炸药混装车的数量至少为一台；传感器，传感器用于检测乳化炸药混装车的状态；5G基站，5G基站用于建立5G通讯网络；网络控制器，网络控制器用于实现乳化炸药混装车现场数据的集中转发和本地转发；无线AP，无线AP用于配合网络控制器与各个乳化炸药混装车之间形成局域网；监控中心组态软件，监控中心组态软件作为接收乳化炸药混装车的客户端通过交换机接收到由网络控制器发出的乳化炸药混装车的现场数据；PLC系统，PLC系统用于接收控制指令完成现场设备的操作并将运行数据传输通过无线网络进行反馈。

进一步地，传感器包括温度、位移、液位、压力传感器。

进一步地，传感器通过RS485现场总线和数据通讯模块采集传感器的输出信号，并进行A/D转换，变为网络收发数据。

进一步地，用于接收乳化炸药混装车状态的客户端还包括手机，通过手机APP与WEB发布平台，实现对乳化炸药混装车状态的监控。

进一步地，无线AP包括车载无线AP和室外无线AP。

如图1所示，通过建设内置VPN模块的地面站控制中心，并通过控制中心与各辆炸药车形成虚拟局域网系统，实现控制中心与各辆炸药车的数据安全交互，采用内置VPN模块的控制器，支持标准IPSecVPN和接入点VPN，接入点VPN可以帮助接入AP的无线用户实现与无线控制器建立加密通信隧道连接，实现内网资源共享。

本系统通过5G无线传输技术实现混装车运行状态的远程监控，使得用户可以在远程客户端对现场设备进行控制。现场无线通讯系统由控制中心，RS485现场总线，数据通讯(A/D采集+转换)模块，5G通讯网络模块和相关温度、液位、位移、压力传感器组成。利用RS485现场总线和数据通讯模块采集传感器的输出信号，并进行A/D转换，最后转为网络收发数据，5G通讯模块主要用于数据在现场混装炸药车和控制中心间的上传与下载。通过控制中心服务站可实现数据远程检测，处理，异常事件远程通知及Web发布。下位机PLC接收到控制指令完成现场设备的操作并将运行数据传输通过无线网络反馈到客户端，客户端通过组态软件组态出现场设备的运行状态。该系统为炸药提供了一个高效的生产模式，为管理、控制现场设备，监测炸药配比等工艺参数提供一个新的途径，远程控制端可以在任何时间、任何地点远程控制设备。

目前，车辆远程数据采集常用的无线通讯技术有Bluetooth、WIFI、3G、4G和5G。使用Bluetooth来进行车辆性能数据采集，需要在远程监控终端和车辆之间通过蓝牙串口来传输车辆性能数据，但其抗干扰能力较弱，传输距离很短，信息安全低。在前期试验中发现蓝牙串口通讯极易出现相互干扰且传输距离过短，不超过50m。因此。不采用Bluetooth技术来采集车辆的性能数据。而WIFI可实现远程监控终端与车辆之间的数据传输，建网快，但需手动输入IP和端口来连接WIFI，数据延时厂，且WIFI不能保证通讯服务质量、易受到其他无线通讯方式的影响，功耗较大。3G网络传输速率较快，可达2Mbps，但3G面临着致命的缺点：移动无线接入网络的空中接口不统一，容易造成通讯混乱。4G技术已成熟与普及，具有网络覆盖广、成本低、网络延时短、安全性能高、不受地理位置限制等优点。但受限于4G下载速度峰值，以及矿山地区4G基站信号相对不稳定，无法实现现场数据稳定传输以及无人化装药。

5G技术作为未来通讯发展方向，其极高的峰值下载速度尤其适用于工业互联网建设，项目利用5G技术，选择合理的5G架设模式，结合中频5G基站技术建设符合矿山实际的工业5G网络，可有效实现车辆性能数据稳定的采集，能够进一步提高数据采集的效率，同时，利用混装炸药车传感设备及360全景摄像系统，实现无人化装药，具有较高的研发意义和实用价值。

如图2所示，搭建地面站无线控制器，实现混装炸药车现场采集数据集中转发和本地转发，无线控制器可部署在任何2层或3层网络结构中，减少无线部署复杂度；同时还支持网关路由模式，降低无线网络部署成本。

如图3所示，与相关合作方合作开发基于5G终端接入方案的车载式无线AP，车载式无线AP功能要求如下：

(1)支持5G全网通(移动/联通/电信)，采用最新802.11ac协议设计，支持11ac/a/n和11b/g/n双频并发，整机最高速率＞1000Mbps；

(2)鉴于现阶段运营商普遍采用NSA建设方案，设备应适用与车载移动环境下的3G/4G/5G转WiFi的移动型WLAN的部署与构建；

(3)最大传输速率应满足各种无线业务的承载使用，如视频、语音等多媒体业务，并提供智能射频、服务质量保证、无缝漫游等；

(4)采用防震、防松脱电源接口设计，支持ACC控制上下电，具有冲击防护、接口防松脱、防震等优势，安装方便，适用于抱杆或壁挂安装；

(5)移动车载WiFi覆盖设备应配合地面站控制器，并通过控制中心与各辆炸药车形成虚拟局域网系统。

如图4所示，基于地面站控制中心建设室外无线AP，搭建地面站厂区无线局域网，设备采用千兆电口/光口上行链路，保证无线高速传输；采用PoE远程供电，使网络部署更简单。

项目使用的IFIX组态软件是一套基于Windows平台的监控和数据采集(SCADA)软件，亦称人机界面软件或组态软件，提供开放的标准接口ODBC、OPC、Activex，ODBC接口实现对数据库的管理；OPC实现与现场设备的连接；Activex为WEB网页提供动态效果；这些极大的体现了人性化的设计。本项目利用IFIX组态软件和OPC服务器读取现场生产设备的运行状态以及设备的运行数据，并且能够将采集到的数据用直观的图形表现在远程监控端，使得用户在监控端就可以对了解现场生产设备的运行状态并进行远程控制。利用云服务器打造多端监控机制(WEB及手机APP发布)，管理人员不必在设备现场和控制中心就可以了解设备运行状态和监测系统的运行状态，使管理更加高效。

此外，还可利用相关VR技术，建立三维工厂虚拟画面，结合现场各传感器设备构建仿真画面，利用穿戴设备实现人员远程可视化巡视工作，提高监视效率。

本实用新型是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本实用新型保护的范围。

Claims (5)

1.一种乳化炸药生产用混装车的远程控制系统，其特征在于，包括：

乳化炸药混装车，乳化炸药混装车的数量至少为一台；

传感器，传感器用于检测乳化炸药混装车的状态；

5G基站，5G基站用于建立5G通讯网络；

网络控制器，网络控制器用于实现乳化炸药混装车现场数据的集中转发和本地转发；

无线AP，无线AP用于配合网络控制器与各个乳化炸药混装车之间形成局域网；

监控中心组态软件，监控中心组态软件作为接收乳化炸药混装车的客户端通过交换机接收到由网络控制器发出的乳化炸药混装车的现场数据；

PLC系统，PLC系统用于接收控制指令完成现场设备的操作并将运行数据传输通过无线网络进行反馈。

2.根据权利要求1所述的一种乳化炸药生产用混装车的远程控制系统，其特征在于：

传感器包括温度、位移、液位、压力传感器。

3.根据权利要求2所述的一种乳化炸药生产用混装车的远程控制系统，其特征在于：

传感器通过RS485现场总线和数据通讯模块采集传感器的输出信号，并进行A/D转换，变为网络收发数据。

4.根据权利要求1所述的一种乳化炸药生产用混装车的远程控制系统，其特征在于：

用于接收乳化炸药混装车状态的客户端还包括手机，通过手机APP与WEB发布平台，实现对乳化炸药混装车状态的监控。

5.根据权利要求1所述的一种乳化炸药生产用混装车的远程控制系统，其特征在于：

无线AP包括车载无线AP和室外无线AP。

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