基于GSM的智能投料機短信分級報警系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

李 明 ，薛春明 ，賈 磊 ，劉 曉

（1.吉河高速公路建設(shè)管理處，山西 運城 044000；2.山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006）

0 引言

為了減少瀝青路面車轍病害，在道路建設(shè)的時候往往會在瀝青混合料中添加抗車轍劑，瀝青路面外摻劑用量多少直接影響瀝青路面各項性能指標，因此需要在工程應(yīng)用中確保瀝青路面外摻劑的精確添加。由于現(xiàn)有瀝青混凝土拌合站沒有添加瀝青路面抗車轍劑功能，因此在現(xiàn)場抗車轍劑的添加以全自動智能投料機為主。智能投料機所在瀝青拌合站現(xiàn)場環(huán)境較為惡劣，很難做到值班人員長時間現(xiàn)場值守，且智能投料機相關(guān)管理人員、瀝青路面建設(shè)單位、監(jiān)理單位和業(yè)主單位無法準確獲悉抗車轍添加狀態(tài)及投料過程質(zhì)量數(shù)據(jù)信息，從而無法確保瀝青混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量。

針對這一現(xiàn)狀，本文提出了基于GSM的智能投料機短信分級報警系統(tǒng)，該系統(tǒng)可對智能投料機進行實時監(jiān)管，一旦出現(xiàn)抗車轍劑投料重量與配合比超限、投料機故障等問題時，可根據(jù)不同報警級別，短信通知相應(yīng)級別管理人員與責(zé)任人[1-3]，確認報警超限與故障后，授權(quán)用戶可發(fā)送預(yù)先設(shè)定的短信內(nèi)容控制智能投料機執(zhí)行相關(guān)動作。授權(quán)用戶可主動發(fā)送短信查詢智能投料機投料信息、投料機參數(shù)、投料機運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)，智能投料機通過GSM短信模塊可實現(xiàn)定時發(fā)送短信、開關(guān)機發(fā)送短信，實現(xiàn)智能投料機的主動短信通知[4-5]。該系統(tǒng)通過短信超限報警、故障報警、主動通知和短信查詢與控制，改善了智能投料機分級監(jiān)管、分級響應(yīng)的能力，大大提高了智能投料機管理效率和管理水平，確保了瀝青混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量。

1 短信分級權(quán)限管理

根據(jù)報警嚴重程度向不同級別用戶權(quán)限組發(fā)送報警短信，從而使管理人員及負責(zé)人能夠及時了解智能投料機運行狀態(tài)并處理故障。

一般設(shè)置4個級別短信用戶權(quán)限組，分別為值班組、管理組、監(jiān)管組和經(jīng)理組，報警等級劃分如圖1所示。值班組為一級報警權(quán)限組，包括智能投料機現(xiàn)場操作人員與值班人員；管理組為二級報警權(quán)限組，包括智能投料機負責(zé)人；監(jiān)管組為三級報警權(quán)限組，包括智能投料機所屬瀝青拌合站管理人員、標段管理人員與監(jiān)理部門管理人員；經(jīng)理組為四級報警權(quán)限，包括高速公路建設(shè)管理處管理人員。

將值班組分為兩組，分別為白班值班組和夜班值班組，報警短信白天指定時間段發(fā)送給白班值班人員，晚上指定時間段發(fā)送給夜班值班人員，實現(xiàn)智能投料機的輪班值守。

圖1 報警等級劃分示意圖

2 短信報警管理

2.1 短信超限報警

2.1.1 超限報警

a）智能投料機投料重量及抗車轍劑配合比超出允許誤差范圍，報警條件成立，持續(xù)超限次數(shù)超過兩次，系統(tǒng)立即給值班組發(fā)送報警短信，同時撥打接收人手機。

b）持續(xù)次數(shù)超過5次，報警未被值班組處理，系統(tǒng)給負責(zé)人組發(fā)送報警短信，同時撥打手機。

c）持續(xù)加料次數(shù)超過10次后，報警仍未解除，系統(tǒng)給監(jiān)管組和經(jīng)理組發(fā)送報警短信，同時撥打接收人手機，超限報警配置如表1所示。

表1 超限報警配置表

2.1.2 報警確認

如果3次內(nèi)（報警重復(fù)間隔）加料超限報警沒有恢復(fù)，且沒有收到接收人的報警確認信息，系統(tǒng)再次給用戶組發(fā)送報警信息，只要收到接收人的報警確認信息，將不再重復(fù)發(fā)送該報警信息；報警確認配置如表2所示。

表2 報警確認配置表

2.1.3 報警恢復(fù)

超限報警產(chǎn)生后，投料重量恢復(fù)至投料設(shè)定值誤差范圍之內(nèi)，且持續(xù)時間超過報警恢復(fù)延時，超限報警恢復(fù)，系統(tǒng)立即給用戶組發(fā)送信息，報警恢復(fù)配置如表3所示。

表3 報警恢復(fù)配置表

2.2 短信故障報警

智能投料機故障主要有上料螺旋故障、給料氣閥故障、給料器故障、鼓風(fēng)機故障、倉料備料不足、吹送系統(tǒng)異常、投料系統(tǒng)異常。

2.2.1 故障報警

a）當(dāng)上料螺旋出現(xiàn)故障時，且持續(xù)時間超過1 min時，系統(tǒng)立即給值班組發(fā)送報警信息，“智能監(jiān)控中心：2016-05-16 18:51:04投料機上料螺旋故障”，同時撥打接收人手機。

b）5 min后，若報警未被值班組解除，系統(tǒng)給負責(zé)人組發(fā)送報警信息，“智能監(jiān)控中心：2016-05-16 18:51:04加料過上料螺旋故障”，同時撥打接收人手機。

c）在過10 min后，如果報警還未排除，系統(tǒng)給監(jiān)管組和經(jīng)理組發(fā)送報警信息，“智能監(jiān)控中心：2016-05-16 18:51:04加料過上料螺旋故障”，同時撥打接收人手機。

2.2.2 報警確認

如果1 min內(nèi)加料超限報警沒有恢復(fù)，且沒有收到接收人的回復(fù)信息“智能監(jiān)控中心：是”，系統(tǒng)再次給用戶組（值班組）發(fā)送報警信息。

2.2.3 報警恢復(fù)

超限報警產(chǎn)生后，當(dāng)加料重量在加料重量設(shè)定值允許誤差范圍之內(nèi)，且持續(xù)時間超過5 s（報警恢復(fù)延時）時，超限報警恢復(fù)，系統(tǒng)立即給值班組發(fā)送信息“智能監(jiān)控中心：2016-05-16 18:51:04加料機上料螺旋故障解除”。

2.3 短信通知

2.3.1 定時發(fā)送短信

每日中午12:00和下午18:00，智能投料機給值班組和管理組用戶發(fā)送短信，通知用戶投料機當(dāng)日累計投料次數(shù)和當(dāng)日累計投料重量。

2.3.2 開關(guān)機發(fā)送短信

每日智能投料機開始運行，給值班組、管理組和監(jiān)管組發(fā)送短信，提醒用戶投料機開始運行，智能投料機結(jié)束運行。

2.4 短信查詢與控制

2.4.1 短信查詢

短信查詢授權(quán)用戶組發(fā)送預(yù)先設(shè)定的短信內(nèi)容到GSM短信模塊，GSM短信模塊收到查詢短信后，立即將相關(guān)數(shù)據(jù)信息發(fā)送至查詢?nèi)说氖謾C上。短信查詢授權(quán)用戶組可以發(fā)送短信主動查詢智能投料機投料信息、投料機參數(shù)、投料機運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)，查詢GSM短信模塊中SIM卡余額和流量使用情況。

2.4.2 短信控制

短信控制授權(quán)用戶組發(fā)送預(yù)先設(shè)定的短信內(nèi)容到GSM短信模塊，GSM短信模塊接收后把設(shè)定值賦給PLC相關(guān)變量，實現(xiàn)對智能投料機的控制，完成操作后發(fā)送短信至控制人的手機上表示操作成功或失敗。

短信控制用戶組可控制智能投料機控制系統(tǒng)上電開始運行、斷電結(jié)束運行，實現(xiàn)對智能投料機抗車轍劑投料配合比、抗車轍劑投料重量設(shè)定值、上料螺旋頻率、給料氣閥開啟時間、投料氣閥開啟時間等投料機運行參數(shù)的設(shè)置。

3 結(jié)語

基于GSM的智能投料機短信預(yù)警管理系統(tǒng)通過實時數(shù)據(jù)采集、短信用戶分級權(quán)限、短信報警設(shè)置，可實現(xiàn)超限報警、故障報警分級發(fā)送短信，短信主動通知，短信查詢與控制。該系統(tǒng)改善了智能投料機分級監(jiān)管能力，提供智能投料機管理的可靠性，大大提高了智能投料機管理效率和管理水平，確保了瀝青混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量。