本发明属于监控管理
技术领域：
，涉及一种监控管理设备，具体地说，涉及一种用于对危险化学品储存、装卸等相关过程进行智能监测、控制与管理的设备。
背景技术：
：危险化学品(以下简称危化品)具有易燃、易爆、有毒有害等特征，在存储和装卸过程中若处理不当，极易引发严重事故。近年来，危化品领域重大、特大事故频繁发生，人员伤亡惨重，财产损失巨大。因此，如何加强对危化品的监管是一件十分重要的事情。现有的危化品监控设备大多注重危化品本身参数的检测，结合具体危化品的性质通过预先设定好的参数和流程进行参数显示或监控、预警、报警、联动的形式对危化品进行监管，整个监管体系涉及了采集监控、过程监控、安全管理、预警报警、应急联动、远程访问、远程报警管理等众多技术方法。但仍然避免不了事故频发，其原因如下：(1)危化品监控设备存在性能缺陷，无法对事故进行提前通知，不能对事故中期进行合理控制，未设置危险发生后的安全装置，当监控系统瘫痪或损坏时，危化品仍处于危险状态。(2)危化品监控管理系统性能存在缺陷，在监控管理过程中，经常存在误操作、操作错误、乱操作等责任事故。(3)危化品监控与管理人员就业准入制度有待加强。由于操作人员管理认知水平参差不齐，现场人员往往缺乏理论知识的支持，而事故诱因往往瞬息而知，猝不及防，现场情况错综复杂，后方专家往往不能及时分析指导，无法进行及时有效地应对。技术实现要素：本发明的目的在于针对现有危化品监控设备存在的上述问题，提供了一种危化品智能监测与管理系统，该系统既能实现危化品安全监管，为操作人员提供一个提升技能的平台，又能为专家提供一个真实的“现场”控制，实现对危化品的监测与管理。本发明的技术方案为：一种危化品智能监测与管理系统，包括智能监测单元、数据处理单元、专家单元、应急响应单元、应急求助单元及软件单元，其中：智能监测单元，用于采集危化品的状态信息及危化品的存储环境信息，并将采集的所有信息传输至数据处理单元；数据处理单元，用于对智能监测单元传输的所有信息进行处理，将数据处理结果传输至软件单元进行显示和报警，并根据自身预设的程序分析判断信息的重要程度，根据信息的重要程度发出指令信息至应急响应单元、应急求助单元、专家单元中的一个或多个；专家单元，用于接收数据处理单元处理的所有信息的数据处理结果，将所有信息的数据处理结果与专家单元自身存储的相关标准信息进行分析比对后，显示专家建议或历史处理经验，并根据分析对比结果决定是否激发应急求助单元工作；应急响应单元，用于接收数据处理单元发出的指令信息，并根据指令信息作出响应；应急求助单元，用于接收数据处理单元发出的指令信息，并根据指令信息向专家单元发出应急求助信息或直接控制智能检测单元的安全保护装置动作；软件单元，用于接收数据处理单元发出的信息，并对信息进行显示指示和报警。优选的，所述的智能监控单元包括用于对温度、压力、液位、粘度、阀门位置进行监测和报警的实时定量监测和安全联锁控制单元，用于对气体进行监测和报警的气体监视和联动控制单元，用于对油雾浓度进行监测的油雾浓度监测单元，用于对环境进行监测的环境监测单元，用于日间视频监控和异常报警的视频监控和联动单元，以及用于夜间视频监控和异常报警的电子巡更单元。优选的，所述实时定量监测和安全联锁控制单元包括监视报警单元以及分别与监视报警单元连接的用于测量温度的温度传感器、用于测量压力的压力传感器、用于测量液位的液位传感器、用于测量粘度的粘度传感器以及用于测量阀门位置的位置传感器。优选的，所述气体监视和联动控制单元包括检测报警单元以及分别与检测报警单元连接的用于可燃气体检测的可燃气体检测单元和用于氧气浓度检测氧气浓度检测单元以，所述可燃气检测单元采用TGS2611芯片，用于对油漆分解后的烷类、烯类、烃类可燃气进行检测，氧气浓度检测单元设有氧气浓度检测传感器。优选的，所述油雾浓度监测单元包括监视报警单元和与监视报警单元连接的用于测量油雾浓度的红外线收发器。优选的，所述环境监测单元包括监视报警单元以及分别与监视报警单元连接的用于温度和湿度检测的温湿度一体传感器、用于风速检测的速度传感器、用于风向检测的角度传感器和用于大气压力检测的压力变送器。进一步的，所述智能监控单元还包括用于对监控区域进行公共广播和对讲的公共广播和对讲单元，所公共广播和对讲单元采用分布式安装的壁挂式扩音器。进一步的，所述智能监控单元还包括消防火灾监控与远程控制单元，所述消防火灾监控与远程控制单元包括微处理器和分别与微处理器连接的感烟型火灾传感器、感温型火灾传感器、感光型火灾传感器和喷淋装置。优选的，所述数据处理单元包括微处理器，所述微处理器设有RS232通信接口、RJ45网络接口、RS485通信接口、CAN2.0通信接口和微型USB通信接口，其中，RS232通信接口和RS485通信接口在微处理器内部以MODBUS-RTU协议模式对数据进行预定义。优选的，所述专家单元设有用于存储危化品的状态信息及危化品的存储环境信息的信息数据库，所述专家单元采用网络数据传输，通过TCP/IP协议实现TCP数据传输。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：(1)本发明通过智能监测单元采集危化品的状态信息及危化品的存储环境信息，并通过数据处理单元处理后向专家单元传输信息，不仅包括异常信息和报警信息，任何与原来设定不相符的事件都会被记忆并传送，结合专家单元，完善设定点和操作流程，提高了设备的整体安全性、稳定性和可靠性，既能保证实现危化品的安全监管，为操作人员提供一个提升技能的平台，又为专家提供了一个真实的“现场”。(2)本发明设计的专家单元，将人的因素影响，融入到控制系统中，为后方专家丰富了实践经验，丰富系统本身的数据库，通过人与设备的同步优化，最大限度的加强危化品智能监管的力度。(3)本发明能够不断完善自身的信息数据库，去糟取精，能够培养出更为专业更有经验的管理团队，也为操作人员更替时，新的操作人员能够更快更好的理解危化品的状态信息和储存环境信息提供了便利，最终能够实现真正意义上的智能型危化品监测与管理。(4)本发明设有应急响应单元，通过智能监测单元实时监控危化品的状态及危化品的存储环境信息，并通过数据处理单元进行处理，数据处理单元发出指令信息，若在合理范围内，应急响应单元不动作，若超出合理范围，则发出警示，以引起相关人员注意，若超出极限值则产生应急报警，应急响应单元对可能引起严重事故的操作或者过程采取应急手段，比如紧急关闭进、出油阀等，并等待工作人员确认，若长时间没有得到确认，则系统自动激活远程通话报警功能，可转至虚设的号码如消防、医院、海事、环保等部分，做出应急处理，使事故得以及时正确的处理。(5)本发明设有应急求助单元，若开启应急求出功能，则根据数据处理单元发出的指令信息及报警，输出激活预设话机，能够直接转至预设的电话如110、119、120，实现应急求助，便于故障的紧急处理。附图说明图1为本发明实施例所述的危化品智能监测与管理系统的结构框图。具体实施方式下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。参见图1，本发明一实施例，提供了一种危化品智能监测与管理系统，包括智能监测单元、数据处理单元、专家单元、应急响应单元、应急求助单元及软件单元，其中：智能监测单元，用于采集危化品的状态信息及危化品的存储环境信息，并将采集的所有信息传输至数据处理单元；数据处理单元，用于对智能监测单元传输的所有信息进行处理，将数据处理结果传输至软件单元进行显示和报警，并根据自身预设的程序分析判断信息的重要程度，根据信息的重要程度发出指令信息至应急响应单元、应急求助单元、专家单元中的一个或多个；专家单元，用于接收数据处理单元处理的所有信息的数据处理结果，将所有信息的数据处理结果与专家单元自身存储的相关标准信息进行分析比对后，显示专家建议或历史处理经验，并根据分析对比结果决定是否激发应急求助单元工作；应急响应单元，用于接收数据处理单元发出的指令信息，并根据指令信息作出响应；应急求助单元，用于接收数据处理单元发出的指令信息，并根据指令信息向专家单元发出应急求助信息或直接控制智能检测单元的安全保护装置动作；软件单元，用于接收数据处理单元发出的信息，并对信息进行显示指示和报警。为了实现对危化品的状态信息及危化品的存储环境信息的采集，所述的智能监控单元包括用于对温度、压力、液位、粘度、阀门位置进行监测和报警的实时定量监测和安全联锁控制单元，用于对气体进行监测和报警的气体监视和联动控制单元，用于对油雾浓度进行监测的油雾浓度监测单元，用于对环境进行监测的环境监测单元，用于日间视频监控和异常报警的视频监控和联动单元，以及用于夜间视频监控和异常报警的电子巡更单元。为了实现对危化品温度、压力、液位、粘度以及阀门位置进行监测和报警，所述实时定量监测和安全联锁控制单元包括第一监视报警单元以及分别与第一监视报警单元连接的用于测量温度的温度传感器、用于测量压力的压力传感器、用于测量液位的液位传感器、用于测量粘度的粘度传感器以及用于测量阀门位置的位置传感器。其中，所述温度传感器和压力传感器均安装于危化品储存罐内，粘度传感器安装在危化品储存罐罐体底部，位置传感器安装于进出油阀处。为了实现对危化品中含有的气体进行监测和报警，所述气体监视和联动控制单元包括检测报警单元以及分别与检测报警单元连接的用于可燃气体检测的可燃气体检测单元和用于氧气浓度检测氧气浓度检测单元以，所述可燃气检测单元采用TGS2611芯片，用于对油漆分解后的烷类、烯类、烃类可燃气进行检测，氧气浓度检测单元设有氧气浓度检测传感器。所述TGS2611芯片和氧气浓度检测传感器均安装于危化品储存罐罐体周围。为了实现对危化品中油雾浓度的监测和报警，所述油雾浓度监测单元包括第二监视报警单元和与第二监视报警单元连接的用于测量油雾浓度的红外线收发器。所述红外线收发器安装于危化品储存罐罐体顶部，红外线收发器的高度大于储存罐罐体内危化品的储存高度。若储存罐内装满危化品，则在储存罐的顶部开孔，将气体引导至储存罐上方的气包内。为了实现对危化品储存环境的监测和报警，所述环境监测单元包括第三监视报警单元以及分别与第三监视报警单元连接的用于温度和湿度检测的温湿度一体传感器、用于风速检测的速度传感器、用于风向检测的角度传感器和用于大气压力检测的压力变送器。所述温湿度一体传感器安装于危化品储存罐罐体周围，所述速度传感器和角度传感器安装于危化品储存罐罐体顶部，若危化品储存罐罐区面积过大，速度传感器和角度传感器的数量可安装2至3个，且均匀分布。所述压力变送器安装于罐区任意位置，可以是室内，也可以是室外。为了实现自动故障匹配，自动选择显示专家建议或者历史处理经验，帮助工作人员更好的了解故障出现的原因，更快找到故障所在，并实现远程连线、远程对讲功能，所述专家单元设有用于存储危化品的状态信息及危化品的存储环境信息的信息数据库，并对信息数据库资源分门别类，加以编号，在对故障现象(即智能检测单元检测到的故障点)同样进行编号，并与数据库的编号一一对应，在相应的故障出现时，专家单元通过对比查找，找出该故障分类下的数据进行调取显示。所述专家单元采用网络数据传输，通过TCP/IP协议实现TCP数据传输，保证了数据传输的可靠性。为了实现数据处理和交互传输，所述数据处理单元包括微处理器，所述微处理器设有RS232通信接口、RJ45网络接口、RS485通信接口、CAN2.0通信接口和微型USB通信接口，其中，RS232通信接口和RS485通信接口在微处理器内部以MODBUS-RTU协议模式对数据进行预定义。只要外部设备利用MODBUS-RTU协议就可以获取微处理器内部数据，而遵循既定的数据格式就可以解析出想要的数据，如：温度、压力、液位、阀门开关等。所述RJ45网络接口用来实现TCP协议的数据传输。所述CAN2.0通信接口作为系统扩展所用。所述微型USB通信接口用来连接外部电脑对系统内部参数进行相关设定和数据读取，设定好的数据存放在Flash中保存，永不丢失。在本发明另一实施例中，所述智能监控单元还包括用于对监控区域进行公共广播和对讲的公共广播和对讲单元，所公共广播和对讲单元采用分布式安装的壁挂式扩音器，各个紧急终端采用手拉手的并联连接方式。具有以下特点：(1)传输距离远，连接3个对讲终端时，最远距离可达2-3公里，连接10台对讲终端时最远通讯距离可达500-800米。(2)能够实现多方通话，可实现2-10方同时通话，便于多部门沟通。(3)本话机不需要与交换机连接即可使用，使用方便。(4)一对总线上可以并联多个终端，对电缆没有太高的要求，布线简单，1公里内建议采用2*1.0RVVP两芯铜缆，1公里以上建议采用2*2.5RVVP两芯铜缆。(5)公共广播和对讲单元扩容简单、方便，若使用2台对讲终端需要再增加几台对讲终端时，只需在购买对讲终端直接接到公共广播和对讲单元即可。(6)操作简单，使用方便，使用时只需按住任意一台对讲终端对讲面板上的对讲案件喊话，公共广播和对讲单元所有的扩音器都会播放喊话的内容，起到一呼百应的效果。在本发明又一实施例中，所述智能监控单元还包括消防火灾监控与远程控制单元，所述消防火灾监控与远程控制单元包括微处理器和分别与微处理器连接的感烟型火灾传感器、感温型火灾传感器、感光型火灾传感器和喷淋装置。在感烟型火灾传感器、或感温型火灾传感器、或感光型火灾传感器探测到火灾后立即将信号传送至微处理器，微处理器根据信息对火灾情况及位置立即做出反应，发出报警，若允许外部联动装置动作，则立即启动喷淋装置。下面以对4号燃料油为例，通过上述实施例所述的危化品智能监测与管理系统对其进行监控与管理。4号燃料油在储存罐内装盛指标如下：燃料油型号4号粘度14.8密度0.9-0.917(g/cm3)凝点18℃含硫量0.32％分水0.5％闪点温度65℃残炭0.42灰分0.04机械杂质0.07酸值1.21、温度检测在4号燃料油储存期间，检测储存罐罐体问题，通过温度传感器对储存罐罐体内的温度T进行连续检测，温度检测值通过软件单元进行显示。如果温度T过高，则监视报警单元产生报警信号，若温度T接近或超过闪点温度，则监视报警单元在预设允许的情况下采取进一步措施，打开喷淋装置进行喷淋，并发出喷淋警示。专家单元获取监测的温度值，若超过阈值或综合各种情况达到产生异常或者事件(如高温、低温)的条件，则自动查询信息数据库，调出相应信息以供参考，该信息可提醒工作人员、协助解决问题、防止事态扩大等。如发生紧急事态可以通过专家单元快速联系专家获取信息。2、压力检测在4号燃料油储存期间，压力传感器采用电容式压力感应器对储存罐罐体内压力P进行连续检测，压力检测值通过软件单元进行显示。监视报警单元和专家单元通过总线共享该数据。随着温度的升高，燃料油会不断的挥发分解，储存罐罐体内压力升高，若压力P超过设定值，则监视报警单元会发出报警信号，若压力P接近储存罐罐体最大安全压力(根据罐体不同有所不同)，在预设允许的情况下，打开储存罐罐体排气阀泄放气体或者打开喷淋装置的喷淋阀对储存罐罐体进行降温，使储存罐罐体压力维持在合理范围内。专家单元获取监测的压力值，若超过阈值或综合各种情况达到产生异常或者事件(如压力过高、压力骤减)的条件，则自动查询信息数据库，调出相应信息以供参考，该信息可提醒工作人员、协助解决问题、防止事态扩大等。如发生紧急事态可以通过专家单元快速联系专家获取信息。3、液位检测液位传感器采用差压变送器，通过差压变送器检测储存罐罐体内单纯液位部分产生的压力ΔP(排除液位之上气体的压力影响)，根据液体压强公式ΔP＝ρgh(ρ：密度，g：重力加速度，h：液位高度)，4号燃料油密度取0.9g/cm3，g取9.8m/s2，由此得出液位高度h，液位检测值通过软件单元进行显示。监视报警单元和专家单元通过总线共享该数据。监视报警单元获取检测的液位值，若液位超出最高液位，监视报警单元产生报警信号提醒工作人员，若超过危险液位，在预设允许的情况下可以关闭储存罐罐体的进油阀或者打开储存罐罐体的泄放阀，若液位太低或者在灌装期间降低，则考虑是否有泄漏或者过度挥发，一旦检测到，监视报警单元会产生报警信号提醒工作人员。专家单元获取监测的液位值，若超过阈值或综合各种情况达到产生异常或者事件(如液位过高、液位下降/泄漏)的条件，则自动查询信息数据库，调出相应信息以供参考，该信息可提醒工作人员、协助解决问题、防止事态扩大等。如发生紧急事态可以通过专家单元快速联系专家获取信息。4、质量检测在检测到液位的情况下，根据储存罐罐体的形状不同，得出不同高度对应的体积V，若形状不规则可以创建高度-体积对应表，若形状规则可采用公式计算。4号燃料油的质量m＝ρV，ρ＝0.9g/cm3。质量检测值通过软件单元进行显示，监视报警单元和专家单元通过总线共享该数据。专家单元获取质量值并进行存储，若需要可以调取查看。5、粘度检测粘度传感器采用振动式粘度传感器，粘度传感器安装在储存罐底部，可以保证粘度传感器的探头完全浸入在燃料油中，粘度传感器的探头在流体中以一定频率的振幅运动，由于会受到流体粘性阻尼的作用，粘度传感器的探头振幅会衰减，补充由于流体粘性阻尼而损失的能量，使粘度传感器的探头振幅维持在与流体作用之前的状态，则该部分补充的能量与流体的粘度有关。测量出该部分补充的能量，然后按照一定的关系求出流体的粘度。粘度检测值通过软件单元显示，监视报警单元和专家单元通过总线共享该数据。得到的粘度值与4号燃料油固有的粘度值(14.8)进行比较可判断燃料油在储存过程中是否变质，若发生变质，则监视报警单元产生报警信号提醒工作人员。专家单元获取监测的粘度值，若超过阈值或综合各种情况达到产生异常或者事件(粘度与标称值差距过大)的条件，则自动查询信息数据库，调出相应信息以供参考，该信息可提醒工作人员、协助解决问题、防止事态扩大等。如发生紧急事态可以通过专家单元快速联系专家获取信息。6、油雾浓度检测红外线收发器为一对相对设置的红外探头，一个作为红外光发送器，一个作为红外光接收器。存在于两个红外探头之间的油雾直接影响红外光的发射，接收器所能接收到的红外光线的多少决定了当前的油雾浓度(即暗度)。接收器为光电池，其电压值决定了光强度，光强度进而反映油雾浓度。油雾浓度可以作为参考，结合温度值和压力至决定喷淋的时机。油雾浓度的检测值通过软件单元显示，监视报警单元和专家单元通过总线共享该数据。监视报警单元获取油雾浓度的检测值，在油雾浓度超过极限时监视报警单元。专家单元获取监测的油雾浓度值，若超过阈值或综合各种情况达到产生异常或者事件(油雾浓度过高)的条件，则自动查询信息数据库，调出相应信息以供参考，该信息可提醒工作人员、协助解决问题、防止事态扩大等。如发生紧急事态可以通过专家单元快速联系专家获取信息。7、阀门位置检测通过位置传感器检测所有进出油阀的位置，包括开、关位置的检测和连续位置的检测，阀门位置通过软件单元显示，并详细描绘在储存罐阀体示意图上，让工作人员一目了然。监视报警单元和专家单元通过总线共享该数据。监视报警单元记录并保存每一次阀门动作的状态和日期时间以供日后查询。预先授权的前提下，遇到紧急情况可以马上获取阀门的控制权，对阀门进行开关控制并记录，比如进油时超过最高液位的情况下可以自动关闭进油阀等。专家单元同样获取阀门位置，并且详细记录每一次阀门开关的日期时间和状态，以供日后查询。8、气体检测(1)可燃气体检测4号燃料油的挥发物质大部分是烷、烯、烃类物质，TGS2611芯片在恒温加热的情况下可以有效地检测这种物质是否超标，若TGS2611芯片检测到可燃气体含量超过预设限值，系统会警告工作人员及时采取措施。(2)氧气检测氧气浓度检测传感器采用Grove-GasSensor(O2)传感器，该传感器可以直接获取氧气的含量。可燃气体检测值和氧气检测值通过软件单元显示，检测报警单元和专家单元通过总线共享该数据。检测报警单元获取可燃气体和氧气两个参数的检测值，经过计算处理后确定是否超过阈值，若超过阈值，检测报警单元产生报警信号提醒工作人员。专家单元获取值可燃气体和氧气两个参数的检测值，若超过阈值或综合各种情况达到产生异常或者事件(混合气体有爆炸危险、或油气含量过高)的条件，则自动查询信息数据库，调出相应信息以供参考，该信息可提醒工作人员、协助解决问题、防止事态扩大等。如发生紧急事态可以通过专家单元快速联系专家获取信息。可燃气体与氧气同时检测，结合4号燃料油的挥发物爆炸极限，可以检测、预防在通风不良的情况下油气混合气体的意外爆炸事故，提高安全性。9、环境温度、湿度检测温湿度一体传感器采用DHT11温湿度一体传感器，通过DHT11温湿度一体传感器检测储存罐罐体周围的环境温度、湿度，环境的温度值、湿度值通过软件单元显示，监视报警单元和专家单元通过总线共享该数据。监视报警单元获取环境的温度值、湿度值，若环境温度和湿度高于或低于设定的阈值，则监视报警单元产生警示信号，提醒工作人员时刻注意其他参数，换件条件恶劣。专家单元获取环境的温度值、湿度值，若超过阈值或综合各种情况达到产生异常或者事件(温度高、低，湿度高、低)的条件，则自动查询信息数据库，调出相应信息以供参考，该信息可提醒工作人员、协助解决问题、防止事态扩大等。如发生紧急事态可以通过专家单元快速联系专家获取信息。环境的温度、湿度的检测对混合气体爆炸极限的确定、喷淋时机的判断、火灾的危险程度判定都有重要意义。10、风速、风向检测(1)风速检测通过安装于储存罐罐体顶部的速度传感器检测风速，检测的风速值通过软件单元显示，监视报警单元和专家单元通过总线共享该数据。(2)风向检测通过安装于储存罐罐体顶部的角度传感器检测风向，检测的风向值通过软件单元显示，监视报警单元和专家单元通过总线共享该数据。监视报警单元获取风速和风向值，在风速和风向超过阈值时产生报警或警示信号提醒工作人员注意防范，风速过高、风向朝向不利的方向等(可设定)均可以产生警示信号。专家单元获取风速和风向值，若超过阈值或综合各种情况达到产生异常或者事件(风速高、风向不利)的条件，则自动查询信息数据库，调出相应信息以供参考，该信息可提醒工作人员、协助解决问题、防止事态扩大等。如发生紧急事态可以通过专家单元快速联系专家获取信息。风速、风向的检测，可以用来判断油气的散播方向和速度，若发生火灾也可以判断火灾的蔓延速度和方向，可以有效地减少伤亡损失，并且更有效率的开展灭救工作。11、大气压力检测通过压力变送器可直接检测大气压力，大气压力的检测值通过软件界面显示，检测的风向值通过软件单元显示，监视报警单元和专家单元通过总线共享该数据。监视报警单元获取检测的大气压力值并进行储存，专家单元获取检测的大气压力值并进行储存，可以用于调阅。上述实施例用来解释本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。当前第1页1 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