用于危险环境的动态虚拟围栏的制作方法_2

文档序号:9922546阅读:来源:国知局
置124A-N经由网络116与服务器102进行通信联系。
[0027]本文中的服务器102表示单个服务器计算机、或者联合地执行功能的一组服务器计算机。服务器102包括:处理器104、存储器106、存储单元107和通信模块108。本文中使用的处理器104表示任何类型的计算电路,例如但不限于微处理器、微控制器、复杂指令集运算微处理器、精简指令集运算微处理器、超长指令字微处理器、显式并行指令计算微处理器、图形处理器、数字信号处理器,或者任何其它类型的处理电路。处理器104也可包括嵌入式控制器,诸如通用或可编程逻辑器件或逻辑阵列、专用集成电路、单片计算机等。
[0028]存储器106可以是易失性存储器和非易失性存储器。多种计算机可读存储介质可以存放存储器106并且从存储器106中获取。存储器106可包括用于存储数据和机器可读指令的任何合适的元件,诸如只读存储器、随机存取存储器、可擦除可编程只读存储器、电可擦除可编程只读存储器、硬盘驱动器、用于处理光盘的可移动介质驱动器、数字视频盘、软磁盘、磁带盒、存储卡等。存储器106包括:围栏生成模块110、风险确定模块112和通知模块114。围栏生成模块110、风险确定模块112和通知模块114可以机器可读指令的形式存储与存储器106中并且可由处理器104执行。这些机器可读指令当由处理器104执行时导致处理器104自动地生成在危险环境的地图上的动态虚拟围栏,并且如果任何人员正在进入动态虚拟围栏或者位于动态虚拟围栏内部时在移动装置124A-N上提供通知。存储单元107包括非易失性存储器,该非易失性存储器中存储各种数据库,诸如参数数据库130、位置数据库132、查找表数据库134和围栏信息数据库136。通信模块108使服务器102能够经由网络116与现场物体118A-N和移动装置124A-N进行通信联系。例如,通信模块108能够接收来自现场物体118A-N和移动装置124A-N的消息或者向它们发送消息。通信模块108可支持不同的标准通信协议,诸如传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)、ProfinetJI场总线(Profibus)和互联网协议版本4 (IPv4)。
[0029]现场物体118A-N包括位于危险环境中的不可移动物体或者可移动物体。不可移动物体包括永久地或暂时地被固定到基座或地面的设备。例如,不可移动物体可包括锅炉、栗、炉子、机床、服务器机房等。可移动物体包括从一个点移动到另一个点的物体。例如,可移动物体可包括运输车辆、爬行器、机器人等。通常,现场物体118A-N装备有一个或多个传感器120A-N和可编程逻辑控制器(PLC) 122A-N。传感器120A-N构造成感测与各个现场物体118A-N相关的各种实时运行参数,诸如温度、压力、速度、方向、每分钟转数、位置等。可编程逻辑控制器122A-N构造成对由传感器120A-N所感测的实时运行参数的值进行处理并且经由网络116上与服务器102传送实时运行参数的值。应当指出的是,每个现场物体118A-N无需包括连接到各个传感器120A-N的专用PLC。在这种情况下,一个或多个PLC可连接到传感器120A-N,以便对从传感器120A-N所接收的实时运行参数的值进行处理。
[0030]移动装置124A-N可以是智能手机、平板电脑、手持式自动装置、穿戴式装置等。移动装置124A-N包括定位模块126A-N和演示模块128A-N。定位模块126A-N可以是能够确定移动装置124A-N的位置的全球定位系统(GPS)接收器或者室内定位模块。各个移动装置124A-N的位置指示人员所携带移动装置124A-N的位置。演示模块128A-N可以是显示单元,该显示单元能够演示显示与各个现场物体118A-N相关的动态虚拟围栏连同各个人员的位置的危险环境的地图。另外,演示模块128A-N能够显示从服务器102接收的警告信号,尤其是当携带移动装置124A-N的人员正在进入(一个或多个)动态虚拟围栏时。尽管在图1中未示出,但每个移动装置124A-N可包括用于执行各种功能(诸如对位置坐标、从服务器102所接收的消息等进行处理)的处理器。此外,,每个移动装置124A-N可包括:用于存储可由处理器所执行的机器可读指令的存储器和用于与服务器102进行通信联系的通信模块。[0031 ] 在一个示例性运行中,在各个现场物体118A-N中的传感器120A-N测量与现场物体相关的实时运行参数的值118A-N。PLC 122A-N将实时运行参数的值以及各个现场物体118A-N的位置信息和设备识别码传送至服务器102。在一个实施例中,PLC 122A-N即刻地将各个现场物体118A-N的实时运行参数的值传送至服务器102。例如,如果锅炉中水蒸气的温度变化被记录,与锅炉相关的PLC即刻地将水蒸气温度的记录值发送至服务器102。在另一个实施例中,服务器102连续地发送请求以便将现场物体118A-N的实时运行参数的值提供至各个PLC 122A-N。因此,各个PLC 122A-N将实时运行参数的值发送至服务器102。PLC 122A-N可发送数据包的预定数据域中的一组参数。例如,在基于Profinet的通信的情况下,PLC 122A-N基于Profinet协议而以数据包的格式传送这组参数。
[0032]通信模块108从各个现场物体118A-N的PLC 122A-N中接收实时运行参数的值以及位置信息和设备识别码。通信模块108将实时运行参数的值存储于参数数据库130中。另外,通信模块108将位置信息存储于位置数据库132中。
[0033]围栏生成模块110导致处理器104基于设备识别码而确定现场物体的类型。例如,实时运行参数可将危险环境中的一种类型的现场物体与另一种类型的现场物体加以区另IJ。基于可以由特定的现场物体所引起的危险的严重程度、现场物体的类别(诸如不可移动或可移动)、运行的性质等来决定现场物体的类型。将包括现场物体118A-N的设备识别码和现场物体的相应类型的列表维护在服务器102中。处理器104可访问该列表并且利用与现场物体118A-N相关的设备识别码来确定与实时运行参数相关的现场物体的类型。
[0034]围栏生成模块110导致处理器104确定各个现场物体118A-N的运行状态并且基于该运行状态而检测与各个现场物体118A-N相关的潜在危险。例如,处理器104基于现场物体的实时运行参数的值而确定现场物体正在运行。例如,如果现场物体处于运行状态,处理器104检测与现场物体相关的危险的可能性。相反,如果现场物体被关闭或者处于非运行状态,则不检测到危险的可能性。
[0035]围栏生成模块110导致处理器104基于现场物体的类型从查找表数据库134中访问适当的查找表。查找表数据库134包括与不同类型现场物体相对应的多个查找表。应当指出的是,也可以基于危险的严重程度、运行参数、位置等对查找表进行分类。查找表包括运行参数的阈值范围、可以由所述类型的现场物体所导致危险的风险因数的相应值及动态虚拟围栏的形状和面积。危险的风险因数是可以由与特定类型现场物体相关的危险所导致的影响的量的指标。例如,以如下方式来计算用于与各类型现场物体相关的运行参数的标准阈值范围的危险的风险因数(RF,Risk Factor,或风险因素): RF=W15^PfW25IiP2+…+Wn*Pn
其中,Pp P2、…、??是运行参数的标准值,H…、1?是为运行参数所限定的权重。应当指出的是,用于相应运行参数的权重的值可随着相应运行参数的值的增加而指数地变化。可替代地,无论运行参数的值是否变化,权重的值可保持恒定。风险因数(RF)的值可在O至N的范围内,其中N为正整数。在一个示例性实施例中,风险因数值“O”表示存在由特定现场物体所造成的低风险或无风险的危险,而风险因数值“5”表示高于风险因数值“O”的危险的风险。危险的风险因数可随着与现场物体相关的实时运行参数的值的变化而变化。例如,如果锅炉的温度和压力较低,那么危险的风险因数较低。然而,如果锅炉的温度和压力逐渐地升高,危险的风险因数增大,因为潜在危险的风险更大。一种类型的现场物体与另一种类型的现场物体相比,危险的风险因数可发生变化。例如,由于在危险环境中徘徊的移动机器人的速度增加所造成的危险的风险比由于传送带的速度增加所造成的危险的风险更加严重。因此,将与不同类型现场物体的阈值范围相对应的风险因数的值维护在查找数据库134中的不同查找表中。例如,用于锅炉的查找表可包括三个温度的阈值范围,亦即30-250 0C、300-700 V、700-800 V和800 V和以上及相应的严重程度指标值,亦即“ I ”、“2”、“3” 和 “4”。
[0036]围栏生成模块110导致处理器104在查找表中确定其中实时运行参数的值所落入的阈值范围。此外,围栏生成模块I1导致处理器104利用用于每个现场物体118A-N的查找表而确定与所确定的阈值范围相对应的危险的风险因数的值。
[0037]然后,围栏生成模块110导致处理器104基于与各个现场物体118A-N相关的实时运行参数的值而确定与各个现场物体118A-N相关的动态虚拟围栏的形状和面积。例如,查找表也可包括预定的动态虚拟围栏的形状和面积及运行参数的相应的阈值范围。此后,围栏生成模块110导致处理器104利用查找表确定与所确定的阈值范围相应的动态虚拟围栏的形状和面积。动态虚拟的形状可以是规则的,诸如圆形、矩形、六边形、椭圆形、椭圆形等,或者是不规则的形状。对于不同的阈值范围,可以预先确定动态虚拟围栏的形状。该形状取决于其中当危险出现时将会感觉到危险影响的面积。例如,基于以下方程式来计算动态虚拟围栏的面积并将其保存在查找表中:
面积=(w1*P1+w2*P2+w3>i<P3+......+wn*Pn) +C
其中,Pn P2、P3、…、Pn是运行参数的标准值;w
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