露天矿燃油智能管控系统技术方案

一种露天矿燃油智能管控系统，露天采矿数字化燃油管控技术领域。包括：管控中心硬件平台、管控中心软件平台、燃油输出管控装置、燃油消管控装置、车载终端、车载终端软件。管控中心硬件平台安装在管控中心机房内，管控中心硬件平台的各设备之间通过以太网络接口组成局域网；管控中心软件平台安装在管控中心硬件平台上。燃油消管控装置安装在采矿内燃设备上。优点在于，充分利用GPS北斗卫星定位导航技术、数字仪表技术与现代通讯技术相结合，有效地监控油罐车、加油站成品油输出和各种内燃设备燃油消耗的实时状况，还能为内燃设备提供最优的加油方案。

Intelligent management and control system for oil in open pit mine

An intelligent fuel management and control system for open pit mines, open pit mining, digital fuel management and control technology. Including: control center hardware platform, control center software platform, fuel output control device, fuel control device, vehicle terminal, vehicle terminal software. The hardware platform of the management and control center is installed in the computer room of the management and control center, and the equipments of the hardware platform of the management and control center form a LAN through the Ethernet interface; the software platform of the management and control center is installed on the hardware platform of the management and control center. The fuel consumption control and control device is installed in the mining internal combustion equipment. The advantage is that GPS Beidou satellite positioning and navigation technology, digital instrumentation technology and modern communication technology are fully utilized to effectively monitor the real-time output of oil tankers, fuel stations and fuel consumption of various internal combustion equipment, and to provide the best refueling scheme for internal combustion equipment.

【技术实现步骤摘要】
露天矿燃油智能管控系统
本专利技术属于露天采矿数字化燃油管控
，具体涉及一种露天矿燃油智能管控系统，用于露天采矿行业燃油输出、消耗环节实时管控，并能为燃油消耗设备提供最优的加油方案，实现节能降耗和降低碳排放的目的。
技术介绍
目前，国内大多数露天采矿在矿物运输过程中使用重型卡车，为保证生产安全有序，同时还需要大量的大型内燃工程机械，在采矿生产成本中燃油消耗所占比重在30％以上。然而，企业在燃油使用、管理环节还存在着管控不科学、能源浪费等现象。燃油管理水平的高低，关系到企业的直接经济效益和经营生产安全，露天矿燃油智能管控系统为节能环保，降低碳排放提供了科学的管控手段。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种露天矿燃油智能管控系统，专门针对露天矿山企业油罐车、加油站成品油输出以及各种内燃设备燃油消耗过程实时管控而开发的一套监控管理系统。它充分利用GPS北斗卫星定位导航技术、数字仪表技术与现代通讯技术相结合，有效地监控油罐车、加油站成品油输出和各种内燃设备燃油消耗的实时状况，还能为内燃设备提供最优的加油方案。本专利技术的具体技术方案是，通过安装在油罐车、加油机(简称：燃油输出设备)上的燃油输出管控装置和采矿内燃设备(简称：受油设备)上的燃油消管控装置。在加油过程对受油设备身份进行识别，只有通过有效身份识别后，才能完成一次加油，否则系统控制燃油不从油枪流出。如果燃油意外从燃油输出设备或受油设备异常流失，自动启动燃油输出管控装置，避免了燃油的非正常损失。同时通过无线传输网络，将输报警结果、以及正常情况下的燃油输出量、消耗量的实时传到管控中心平台，管控中心软件自动记录各报警数据、燃油输出设备的燃油输出量，内燃设备的加油数量、加油时间、消耗量等信息，生成电子报表。本专利技术的露天矿燃油智能管控系统包括：管控中心硬件平台、管控中心软件平台、燃油输出管控装置、燃油消管控装置、车载终端、车载终端软件。管控中心硬件平台安装在管控中心机房内，管控中心硬件平台的各设备之间通过以太网络接口组成局域网；管控中心软件平台安装在管控中心硬件平台上；燃油输出管控装置安装在油罐车、加油机上。燃油输出管控装置包括：车载终端、车载终端软件、受油设备身份识别模块、燃油输出控制模块、燃油输出量采集控块、罐体油位监控模块。车载终端软件安装在车载终端内；受油设备身份识别模块、燃油输出量采集仪表、罐体油位监控模块通过标准RS485接口与车载终端连接；燃油输出控制模块通过开关量接口与车载终端连接。燃油消管控装置安装在采矿内燃设备上。燃油消管控装置包括：车载终端、车载终端软件、燃油消耗量采集装置和燃油消耗监控报警装置；车载终端软件安装在车载终端内；燃油消耗量采集装置通过标准RS485接口与油消耗监控报警装置连接；油消耗监控报警装置通过标准RS485接口与车载终端连接。车载终端装载油罐车、采矿内燃设备上，车载终端软件安装在车载终端上。车载终端通过无线网络与管控中心软件平台交换数据；管控中心硬件平台管控中心硬件平台安装在管理中心机房内。管控中心硬件平台包括管控中心的计算机设备、管控中心的网络设备。管控中心计算机设备包括数据库服务器、WEB服务器、通讯服务器、信息管理计算机、网络用户计算机。管控中心的网络设备包括网络交换机、无线通讯网络模块。无线通讯网络模块通过RJ45网络接口与网络交换机连接，通过通讯服务器与燃油输出管控装置、燃油消管控装置交换数据。数据库服务器、WEB服务器、通讯服务器、信息管理计算机、网络用户计算机、网络交换机、无线通讯网络模块通RJ45网络接口与网络交换机相连接，组成管控中心的计算机网络。车载终端通过无线通讯网络与管控中心硬件平台进行通讯，采集的数据存储在数据库服务器。系统结构(见图1所示)。管控中心软件平台管控中心软件平台安装在管控中心硬件平台上。管控中心软件平台包扩智能加油调度软件、数据统计分析软件、通讯管理软件、电子地图软件。智能加油调度软件安装在信息管理计算机上；数据统计分析软件安装在WEB服务器上；通讯管理软件安装在通讯服务器上；电子地图软件安装在网络用户计算机上。通过管控中心硬件平台进行数据交换，实现数据共享。A、智能加油调度软件智能加油调度是露天矿燃油智能管控系统的核心之一。加油调度有其特殊性，即油罐车不能作为固定点目标来处理，在加油调度中受油设备的目标终点既不能是油罐车也不能是某一固定目标地点，必须是将油罐车与某一固定目标点绑定。因此，在加油调度中要实时掌控油罐车的空间地理位置和当前状态，才能实现加油调度。1)油罐车与固定目标地点绑定油罐车是一种快速运动的设备，在进行车流规划时不能将油罐车本身作为路径的起点或终点，要实现最终的车流规划，必须根据油罐车的定位坐标来确定油罐车的空间地理位置，然后根据油罐车的空间地理位置与固定目标地点绑定，最终实现车流规划。油罐车与固定目标绑定数学模型：首先，将采集采场控制区域内的固定目标点的坐标，并根据固定目标点的实际情况确定该目标点的作业范围。然后，根据计算结果S值与固定目标点范围值进行比较，当S值小于固定目标点范围值，同时运行速度等于零时，表示油罐车进入该目标，与该目标进行绑定，实现采矿内燃设备加油调度的路径优化和车流规划。2)路径优化路径优化采用Dijkstra标号算法。Dijkstra标号算法的基本算法是，假设每个节点j都有一对标号(dj，pj)，其中dj是从起始点s到节点j的最短路径的长度(路径的的长度按采矿内燃设备在该路段上的运行时间来计算)，pj则是从s到j的最短路径中j节点的前一节点的下标。计算流程见图8所示。3)车流规划系统的更新条件油罐车加入系统；油罐车退出系统；剩余燃油状况；燃油输出能力。4)实时调度车流规划得到的是每条道路上的目标流率，可以转化为目标车数N＝X×((V+F)÷C)。其中N为道路上的目标车数，X为道路的目标流率，V,F分别为道路运行时间和油罐车输出能力时间，C为相应的受油设备油箱容积。如果想要使各油罐车尽量高效率工作，那么控制受油设备在每条道路上的间隔是很重要的，每条道路的受油设备间隔的计算公式其中T为道路目标间隔，C为受油设备油箱容积，X为道路的目标流率。内燃设备加油调度路径指示见图9。B、数据统计分析软件数据统计分析软件实时自动生成各种生产数据统计报表，并能在有办公网络的任意地点通过计算机查看，极大的降低生产数据的统计难度和工作量。该系统数据的及时、准确、全面性为分析生产组织和进行数据挖掘提供了基础。C、通讯管理软件通讯管理软件负责管控中心与各移动设备之间进行实时数据交换。D、电子地图软件电子地图软件根据GPS北斗定位数据，实时掌控移动设备在采场中的动态位置和实时状态信息，为分析生产组织、设备运行状态等提供了重要的依据。彻底改变了管理人员只有到现场才能够获取这些信息的现状，大大提高指挥系统的反应速度。燃油输出管控装置(图5、6)燃油输出管控装置安装在油罐车、加油机上。燃油输出管控装置包括：车载终端、车载终端软件、受油设备身份识别模块、燃油输出控制模块、燃油输出量采集仪表、罐体油位监控模块。组件之间的连接关系：车载终端软件安装在车载终端内；受油设备身份识别模块通过标准RS485接口与车载终端连接；受油设备身份识别模块通过标准RS485接口与车载终端连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.露天矿燃油智能管控系统，其特征在于，包括：管控中心硬件平台、管控中心软件平台、燃油输出管控装置、燃油消管控装置、车载终端、车载终端软件；管控中心硬件平台安装在管控中心机房内，管控中心硬件平台的各设备之间通过以太网络接口组成局域网；管控中心软件平台安装在管控中心硬件平台上；燃油输出管控装置安装在油罐车、加油机上；燃油输出管控装置包括：车载终端、车载终端软件、受油设备身份识别模块、燃油输出控制模块、燃油输出量采集控块、罐体油位监控模块；车载终端软件安装在车载终端内；受油设备身份识别模块、燃油输出量采集仪表、罐体油位监控模块通过标准RS485接口与车载终端连接；燃油输出控制模块通过开关量接口与车载终端连接；燃油消管控装置安装在采矿内燃设备上，燃油消管控装置包括：车载终端、车载终端软件、燃油消耗量采集装置和燃油消耗监控报警装置；车载终端软件安装在车载终端内；燃油消耗量采集装置通过标准RS485接口与油消耗监控报警装置连接；油消耗监控报警装置通过标准RS485接口与车载终端连接；车载终端装载油罐车、采矿内燃设备上，车载终端软件安装在车载终端上；车载终端通过无线网络与管控中心软件平台交换数据；管控中心硬件平台安装在管理中心机房内，管控中心硬件平台包括管控中心的计算机设备、管控中心的网络设备；管控中心计算机设备包括数据库服务器、WEB服务器、通讯服务器、信息管理计算机、网络用户计算机；管控中心的网络设备包括网络交换机、无线通讯网络模块，无线通讯网络模块通过RJ45网络接口与网络交换机连接，通过通讯服务器与燃油输出管控装置、燃油消管控装置交换数据；数据库服务器、WEB服务器、通讯服务器、信息管理计算机、网络用户计算机、网络交换机、无线通讯网络模块通RJ45网络接口与网络交换机相连接，组成管控中心的计算机网络；车载终端通过无线通讯网络与管控中心硬件平台进行通讯，采集的数据存储在数据库服务器；管控中心软件平台安装在管控中心硬件平台上，管控中心软件平台包扩智能加油调度软件、数据统计分析软件、通讯管理软件、电子地图软件；智能加油调度软件安装在信息管理计算机上；数据统计分析软件安装在WEB服务器上；通讯管理软件安装在通讯服务器上；电子地图软件安装在网络用户计算机上；通过管控中心硬件平台进行数据交换，实现数据共享；智能加油调度软件能实现加油调度；数据统计分析软件实时自动生成各种生产数据统计报表，并能在有办公网络的任意地点通过计算机查看，极大的降低生产数据的统计难度和工作量；通讯管理软件负责管控中心与各移动设备之间进行实时数据交换；电子地图软件根据GPS北斗定位数据，实时掌控移动设备在采场中的动态位置和实时状态信息，为分析生产组织、设备运行状态等提供了重要的依据；燃油输出管控装置安装在油罐车、加油机上。...

【技术特征摘要】
1.露天矿燃油智能管控系统，其特征在于，包括：管控中心硬件平台、管控中心软件平台、燃油输出管控装置、燃油消管控装置、车载终端、车载终端软件；管控中心硬件平台安装在管控中心机房内，管控中心硬件平台的各设备之间通过以太网络接口组成局域网；管控中心软件平台安装在管控中心硬件平台上；燃油输出管控装置安装在油罐车、加油机上；燃油输出管控装置包括：车载终端、车载终端软件、受油设备身份识别模块、燃油输出控制模块、燃油输出量采集控块、罐体油位监控模块；车载终端软件安装在车载终端内；受油设备身份识别模块、燃油输出量采集仪表、罐体油位监控模块通过标准RS485接口与车载终端连接；燃油输出控制模块通过开关量接口与车载终端连接；燃油消管控装置安装在采矿内燃设备上，燃油消管控装置包括：车载终端、车载终端软件、燃油消耗量采集装置和燃油消耗监控报警装置；车载终端软件安装在车载终端内；燃油消耗量采集装置通过标准RS485接口与油消耗监控报警装置连接；油消耗监控报警装置通过标准RS485接口与车载终端连接；车载终端装载油罐车、采矿内燃设备上，车载终端软件安装在车载终端上；车载终端通过无线网络与管控中心软件平台交换数据；管控中心硬件平台安装在管理中心机房内，管控中心硬件平台包括管控中心的计算机设备、管控中心的网络设备；管控中心计算机设备包括数据库服务器、WEB服务器、通讯服务器、信息管理计算机、网络用户计算机；管控中心的网络设备包括网络交换机、无线通讯网络模块，无线通讯网络模块通过RJ45网络接口与网络交换机连接，通过通讯服务器与燃油输出管控装置、燃油消管控装置交换数据；数据库服务器、WEB服务器、通讯服务器、信息管理计算机、网络用户计算机、网络交换机、无线通讯网络模块通RJ45网络接口与网络交换机相连接，组成管控中心的计算机网络；车载终端通过无线通讯网络与管控中心硬件平台进行通讯，采集的数据存储在数据库服务器；管控中心软件平台安装在管控中心硬件平台上，管控中心软件平台包扩智能加油调度软件、数据统计分析软件、通讯管理软件、电子地图软件；智能加油调度软件安装在信息管理计算机上；数据统计分析软件安装在WEB服务器上；通讯管理软件安装在通讯服务器上；电子地图软件安装在网络用户计算机上；通过管控中心硬件平台进行数据交换，实现数据共享；智能加油调度软件能实现加油调度；数据统计分析软件实时自动生成各种生产数据统计报表，并能在有办公网络的任意地点通过计算机查看，极大的降低生产数据的统计难度和工作量；通讯管理软件负责管控中心与各移动设备之间进行实时数据交换；电子地图软件根据GPS北斗定位数据，实时掌控移动设备在采场中的动态位置和实时状态信息，为分析生产组织、设备运行状态等提供了重要的依据；燃油输出管控装置安装在油罐车、加油机上。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，燃油输出管控装置包括：车载终端、车载终端软件、受油设备身份识别模块、燃油输出控制模块、燃油输出量采集仪表、罐体油位监控模块；车载终端软件安装在车载终端内；受油设备身份识别模块通过标准RS485接口与车载终端连接；受油设备身份识别模块通过标准RS485接口与车载终端连接；燃油输出控制模块通过开关量接口与车载终端连接；燃油输出量采集仪表通过标准RS485接口与车载终端连接；罐体油位监控模块通过标准RS485接口与车载终端连接；受油设备身份识别模块、燃油输出控制模块、燃油输出量采集模块和罐体油位监控模块四个部分结合车载终端和车载终端软件组成；受油设备身份识别模块用于识别受油设备的合法身份，通过身份识别后的受油设备，启动燃油输出控制，允许加油；燃油输出控制模块在受油设备通过合法身份识别后，启动加油允许，加油允许为高电平有效信号，该信号控制开关量输出，开关量输出为DC24V，通过DC24V控制加油开关电磁阀；燃油输量出采集模块采用椭圆齿轮流量计，计量受油设备的本次加油量数据；罐体油位监控模块用电容式液位计，将电容式油位计安装在油罐车的罐体和地下储油罐体中，实时监控罐体燃油剩余量；罐体油位监控一方面为加油员提供罐体燃油剩余量，避免人工检查导致的安全隐患；另一方面为后续加油调度指派车辆控制流率；位置地理信息由于提供油罐车所在的空间地理位置，为加油调度模型提供地理位置信息；路由器的作用是将相关的信息传送到管控中心；燃油输出管控控制燃油输出设备的加油流程，监控管理整个加油过程；燃油输出管控装置安装在油罐车、加油机上；为识别受油车的车辆信息，在燃油输出设备上加安装RFID读卡器，RFID读卡器通过RS485接口与车载终端RS485接口连接；读取受油车的车辆信息，在受油设备上安装身份识别卡。在受油设备加油时，燃油输设备上的燃油输出管控装置读取受油设备的身份信息，通过身份识别后，启动燃油输出控制，为系统管控车辆正常加油；受油设备身份识别模块用于识别受油设备的合法身份，通过身份识别后，启动加油允许，加油允许为高电平有效信号，该信号控制开关量输出，开关量输出为DC24V，通过DC24V控制加油开关电磁阀；燃油输出控制模块通过开关量接口与车载终端连接，的燃油输出控制模块是一个高电平有效的电磁阀；针对油罐车、加油机的加油业务，设计了加油管理流程，通过身份识别的受油设备，启动加油允许；加油允许是一个DC24开关量，该开关量为高电平时开启燃油输出电磁阀，低电平时关闭燃油输出电磁阀；该电磁阀与车载终端的开关量接口连接；在油罐车、加油机的出油管管路上加装型椭圆齿轮流量计，流量计本身带有RS485接口。流量计通过RS485接口与车载终端RS485接口连接，采集受油设备的加油量，车载终端实时读取流量计的瞬时流量、本次加油量和累计输出油量；燃油输出量采集模通过标准RS485接口与车载终端连接，所述的燃油输出量采集模块采用一台具备RS48...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立成，郑刚，
申请(专利权)人：北京速力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11