CN103106697A - 射频智能控制巡检***及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种射频智能控制巡检***及其控制方法，所述***包括：射频卡考勤***和主控***；所述射频卡考勤***包括：射频卡；RFID阅读器；存储单元Ⅰ；USB接口；所述主控***包括：光控探头；存储单元Ⅱ；打卡检测单元；单片机；延时单元；光控开关单元；照明开关单元；交流接触器Ⅰ、交流接触器Ⅱ；所述交流接触器Ⅰ的线圈连接照明开关单元；所述交流接触器Ⅱ的线圈连接光控开关单元；所述交流接触器Ⅰ的常开触点、交流接触器Ⅱ的常开触点和照明灯相互串联接在220V交流电源的火线L和零线N之间；本发明能够有效监督巡检人员的工作状况，实现了按需进行照明控制，节约成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种射频智能控制巡检***及其控制方法。
背景技术
石油是当今社会生产工作和人民生活中的主要能源，随着社会的不断发展，石油的需求量日益增大，对石油行业的生产效率以及石油设备的安全可靠性也进一步提高了要求，其中员工巡检方式是保障采油设备运行安全、提高石油行业的工作效率、及时发现并处理安全隐患和保证石油设备最小故障率的基础性工作；目前国内的石油行业普遍利用人工巡视并手动记录的巡检工作方式，这种巡检方式存在如下问题：无法有效监督巡检人员的工作状况，效率低下、实时性较差，由于存在巡检人员的巡检态度和工作能力等人为差异，对巡检时间、巡检线路和巡检内容等方面难以实现量化管理，不及时巡检的现象时有发生，管理成本高，油田现场经常出现被盗或由于设备故障而出现停机的事故，造成了较大的经济损失以及一定的安全隐患；另外，在油田的采油平台、注汽站等生产作业区域均使用400W金卤灯作为夜间照明***，整晚开启生产作业区域内的照明***，不能按需进行控制使用，而且有时员工忘记关闭照明***，使其照明时间延长至白天，浪费电能，缩短照明灯的使用寿命，给油田造成了不必要的成本流失，同时对安全生产带来了诸多不便。
发明内容
本发明针对以上问题的提出，而研制一种既节约电能，又能保证员工及时巡检、降低成本、保证安全生产的射频智能控制巡检***及其控制方法。
本发明的技术手段如下：
一种射频智能控制巡检***，包括：
射频卡考勤***和主控***；
所述射频卡考勤***包括：
巡检人员持有、用于唯一的识别巡检人员的射频卡；所述射频卡，每一张射频卡对应有唯一的ID号，用于区分不同的巡检人员；
连接射频卡，用于读取射频卡中存储的ID号信息的RFID阅读器；
连接RFID阅读器,用于存储RFID阅读器对射频卡的读取记录的存储单元Ⅰ；
连接存储单元Ⅰ，用于插接U盘的USB接口；
所述主控***包括：
用于检测环境光线强度参数变化的光控探头；
用于储存环境光线强度参数预设值的存储单元Ⅱ；
连接RFID阅读器，用于检测RFID阅读器是否读取到射频卡中存储的ID号信息并当RFID阅读器读取到射频卡中存储的ID号信息时实时发送打卡信号给单片机的打卡检测单元；
分别连接光控探头、存储单元Ⅱ、延时单元和打卡检测单元，用于对光控探头传输过来的环境光线强度参数和存储单元Ⅱ储存的环境光线强度参数预设值的大小进行判断，分别根据光控探头传输过来的环境光线强度参数小于存储单元Ⅱ储存的环境光线强度参数预设值的判断结果控制光控开关单元执行关闭动作，以及根据光控探头传输过来的环境光线强度参数大于存储单元Ⅱ储存的环境光线强度参数预设值的判断结果控制光控开关单元执行打开动作，根据光控探头传输过来的环境光线强度参数小于存储单元Ⅱ储存的环境光线强度参数预设值的判断结果和打卡检测单元传输过来的打卡信号控制照明开关单元执行关闭动作同时发送开启延时信号给延时单元，并当接收到延时单元的延时结束信号时控制照明开关单元执行打开动作的单片机；
连接单片机，用于根据单片机的开启延时信号启动延时并当延时结束时传输延时结束信号给单片机的延时单元；
连接延时单元，用于调整照明延时时间的按键单元；
连接单片机，用于根据单片机发送过来的控制信号控制交流接触器Ⅱ闭合和断开的光控开关单元；
连接单片机，用于根据单片机发送过来的控制信号控制交流接触器Ⅰ闭合和断开的照明开关单元；
交流接触器Ⅰ、交流接触器Ⅱ；所述交流接触器Ⅰ的线圈连接照明开关单元；所述交流接触器Ⅱ的线圈连接光控开关单元；所述交流接触器Ⅰ的常开触点、交流接触器Ⅱ的常开触点和照明灯相互串联接在220V交流电源的火线L和零线N之间；
与交流接触器Ⅰ的常开触点并联的手动开关；
输入端连接220V交流电源的火线L和零线N的交流电源滤波器；
输入端与交流电源滤波器输出端相连接，用于进行电压变换给射频卡考勤***和主控***供电的开关电源；
另外，还包括连接单片机，用于对220V交流电源的工作状态、照明灯的工作状态、照明延时时间和RFID阅读器读取的当前ID号信息进行实时显示的显示单元；
一种射频智能控制巡检***的控制方法，包括如下步骤：
S1：开始之后，光控探头检测环境光线强度参数变化，执行S2；
S2：单片机判断光控探头传输过来的环境光线强度参数是否小于存储单元Ⅱ储存的环境光线强度参数预设值，是则执行S3，否则执行S11；
S3：单片机控制光控开关单元执行闭合动作，执行S4；
S4：光控开关单元控制交流接触器Ⅱ闭合，执行S5；
S5：打卡检测单元检测RFID阅读器是否读取到射频卡中存储的ID号信息，是则执行S6，否则执行S1；
S6：单片机控制照明开关单元执行关闭动作同时发送开启延时信号给延时单元，执行S7；
S7：照明开关单元控制交流接触器Ⅰ闭合，延时单元根据单片机的开启延时信号启动延时，执行S8；
S8：单片机是否接收到延时单元的延时结束信号,是则执行S9，否则执行S8；
S9：单片机控制照明开关单元执行打开动作，执行S10；
S10：照明开关单元控制交流接触器Ⅰ断开,结束；
S11：单片机控制光控开关单元执行打开动作，执行S12；
S12：光控开关单元控制交流接触器Ⅱ断开。
由于采用了上述技术方案，本发明提供的射频智能控制巡检***及其控制方法，不仅能够通过RFID阅读器通过读取射频卡完成对巡检人员的考勤，改善了现有石油行业普遍利用人工巡视并手动记录的巡检工作方式的问题，能够有效监督巡检人员的工作状况，对巡检时间、巡检线路和巡检内容能够进行量化管理，避免了不及时巡检的现象和油田现场由于巡检不及时而导致被盗或由于设备故障而出现停机事故的问题，降低了管理成本；同时通过光控探头实时检测环境光线强度参数变化，单片机当环境光线强度参数小于预设值时控制光控开关单元执行关闭动作，从而控制串联在照明灯供电回路的交流接触器Ⅱ闭合，且当环境光线强度参数小于预设值时并且打卡检测单元检测到RFID阅读器读取到射频卡中存储的ID号信息时，单片机控制照明开关单元执行关闭动作，从而控制串联在照明灯供电回路的交流接触器Ⅰ闭合，实现了照明灯只有在黑夜或环境光线不佳同时有巡检相关人员进行刷卡时才点亮，照明灯点亮的同时延时单元启动延时，延时时间能够通过按键单元进行调整和设置，延时结束后单片机控制照明开关执行打开动作，从而控制串联在照明灯供电回路的交流接触器Ⅰ断开，照明灯熄灭，解决了现有石油行业整晚开启生产作业区域内的照明***、浪费电能并缩短照明灯的使用寿命的问题，实现了按需进行照明控制，节约成本，另外交流接触器Ⅰ的常开触点并联接有手动开关，能够实现当黑夜或环境光线不佳时，由于夜间油井作业或维修工作需要持续点亮照明灯可以通过人为关闭手动开关从而接通照明灯供电回路；另外交流电源滤波器能够有效抑制和消除油田现场的电磁干扰，，保证了***的电源质量；USB接口便于方便快捷的进行巡检人员打卡记录的下载；本发明提高了巡检人员的巡检效率和石油行业管理水平，节约电能，对石油行业的安全生产有重要作用，适用于石油行业广泛推广。
附图说明
图1是本发明所述***的结构框图；
图2是本发明所述控制方法的流程图。
具体实施方式
如图1所示的一种射频智能控制巡检***，包括：射频卡考勤***和主控***；所述射频卡考勤***包括：巡检人员持有、用于唯一的识别巡检人员的射频卡；所述射频卡，每一张射频卡对应有唯一的ID号，用于区分不同的巡检人员；连接射频卡，用于读取射频卡中存储的ID号信息的RFID阅读器；连接RFID阅读器,用于存储RFID阅读器对射频卡的读取记录的存储单元Ⅰ；连接存储单元Ⅰ，用于插接U盘的USB接口；所述主控***包括：用于检测环境光线强度参数变化的光控探头；用于储存环境光线强度参数预设值的存储单元Ⅱ；连接RFID阅读器，用于检测RFID阅读器是否读取到射频卡中存储的ID号信息并当RFID阅读器读取到射频卡中存储的ID号信息时实时发送打卡信号给单片机的打卡检测单元；分别连接光控探头、存储单元Ⅱ、延时单元和打卡检测单元，用于对光控探头传输过来的环境光线强度参数和存储单元Ⅱ储存的环境光线强度参数预设值的大小进行判断，分别根据光控探头传输过来的环境光线强度参数小于存储单元Ⅱ储存的环境光线强度参数预设值的判断结果控制光控开关单元执行关闭动作，以及根据光控探头传输过来的环境光线强度参数大于存储单元Ⅱ储存的环境光线强度参数预设值的判断结果控制光控开关单元执行打开动作，根据光控探头传输过来的环境光线强度参数小于存储单元Ⅱ储存的环境光线强度参数预设值的判断结果和打卡检测单元传输过来的打卡信号控制照明开关单元执行关闭动作同时发送开启延时信号给延时单元，并当接收到延时单元的延时结束信号时控制照明开关单元执行打开动作的单片机；连接单片机，用于根据单片机的开启延时信号启动延时并当延时结束时传输延时结束信号给单片机的延时单元；连接延时单元，用于调整照明延时时间的按键单元；连接单片机，用于根据单片机发送过来的控制信号控制交流接触器Ⅱ闭合和断开的光控开关单元；连接单片机，用于根据单片机发送过来的控制信号控制交流接触器Ⅰ闭合和断开的照明开关单元；交流接触器Ⅰ、交流接触器Ⅱ；所述交流接触器Ⅰ的线圈连接照明开关单元；所述交流接触器Ⅱ的线圈连接光控开关单元；所述交流接触器Ⅰ的常开触点、交流接触器Ⅱ的常开触点和照明灯相互串联接在220V交流电源的火线L和零线N之间；与交流接触器Ⅰ的常开触点并联的手动开关；输入端连接220V交流电源的火线L和零线N的交流电源滤波器；输入端与交流电源滤波器输出端相连接，用于进行电压变换给射频卡考勤***和主控***供电的开关电源；另外，还包括连接单片机，用于对220V交流电源的工作状态、照明灯的工作状态、照明延时时间和RFID阅读器读取的当前ID号信息进行实时显示的显示单元；
如图2所示的一种射频智能控制巡检***的控制方法，包括如下步骤：
S1：开始之后，光控探头检测环境光线强度参数变化，执行S2；
S2：单片机判断光控探头传输过来的环境光线强度参数是否小于存储单元Ⅱ储存的环境光线强度参数预设值，是则执行S3，否则执行S11；
S3：单片机控制光控开关单元执行闭合动作，执行S4；
S4：光控开关单元控制交流接触器Ⅱ闭合，执行S5；
S5：打卡检测单元检测RFID阅读器是否读取到射频卡中存储的ID号信息，是则执行S6，否则执行S1；
S6：单片机控制照明开关单元执行关闭动作同时发送开启延时信号给延时单元，执行S7；
S7：照明开关单元控制交流接触器Ⅰ闭合，延时单元根据单片机的开启延时信号启动延时，执行S8；
S8：单片机是否接收到延时单元的延时结束信号,是则执行S9，否则执行S8；
S9：单片机控制照明开关单元执行打开动作，执行S10；
S10：照明开关单元控制交流接触器Ⅰ断开,结束；
S11：单片机控制光控开关单元执行打开动作，执行S12；
S12：光控开关单元控制交流接触器Ⅱ断开。
本发明提供的射频智能控制巡检***及其控制方法，不仅能够通过RFID阅读器通过读取射频卡完成对巡检人员的考勤，改善了现有石油行业普遍利用人工巡视并手动记录的巡检工作方式的问题，能够有效监督巡检人员的工作状况，对巡检时间、巡检线路和巡检内容能够进行量化管理，避免了不及时巡检的现象和油田现场由于巡检不及时而导致被盗或由于设备故障而出现停机事故的问题，降低了管理成本；同时通过光控探头实时检测环境光线强度参数变化，单片机当环境光线强度参数小于预设值时控制光控开关单元执行关闭动作，从而控制串联在照明灯供电回路的交流接触器Ⅱ闭合，且当环境光线强度参数小于预设值时并且打卡检测单元检测到RFID阅读器读取到射频卡中存储的ID号信息时，单片机控制照明开关单元执行关闭动作，从而控制串联在照明灯供电回路的交流接触器Ⅰ闭合，实现了照明灯只有在黑夜或环境光线不佳同时有巡检相关人员进行刷卡时才点亮，照明灯点亮的同时延时单元启动延时，延时时间能够通过按键单元进行调整和设置，延时结束后单片机控制照明开关执行打开动作，从而控制串联在照明灯供电回路的交流接触器Ⅰ断开，照明灯熄灭，解决了现有石油行业整晚开启生产作业区域内的照明***、浪费电能并缩短照明灯的使用寿命的问题，实现了按需进行照明控制，节约成本，另外交流接触器Ⅰ的常开触点并联接有手动开关，能够实现当黑夜或环境光线不佳时，由于夜间油井作业或维修工作需要持续点亮照明灯可以通过人为关闭手动开关从而接通照明灯供电回路；另外交流电源滤波器能够有效抑制和消除油田现场的电磁干扰，，保证了***的电源质量；USB接口便于方便快捷的进行巡检人员打卡记录的下载；本发明提高了巡检人员的巡检效率和石油行业管理水平，节约电能，对石油行业的安全生产有重要作用，适用于石油行业广泛推广。
本发明能够杜绝石油行业人为漏检、错检造成的设备事故问题；彻底摆脱巡检信息传递不及时，实现巡检工作的电子化、信息化，使生产管理层能有效监督员工巡检状态；实现了照明灯自动控制，按需照明，减少不必要的照明时间；采用单片机等集成电路，灵敏度和可靠性高，利用按键单元和延时单元根据实际情况设定照明灯照明延时时间，本发明的直接经济效益分析如下：目前油田生产作业区域内的采油作业平台平均有两个照明灯，每个照明灯按400W的功率计算，每天按8个小时照明时间，每年的照明使用的电能0.8kW*10小时*365天=2920度，使用本发明所述的***，按需按地使用照明灯，则每盏灯每天平均使用1.5个小时，那么每年的照明使用的电能0.8kW*1.5小时*365天=438度,每年可节约2920-438=2482度电,每度电按1元计算，则可节约电能成本2482*1=2482元；同时金卤灯泡的使用寿命大约为1000小时，故障率为80%，其中每盏灯按800元计算，每年更换以及维修使用2盏灯，则每盏灯一年更换以及维修成本为2*800*2=3200元，这样每个平台一年可节约成本2482+3200=5682元，另外采油平台平均抽油机数量按6台计算，现在抽油机都安装了抽油机变频调速***，由于变频器随着使用年限的增加，在加上其他的故障原因，其抽油机单井故障率不断升高，如果晚间抽油机发生故障而停机，同时由于巡检不及时则要等到第二天才能发现故障并进行维修处理，这样就会造成长时间停井从而影响产量，采用本发明所述***进行规范工人的巡检时间，可及时的发现故障，粗略估算每年每台抽油机由于故障而减少停机时间最少为10小时，按照日产原油10吨/井，那么每个采油平台由于故障而减少停井时间所增加的产量为：10*6/24*10=25吨，每吨油按市场价格2800元计算，那么每年可创经济效益为25*2800=70000元，合计年创效益为75682元，单个采油平台投入成本为1.5万元，则当年投入产出比为1:5.045，另外注气站由于照明灯具数量多，经济效益比采油平台更加明显。本发明的社会效益分析如下：应用本发明所述***，不仅节约了能源，减少故障停机时间，而且促使采油工作人员能按时对生产作业平台进行巡检，及时发现故障，减少了现场事故的安全隐患，避免危险事故的发生，较好地解决了采油井事故隐患、被盗、破坏等事故不能得到及时反馈和处理的问题,便于管理部门及时准确地对巡检制度执行情况进行监督,有利于油井生产的安全运行，利用射频卡一张卡能够在所有需要刷卡的地方打卡，极大的方便了油田职工，综上所述，本发明经济效益和社会效益非常显著。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种射频智能控制巡检***，其特征在于包括：
射频卡考勤***和主控***；
所述射频卡考勤***包括：
巡检人员持有、用于唯一的识别巡检人员的射频卡；所述射频卡，每一张射频卡对应有唯一的ID号，用于区分不同的巡检人员；
连接射频卡，用于读取射频卡中存储的ID号信息的RFID阅读器；
连接RFID阅读器,用于存储RFID阅读器对射频卡的读取记录的存储单元Ⅰ；
连接存储单元Ⅰ，用于插接U盘的USB接口；
所述主控***包括：
用于检测环境光线强度参数变化的光控探头；
用于储存环境光线强度参数预设值的存储单元Ⅱ；
连接RFID阅读器，用于检测RFID阅读器是否读取到射频卡中存储的ID号信息并当RFID阅读器读取到射频卡中存储的ID号信息时实时发送打卡信号给单片机的打卡检测单元；
分别连接光控探头、存储单元Ⅱ、延时单元和打卡检测单元，用于对光控探头传输过来的环境光线强度参数和存储单元Ⅱ储存的环境光线强度参数预设值的大小进行判断，分别根据光控探头传输过来的环境光线强度参数小于存储单元Ⅱ储存的环境光线强度参数预设值的判断结果控制光控开关单元执行关闭动作，以及根据光控探头传输过来的环境光线强度参数大于存储单元Ⅱ储存的环境光线强度参数预设值的判断结果控制光控开关单元执行打开动作，根据光控探头传输过来的环境光线强度参数小于存储单元Ⅱ储存的环境光线强度参数预设值的判断结果和打卡检测单元传输过来的打卡信号控制照明开关单元执行关闭动作同时发送开启延时信号给延时单元，并当接收到延时单元的延时结束信号时控制照明开关单元执行打开动作的单片机；
连接单片机，用于根据单片机的开启延时信号启动延时并当延时结束时传输延时结束信号给单片机的延时单元；
连接延时单元，用于调整照明延时时间的按键单元；
连接单片机，用于根据单片机发送过来的控制信号控制交流接触器Ⅱ闭合和断开的光控开关单元；
连接单片机，用于根据单片机发送过来的控制信号控制交流接触器Ⅰ闭合和断开的照明开关单元；
交流接触器Ⅰ、交流接触器Ⅱ；所述交流接触器Ⅰ的线圈连接照明开关单元；所述交流接触器Ⅱ的线圈连接光控开关单元；所述交流接触器Ⅰ的常开触点、交流接触器Ⅱ的常开触点和照明灯相互串联接在220V交流电源的火线L和零线N之间；
与交流接触器Ⅰ的常开触点并联的手动开关；
输入端连接220V交流电源的火线L和零线N的交流电源滤波器；
输入端与交流电源滤波器输出端相连接，用于进行电压变换给射频卡考勤***和主控***供电的开关电源。
2.根据权利要求1所述的一种射频智能控制巡检***，其特征在于还包括连接单片机，用于对220V交流电源的工作状态、照明灯的工作状态、照明延时时间和RFID阅读器读取的当前ID号信息进行实时显示的显示单元。
3.一种如权利要求2所述的射频智能控制巡检***的控制方法，其特征在于包括如下步骤：
S1：开始之后，光控探头检测环境光线强度参数变化，执行S2；
S2：单片机判断光控探头传输过来的环境光线强度参数是否小于存储单元Ⅱ储存的环境光线强度参数预设值，是则执行S3，否则执行S11；
S3：单片机控制光控开关单元执行闭合动作，执行S4；
S4：光控开关单元控制交流接触器Ⅱ闭合，执行S5；
S5：打卡检测单元检测RFID阅读器是否读取到射频卡中存储的ID号信息，是则执行S6，否则执行S1；
S6：单片机控制照明开关单元执行关闭动作同时发送开启延时信号给延时单元，执行S7；
S7：照明开关单元控制交流接触器Ⅰ闭合，延时单元根据单片机的开启延时信号启动延时，执行S8；
S8：单片机是否接收到延时单元的延时结束信号,是则执行S9，否则执行S8；
S9：单片机控制照明开关单元执行打开动作，执行S10；
S10：照明开关单元控制交流接触器Ⅰ断开,结束；
S11：单片机控制光控开关单元执行打开动作，执行S12；
S12：光控开关单元控制交流接触器Ⅱ断开。
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