基于物联网的六氟化硫气体管理方舱

技术领域

本发明属于工业气体的存储和管理技术领域，具体涉及一种基于物联网的六氟化硫气体管理方舱。

背景技术

目前，六氟化硫气体常规是采用气体钢瓶存储，钢瓶采用人工管理。六氟化硫气体属于危化品，存放的场所应具备泄漏监测和排风装置。目前并没有符合要求的集中存放六氟化硫气体钢瓶的装置，六氟化硫气体钢瓶采用人工管理耗费人力，易出错，不便于气体的领用和入库的信息化管理。使用常规的库房或房间存放六氟化硫气体，由于试验或工作的需要，这类库房或房间通常都设置在人员密集区域或工作区域，一旦发生气体泄漏，易造成严重不良影响。以往的固定式的六氟化硫气体存储仓库无法移动，因工作需要气体要转移到另一个地点存放时，需要重新构建仓库。

发明内容

为了克服现有的六氟化硫气体存储管理的不足，本发明提供一种灵活方便、易于转运、安全可靠性强基于物联网的六氟化硫气体管理方舱。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：基于物联网的六氟化硫气体管理方舱，包括长方体状的舱体，舱体后侧设有沿左右方向布置的第一隔板，第一隔板将舱体内部空间分割为前侧的钢瓶储存室和后侧的储物室，钢瓶储存室内左侧设有沿前后方向布置的第二隔板，第二隔板将钢瓶储存室分隔为大容量钢瓶放置室和小容量钢瓶放置室，舱体前侧设有用于取放大容量钢瓶的前舱门，舱体左侧设有用于取放小容量钢瓶的左舱门，舱体后侧设有储物舱门。

大容量钢瓶放置室内的左侧壁、后侧壁和右侧壁上均设有若干个大钢瓶定位架，小容量放置室内沿前后方向设有若干个一字型排列的小钢瓶定位架，大钢瓶定位架和小钢瓶定位架上均设有钢瓶架智能锁。

舱体前部左侧设有计算机终端和用于操控计算机终端的触摸屏，计算机终端内置通信模块与远程管理计算机进行信息传输，大容量钢瓶放置室和小容量钢瓶放置室内均设有用于扫描钢瓶上粘贴的身份ID条码标签的扫码枪，储物室内设有配电箱和智能锁控制系统，舱体右侧设有用于通风换气的风机，风机上设有风机控制器，舱体顶部设有报警器，舱体内大容量钢瓶放置室和小容量钢瓶放置室靠近底面位置均设有一个气体泄漏监测传感器，报警器、扫码枪、风机控制器、气体泄漏监测传感器、触摸屏和智能锁控制系统均通过数据线与计算机终端连接，智能锁控制系统通过控制线控制每个钢瓶架智能锁的开闭。

智能锁控制系统包括若干个控制模块，控制模块采用串口通信的数字量输入输出模块，每个控制模块具有八个输入通道和八个输出通道，即每八个钢瓶架智能锁使用一个控制模块；控制模块的输出通道根据串口通信接收的控制指令输出高/低电平，控制钢瓶架智能锁开启/闭合，即通过计算机终端发送开锁指令，根据要开锁的货位编号，将控制指令发送到对应的控制模块，控制模块根据指令中所包含的开锁编号控制相应的输出通道输出一个高电压，钢瓶架智能锁内电磁铁吸合，实现开锁。

舱体顶部四角处分别设有一个起重吊环。

储物室内还设置有蓄电池、钢瓶搬运斜坡板、钢瓶推车和充气接头箱。

采用上述技术方案，大容量钢瓶放置室内的大钢瓶定位架用于存放40L气瓶，小容量放置室内的小钢瓶定位架用于存放20L气瓶和8L气瓶，钢瓶架智能锁用于锁定钢瓶，使钢瓶在未开锁状态下无法取出。舱体内大容量钢瓶放置室和小容量钢瓶放置室靠近底面位置均设有一个气体泄漏监测传感器，用于监测每个气瓶的是否泄漏六氟化硫气体。

风机电源连接至风机控制器，风机控制器通过通信线与计算机终端相连，计算机终端读取气体泄漏监测传感器测量数据，当气体泄漏监测传感器测量值达到设定的泄漏报警阈值时，通过通信线控制风机控制器给风机供电，实现方舱内排风换气。同时报警器发出警报信号，泄漏报警信息上传计算机终端，通过通信模块将报警信息上传到远程管理平台，通知值班人员进行处理。

六氟化硫气体钢瓶均粘贴身份ID条码标签，身份ID条码标签内包含钢瓶规格信息，用于标明钢瓶的身份。身份ID条码标签采用QRCode编码的二维码标签，可被扫码枪扫描识别其身份ID内容。方舱内置扫码枪，能够扫描识别各钢瓶上的身份ID条码标签。扫码枪通过数据线连接计算机终端。

舱体内还设置通信模块，该通信模块具有2G/3G/4G/5G通信功能，计算机终端通过数据线与通信模块相连接，通信模块通过运营商的网络与与远程管理计算机相连接，计算机终端可以通过该通信模块，借助中国移动、中国联通、中国电信等运营商的通信网络与远程管理计算机进行通信。

舱体的外表面采用防水设计，适用于户外。

本发明的具体工作使用过程为：当需要向舱体存放六氟化硫气体钢瓶时，首先在触摸屏点击存放钢瓶，通过扫码枪扫描钢瓶身份ID条码标签，计算机终端通过钢瓶身份ID条码标签获取钢瓶规格，显示规格相符的存放货位，同时通过控制模块控制相应的钢瓶架智能锁打开，操作人员将钢瓶放置到对应的位置后，关闭钢瓶架智能锁，完成钢瓶存放操作，此时计算机终端将钢瓶存放的货位和对应的钢瓶身份ID通过通信模块发送给远程管理计算机，远程管理计算机进行记录。

当需要从舱体内取出六氟化硫气体钢瓶时，通过触摸屏点击取出钢瓶，选择需要取出的钢瓶位置，计算机终端接收到触摸屏的取出钢瓶请求后，通过通信模块将信息传输给远程管理计算机，此时管理人员审核此次取出钢瓶的请求，如通过此次请求，信息通过通信模块到达计算机终端，计算机终端通过控制模块控制电相应的钢瓶架智能锁打开，操作人员取出钢瓶后关闭钢瓶架智能锁，完成此次钢瓶取出操作，同时计算机终端将此次取出钢瓶的货位和钢瓶身份ID通过通信模块传输给远程管理计算机，远程管理计算机进行记录；如此次请求未通过，消息通过通信模块达到计算机终端，计算机终端通过显示屏提示拒绝，此次取出钢瓶操作失败。

计算机终端还可以对气体进行库存管理，计算机终端内存储钢瓶编码、钢瓶内气体类型、钢瓶内气体重量信息，显示在计算机终端触摸屏上，用户可以通过计算机终端查询方舱内气体库存情况。

本发明还具有远程管理功能，通过远程管理计算机，可进行钢瓶远程存取。当用户需要从方舱取用气体时，向远程管理模块管理员提交气体领用申请单，远程管理模块管理员审核通过后，将取货码告知取气用户，取气用户在方舱显示屏上输入取货码，方舱内计算机终端通过通信模块与远程管理模块通信，验证取货码后，会通过控制模块打开相对应货位的钢瓶架智能锁，实现取货，同时计算机终端会将此次取货信息进行存档记录，便于后续查询。

起重吊环用于将方舱吊装到运输车上进行转运。当没有外电时，可以用蓄电池供电，在搬运40L钢瓶时，使用钢瓶推车运输40L钢瓶，将钢瓶搬运斜坡板放置到舱体前侧，使钢瓶推车从舱体内通过钢瓶搬运斜坡板运送到地面。

综上所述，本发明的有益效果是，给六氟化硫气体钢瓶提供一个可以户外使用的存放场所，通过钢瓶架智能锁在未经授权的情况下不会被打开，通过计算机终端和远程管理计算机实现对方舱内气体钢瓶库存、出入库记录进行电子化管理，减少人力成本，提高管理效率，减少人为出错可能。内置六氟化硫气体泄漏监测传感器，发生气体泄漏可以通知值班人员。一旦存放钢瓶的地点发生变化，方舱可以被方便的运输到新的存放地点，解决固定式厂房、仓库使用不便，管理方式落后，无法移动运输的缺点。

本发明可放置在户外使用，不必构建固定式的六氟化硫气体存储厂房，气体存放位置需要更换地点时，方舱可以被运输至新的存放点，使用灵活方便。电网用户使用方舱存放六氟化硫气体，可以将方舱放置在周边人员较少的变电站内。

本发明的六氟化硫气体管理方舱不仅可用于储存六氟化硫气体钢瓶，还具有六氟化硫气体钢瓶的管理功能。

附图说明

图1是本发明外形的立体结构示意图；

图2是本发明的内部结构示意图；

图3是本发明的管理控制框图。

具体实施方式

如图1-图3所示，本发明的基于物联网的六氟化硫气体管理方舱，包括长方体状的舱体1，舱体1后侧设有沿左右方向布置的第一隔板2，第一隔板2将舱体1内部空间分割为前侧的钢瓶储存室和后侧的储物室3，钢瓶储存室内左侧设有沿前后方向布置的第二隔板4，第二隔板4将钢瓶储存室分隔为大容量钢瓶放置室5和小容量钢瓶放置室6，舱体1前侧设有用于取放大容量钢瓶的前舱门7，舱体1左侧设有用于取放小容量钢瓶的左舱门8，舱体1后侧设有储物舱门9。

大容量钢瓶放置室5内的左侧壁、后侧壁和右侧壁上均设有若干个大钢瓶定位架10，小容量放置室内沿前后方向设有若干个一字型排列的小钢瓶定位架11，大钢瓶定位架10和小钢瓶定位架11上均设有钢瓶架智能锁12（也可称为钢瓶货位电子锁）。

舱体1前部左侧设有计算机终端13和用于操控计算机终端13的触摸屏14，计算机终端13内置通信模块22与远程管理计算机进行信息传输，大容量钢瓶放置室5和小容量钢瓶放置室6内均设有用于扫描钢瓶15上粘贴的身份ID条码标签17的扫码枪16，储物室3内设有配电箱18和智能锁控制系统，舱体1右侧设有用于通风换气的风机19，风机19上设有风机控制器20，舱体1顶部设有报警器21，舱体1内大容量钢瓶放置室5和小容量钢瓶放置室6靠近底面位置均设有一个气体泄漏监测传感器23，报警器21、扫码枪16、风机控制器20、气体泄漏监测传感器23、触摸屏14和智能锁控制系统均通过数据线与计算机终端13连接，智能锁控制系统通过控制线控制每个钢瓶架智能锁的开闭。

智能锁控制系统包括若干个控制模块24，控制模块24采用串口通信的数字量输入输出模块，每个控制模块24具有八个输入通道和八个输出通道，即每八个钢瓶架智能锁12使用一个控制模块24；控制模块24的输出通道根据串口通信接收的控制指令输出高/低电平，控制钢瓶架智能锁开启/闭合，即通过计算机终端13发送开锁指令，根据要开锁的货位编号，将控制指令发送到对应的控制模块24，控制模块24根据指令中所包含的开锁编号控制相应的输出通道输出一个高电压如24V，钢瓶架智能锁12内电磁铁吸合，实现开锁。

舱体1顶部四角处分别设有一个起重吊环25。

储物室3内还设置有蓄电池、钢瓶搬运斜坡板26、钢瓶推车和充气接头箱。

大容量钢瓶放置室5内的大钢瓶定位架10用于存放40L气瓶，小容量放置室内的小钢瓶定位架11用于存放20L气瓶和8L气瓶，钢瓶架智能锁12用于锁定钢瓶，使钢瓶15在未开锁状态下无法取出。舱体1内大容量钢瓶放置室5和小容量钢瓶放置室6靠近底面位置均设有一个气体泄漏监测传感器23，用于监测每个气瓶的是否泄漏六氟化硫气体。

风机19电源连接至风机控制器20，风机控制器20通过通信线与计算机终端13相连，计算机终端13读取气体泄漏监测传感器23测量数据，当气体泄漏监测传感器23测量值达到设定的泄漏报警阈值时，通过通信线控制风机控制器20给风机19供电，实现方舱内排风换气。同时报警器21发出警报信号，泄漏报警信息上传计算机终端13，通过通信模块22将报警信息上传到远程管理平台，通知值班人员进行处理。

六氟化硫气体钢瓶15均粘贴身份ID条码标签17，身份ID条码标签17内包含钢瓶规格信息，用于标明钢瓶15的身份。身份ID条码标签17采用QRCode编码的二维码标签，可被扫码枪16扫描识别其身份ID内容。方舱内置扫码枪16，能够扫描识别各钢瓶15上的身份ID条码标签17。扫码枪16通过数据线连接计算机终端13。

舱体1内还设置通信模块22，该通信模块22具有2G/3G/4G/5G通信功能，计算机终端13通过数据线与通信模块22相连接，通信模块22通过运营商的网络与与远程管理计算机相连接，计算机终端13可以通过该通信模块22，借助中国移动、中国联通、中国电信等运营商的通信网络与远程管理计算机进行通信。

舱体1的外表面采用防水设计，适用于户外。

本发明的具体工作使用过程为：当需要向舱体1存放六氟化硫气体钢瓶15时，首先在触摸屏14点击存放钢瓶15，通过扫码枪16扫描钢瓶身份ID条码标签17，计算机终端13通过钢瓶身份ID条码标签17获取钢瓶规格，显示规格相符的存放货位，同时通过控制模块24控制相应的钢瓶架智能锁12打开，操作人员将钢瓶15放置到对应的位置后，关闭钢瓶架智能锁12，完成钢瓶15存放操作，此时计算机终端13将钢瓶15存放的货位和对应的钢瓶身份ID通过通信模块22发送给远程管理计算机，远程管理计算机进行记录。

当需要从舱体1内取出六氟化硫气体钢瓶15时，通过触摸屏14点击取出钢瓶15，选择需要取出的钢瓶15位置，计算机终端13接收到触摸屏14的取出钢瓶15请求后，通过通信模块22将信息传输给远程管理计算机，此时管理人员审核此次取出钢瓶15的请求，如通过此次请求，信息通过通信模块22到达计算机终端13，计算机终端13通过控制模块24控制电相应的钢瓶架智能锁12打开，操作人员取出钢瓶15后关闭钢瓶架智能锁12，完成此次钢瓶15取出操作，同时计算机终端13将此次取出钢瓶15的货位和钢瓶身份ID通过通信模块22传输给远程管理计算机，远程管理计算机进行记录；如此次请求未通过，消息通过通信模块22达到计算机终端13，计算机终端13通过显示屏提示拒绝，此次取出钢瓶15操作失败。

计算机终端13还可以对气体进行库存管理，计算机终端13内存储钢瓶编码、钢瓶内气体类型、钢瓶内气体重量信息，显示在计算机终端13触摸屏14上，用户可以通过计算机终端13查询方舱内气体库存情况。

本发明还具有远程管理功能，通过远程管理计算机，可进行钢瓶远程存取。当用户需要从方舱取用气体时，向远程管理模块管理员提交气体领用申请单，远程管理模块管理员审核通过后，将取货码告知取气用户，取气用户在方舱显示屏上输入取货码，方舱内计算机终端13通过通信模块22与远程管理模块通信，验证取货码后，会通过控制模块24打开相对应货位的钢瓶架智能锁，实现取货，同时计算机终端13会将此次取货信息进行存档记录，便于后续查询。

起重吊环25用于将方舱吊装到运输车上进行转运。当没有外电时，可以用蓄电池供电，在搬运40L钢瓶时，使用钢瓶推车运输40L钢瓶，将钢瓶搬运斜坡板26放置到舱体1前侧，使钢瓶推车从舱体1内通过钢瓶搬运斜坡板26运送到地面。

本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。