基于GSM的智能投料機短信分級報警系統設計與實現

李 明 ，薛春明 ，賈 磊 ，劉 曉

（1.吉河高速公路建設管理處，山西 運城 044000；2.山西省交通科學研究院，山西 太原 030006）

0 引言

為了減少瀝青路面車轍病害，在道路建設的時候往往會在瀝青混合料中添加抗車轍劑，瀝青路面外摻劑用量多少直接影響瀝青路面各項性能指標，因此需要在工程應用中確保瀝青路面外摻劑的精確添加。由于現有瀝青混凝土拌合站沒有添加瀝青路面抗車轍劑功能，因此在現場抗車轍劑的添加以全自動智能投料機為主。智能投料機所在瀝青拌合站現場環境較為惡劣，很難做到值班人員長時間現場值守，且智能投料機相關管理人員、瀝青路面建設單位、監理單位和業主單位無法準確獲悉抗車轍添加狀態及投料過程質量數據信息，從而無法確保瀝青混凝土的生產質量。

針對這一現狀，本文提出了基于GSM的智能投料機短信分級報警系統，該系統可對智能投料機進行實時監管，一旦出現抗車轍劑投料重量與配合比超限、投料機故障等問題時，可根據不同報警級別，短信通知相應級別管理人員與責任人[1-3]，確認報警超限與故障后，授權用戶可發送預先設定的短信內容控制智能投料機執行相關動作。授權用戶可主動發送短信查詢智能投料機投料信息、投料機參數、投料機運行狀態等數據，智能投料機通過GSM短信模塊可實現定時發送短信、開關機發送短信，實現智能投料機的主動短信通知[4-5]。該系統通過短信超限報警、故障報警、主動通知和短信查詢與控制，改善了智能投料機分級監管、分級響應的能力，大大提高了智能投料機管理效率和管理水平，確保了瀝青混凝土的生產質量。

1 短信分級權限管理

根據報警嚴重程度向不同級別用戶權限組發送報警短信，從而使管理人員及負責人能夠及時了解智能投料機運行狀態并處理故障。

一般設置4個級別短信用戶權限組，分別為值班組、管理組、監管組和經理組，報警等級劃分如圖1所示。值班組為一級報警權限組，包括智能投料機現場操作人員與值班人員；管理組為二級報警權限組，包括智能投料機負責人；監管組為三級報警權限組，包括智能投料機所屬瀝青拌合站管理人員、標段管理人員與監理部門管理人員；經理組為四級報警權限，包括高速公路建設管理處管理人員。

將值班組分為兩組，分別為白班值班組和夜班值班組，報警短信白天指定時間段發送給白班值班人員，晚上指定時間段發送給夜班值班人員，實現智能投料機的輪班值守。

圖1 報警等級劃分示意圖

2 短信報警管理

2.1 短信超限報警

2.1.1 超限報警

a）智能投料機投料重量及抗車轍劑配合比超出允許誤差范圍，報警條件成立，持續超限次數超過兩次，系統立即給值班組發送報警短信，同時撥打接收人手機。

b）持續次數超過5次，報警未被值班組處理，系統給負責人組發送報警短信，同時撥打手機。

c）持續加料次數超過10次后，報警仍未解除，系統給監管組和經理組發送報警短信，同時撥打接收人手機，超限報警配置如表1所示。

表1 超限報警配置表

2.1.2 報警確認

如果3次內（報警重復間隔）加料超限報警沒有恢復，且沒有收到接收人的報警確認信息，系統再次給用戶組發送報警信息，只要收到接收人的報警確認信息，將不再重復發送該報警信息；報警確認配置如表2所示。

表2 報警確認配置表

2.1.3 報警恢復

超限報警產生后，投料重量恢復至投料設定值誤差范圍之內，且持續時間超過報警恢復延時，超限報警恢復，系統立即給用戶組發送信息，報警恢復配置如表3所示。

表3 報警恢復配置表

2.2 短信故障報警

智能投料機故障主要有上料螺旋故障、給料氣閥故障、給料器故障、鼓風機故障、倉料備料不足、吹送系統異常、投料系統異常。

2.2.1 故障報警

a）當上料螺旋出現故障時，且持續時間超過1 min時，系統立即給值班組發送報警信息，“智能監控中心：2016-05-16 18:51:04投料機上料螺旋故障”，同時撥打接收人手機。

b）5 min后，若報警未被值班組解除，系統給負責人組發送報警信息，“智能監控中心：2016-05-16 18:51:04加料過上料螺旋故障”，同時撥打接收人手機。

c）在過10 min后，如果報警還未排除，系統給監管組和經理組發送報警信息，“智能監控中心：2016-05-16 18:51:04加料過上料螺旋故障”，同時撥打接收人手機。

2.2.2 報警確認

如果1 min內加料超限報警沒有恢復，且沒有收到接收人的回復信息“智能監控中心：是”，系統再次給用戶組（值班組）發送報警信息。

2.2.3 報警恢復

超限報警產生后，當加料重量在加料重量設定值允許誤差范圍之內，且持續時間超過5 s（報警恢復延時）時，超限報警恢復，系統立即給值班組發送信息“智能監控中心：2016-05-16 18:51:04加料機上料螺旋故障解除”。

2.3 短信通知

2.3.1 定時發送短信

每日中午12:00和下午18:00，智能投料機給值班組和管理組用戶發送短信，通知用戶投料機當日累計投料次數和當日累計投料重量。

2.3.2 開關機發送短信

每日智能投料機開始運行，給值班組、管理組和監管組發送短信，提醒用戶投料機開始運行，智能投料機結束運行。

2.4 短信查詢與控制

2.4.1 短信查詢

短信查詢授權用戶組發送預先設定的短信內容到GSM短信模塊，GSM短信模塊收到查詢短信后，立即將相關數據信息發送至查詢人的手機上。短信查詢授權用戶組可以發送短信主動查詢智能投料機投料信息、投料機參數、投料機運行狀態等數據，查詢GSM短信模塊中SIM卡余額和流量使用情況。

2.4.2 短信控制

短信控制授權用戶組發送預先設定的短信內容到GSM短信模塊，GSM短信模塊接收后把設定值賦給PLC相關變量，實現對智能投料機的控制，完成操作后發送短信至控制人的手機上表示操作成功或失敗。

短信控制用戶組可控制智能投料機控制系統上電開始運行、斷電結束運行，實現對智能投料機抗車轍劑投料配合比、抗車轍劑投料重量設定值、上料螺旋頻率、給料氣閥開啟時間、投料氣閥開啟時間等投料機運行參數的設置。

3 結語

基于GSM的智能投料機短信預警管理系統通過實時數據采集、短信用戶分級權限、短信報警設置，可實現超限報警、故障報警分級發送短信，短信主動通知，短信查詢與控制。該系統改善了智能投料機分級監管能力，提供智能投料機管理的可靠性，大大提高了智能投料機管理效率和管理水平，確保了瀝青混凝土的生產質量。