基于GSM的智能投料机短信分级报警系统设计与实现

李 明 ，薛春明 ，贾 磊 ，刘 晓

（1.吉河高速公路建设管理处，山西 运城 044000；2.山西省交通科学研究院，山西 太原 030006）

0 引言

为了减少沥青路面车辙病害，在道路建设的时候往往会在沥青混合料中添加抗车辙剂，沥青路面外掺剂用量多少直接影响沥青路面各项性能指标，因此需要在工程应用中确保沥青路面外掺剂的精确添加。由于现有沥青混凝土拌合站没有添加沥青路面抗车辙剂功能，因此在现场抗车辙剂的添加以全自动智能投料机为主。智能投料机所在沥青拌合站现场环境较为恶劣，很难做到值班人员长时间现场值守，且智能投料机相关管理人员、沥青路面建设单位、监理单位和业主单位无法准确获悉抗车辙添加状态及投料过程质量数据信息，从而无法确保沥青混凝土的生产质量。

针对这一现状，本文提出了基于GSM的智能投料机短信分级报警系统，该系统可对智能投料机进行实时监管，一旦出现抗车辙剂投料重量与配合比超限、投料机故障等问题时，可根据不同报警级别，短信通知相应级别管理人员与责任人[1-3]，确认报警超限与故障后，授权用户可发送预先设定的短信内容控制智能投料机执行相关动作。授权用户可主动发送短信查询智能投料机投料信息、投料机参数、投料机运行状态等数据，智能投料机通过GSM短信模块可实现定时发送短信、开关机发送短信，实现智能投料机的主动短信通知[4-5]。该系统通过短信超限报警、故障报警、主动通知和短信查询与控制，改善了智能投料机分级监管、分级响应的能力，大大提高了智能投料机管理效率和管理水平，确保了沥青混凝土的生产质量。

1 短信分级权限管理

根据报警严重程度向不同级别用户权限组发送报警短信，从而使管理人员及负责人能够及时了解智能投料机运行状态并处理故障。

一般设置4个级别短信用户权限组，分别为值班组、管理组、监管组和经理组，报警等级划分如图1所示。值班组为一级报警权限组，包括智能投料机现场操作人员与值班人员；管理组为二级报警权限组，包括智能投料机负责人；监管组为三级报警权限组，包括智能投料机所属沥青拌合站管理人员、标段管理人员与监理部门管理人员；经理组为四级报警权限，包括高速公路建设管理处管理人员。

将值班组分为两组，分别为白班值班组和夜班值班组，报警短信白天指定时间段发送给白班值班人员，晚上指定时间段发送给夜班值班人员，实现智能投料机的轮班值守。

图1 报警等级划分示意图

2 短信报警管理

2.1 短信超限报警

2.1.1 超限报警

a）智能投料机投料重量及抗车辙剂配合比超出允许误差范围，报警条件成立，持续超限次数超过两次，系统立即给值班组发送报警短信，同时拨打接收人手机。

b）持续次数超过5次，报警未被值班组处理，系统给负责人组发送报警短信，同时拨打手机。

c）持续加料次数超过10次后，报警仍未解除，系统给监管组和经理组发送报警短信，同时拨打接收人手机，超限报警配置如表1所示。

表1 超限报警配置表

2.1.2 报警确认

如果3次内（报警重复间隔）加料超限报警没有恢复，且没有收到接收人的报警确认信息，系统再次给用户组发送报警信息，只要收到接收人的报警确认信息，将不再重复发送该报警信息；报警确认配置如表2所示。

表2 报警确认配置表

2.1.3 报警恢复

超限报警产生后，投料重量恢复至投料设定值误差范围之内，且持续时间超过报警恢复延时，超限报警恢复，系统立即给用户组发送信息，报警恢复配置如表3所示。

表3 报警恢复配置表

2.2 短信故障报警

智能投料机故障主要有上料螺旋故障、给料气阀故障、给料器故障、鼓风机故障、仓料备料不足、吹送系统异常、投料系统异常。

2.2.1 故障报警

a）当上料螺旋出现故障时，且持续时间超过1 min时，系统立即给值班组发送报警信息，“智能监控中心：2016-05-16 18:51:04投料机上料螺旋故障”，同时拨打接收人手机。

b）5 min后，若报警未被值班组解除，系统给负责人组发送报警信息，“智能监控中心：2016-05-16 18:51:04加料过上料螺旋故障”，同时拨打接收人手机。

c）在过10 min后，如果报警还未排除，系统给监管组和经理组发送报警信息，“智能监控中心：2016-05-16 18:51:04加料过上料螺旋故障”，同时拨打接收人手机。

2.2.2 报警确认

如果1 min内加料超限报警没有恢复，且没有收到接收人的回复信息“智能监控中心：是”，系统再次给用户组（值班组）发送报警信息。

2.2.3 报警恢复

超限报警产生后，当加料重量在加料重量设定值允许误差范围之内，且持续时间超过5 s（报警恢复延时）时，超限报警恢复，系统立即给值班组发送信息“智能监控中心：2016-05-16 18:51:04加料机上料螺旋故障解除”。

2.3 短信通知

2.3.1 定时发送短信

每日中午12:00和下午18:00，智能投料机给值班组和管理组用户发送短信，通知用户投料机当日累计投料次数和当日累计投料重量。

2.3.2 开关机发送短信

每日智能投料机开始运行，给值班组、管理组和监管组发送短信，提醒用户投料机开始运行，智能投料机结束运行。

2.4 短信查询与控制

2.4.1 短信查询

短信查询授权用户组发送预先设定的短信内容到GSM短信模块，GSM短信模块收到查询短信后，立即将相关数据信息发送至查询人的手机上。短信查询授权用户组可以发送短信主动查询智能投料机投料信息、投料机参数、投料机运行状态等数据，查询GSM短信模块中SIM卡余额和流量使用情况。

2.4.2 短信控制

短信控制授权用户组发送预先设定的短信内容到GSM短信模块，GSM短信模块接收后把设定值赋给PLC相关变量，实现对智能投料机的控制，完成操作后发送短信至控制人的手机上表示操作成功或失败。

短信控制用户组可控制智能投料机控制系统上电开始运行、断电结束运行，实现对智能投料机抗车辙剂投料配合比、抗车辙剂投料重量设定值、上料螺旋频率、给料气阀开启时间、投料气阀开启时间等投料机运行参数的设置。

3 结语

基于GSM的智能投料机短信预警管理系统通过实时数据采集、短信用户分级权限、短信报警设置，可实现超限报警、故障报警分级发送短信，短信主动通知，短信查询与控制。该系统改善了智能投料机分级监管能力，提供智能投料机管理的可靠性，大大提高了智能投料机管理效率和管理水平，确保了沥青混凝土的生产质量。