專利名稱：一種發(fā)油控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)油控制系統(tǒng)，屬于油庫定量裝車領域。
背景技術：
目前，國內(nèi)石油公司的計算機管理雖已開始多年，但由于各地的發(fā)展水平差異和管理方式的不同，沒有形成統(tǒng)一模式，且都只是作了一些局部功能的計算機管理，目前還沒有一家石油公司開發(fā)應用了涉及管理和發(fā)油控制于一體的系統(tǒng)。甚至國內(nèi)大多數(shù)的石油庫的發(fā)油控制還停留在手動控制的操作。其基本操作流程是先將提油單的重量除以發(fā)油的密度，即得到發(fā)油的體積。然后操作員手動打開閥門，根據(jù)安裝在管道上的機械流量體積表讀數(shù)來手動關閥。這種發(fā)油方式存在了較長的時間，也存在很多的弊端。一是要求一個發(fā)油貨位有一個發(fā)油員二是發(fā)油密度采用的是上午一個密度，下午一個密度，這樣存在較大誤差，尤其是在夏天，溫差較大的情況。三是在油庫管理上難以控制“人情”發(fā)油。造成管理上的混亂。部分石油公司雖然采用了一些控制儀表，如有的石油公司采用一個貨位一個控制儀表的獨立式方式，但操作以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計等都不方便。另外，該系統(tǒng)還不具備實時溫度采集，及時調(diào)整發(fā)油密度的功能。綜上所述，成品油(汽、柴油)銷售中主要存在的問題是
(1)付油的精度低，由于溫度的變化對油品的密度影響很大，所以必須根據(jù)當前溫度對發(fā)油計量進行補償，而現(xiàn)在很多場合依然依靠人工完成這一任務，精度得不到保證。(2)系統(tǒng)互聯(lián)自動化程度不高，有的定量發(fā)油儀僅實現(xiàn)現(xiàn)場貨位的發(fā)油自動化，而缺乏與上級計算機和其它發(fā)油儀的必要通信，未能實現(xiàn)整個系統(tǒng)的自動化控制。(3)安全性不高，對于油位、現(xiàn)場靜電檢測力度不夠，對于油路水擊問題不能很好解決。(4)發(fā)油信息記錄不能保證，如系統(tǒng)掉電等意外情況會喪失數(shù)據(jù)。(5)操作人員任務繁重，人員開銷大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有發(fā)油控制系統(tǒng)付油精度低、自動化程度不高等問題。本發(fā)明為解決上述技術問題而提供一種發(fā)油控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括與各個貨位相對應的下位機發(fā)油儀、多路通信模塊和上位機，各臺下位機發(fā)油儀通過多路通信模塊與上位機通信連接，所述的下位機發(fā)油儀包括注油管路和控制電路，控制電路包括微處理器和與之相連的流量計、溢油探測裝置、靜電保護裝置、油泵和電液閥，其特征在于所述的下位機發(fā)油儀還包括溫度變送器，該溫度變送器與微處理器的輸入端相連，溫度變速器放置在注油管道中，用于將采集到的溫度信息傳送給微處理器，微處理器應用標準密度核算當前溫度下的發(fā)油視密度，實現(xiàn)實時質(zhì)量發(fā)油，以達到對流量計進行溫度補償。所述的各臺下位機發(fā)油儀中至少一臺為多路下位機發(fā)油儀，該多路下位機發(fā)油儀包括至少兩路注油管道，每路注油管道中都設置有與其相對應的流量計、油泵、電液閥和溫度變送器，每路上設置的流量計、油泵、電液閥和溫度變送器都與該下位機發(fā)油儀中的處理器相連，微處理器根據(jù)多路混合的標準比例控制各路發(fā)油量，使發(fā)油過程中各路的己發(fā)油量分別占總己發(fā)油量的百分比與標準比例的誤差小于某一特定值。所述的微處理器中包括流量調(diào)節(jié)模塊，該流量調(diào)節(jié)模塊與電液閥的控制端相連，通過多級開閥和關閥使管道中的流量變化緩慢，達到減小管道中的過沖量的目的。所述的微處理器為ARM9處理器。所述的上位機包括發(fā)油記錄管理模塊、實時發(fā)油數(shù)據(jù)存儲模塊、歷史查詢模塊、發(fā)油參數(shù)設置模塊和報表管理模塊。所述的上位機和下位機發(fā)油儀之間通過RS485通信總線連接。所述的上位機上還連接有打印設備和報警設備。所述的微處理器上還連接有顯示模塊和輸入模塊。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過使用帶溫度變送器的下位機發(fā)油儀，用標準密度核算當前溫度下的發(fā)油視密度，實現(xiàn)實時質(zhì)量發(fā)油，而下位機發(fā)油儀中的流量調(diào)節(jié)模塊和多路混合比例調(diào)節(jié)模塊能夠?qū)崿F(xiàn)減小管道中的過沖量和調(diào)節(jié)混合比例功能。本系統(tǒng)可用于單路或者多路定量發(fā)油控制系統(tǒng)，保證固定的實時混合比例和較高的精度，還可用于實時質(zhì)量發(fā)油，彌補了體積發(fā)油的不足。


圖1是本發(fā)明的一種發(fā)油控制系統(tǒng)的結構示意圖；圖2是本發(fā)明實施例中的下位機發(fā)油儀的結構示意圖；圖3是本發(fā)明實施例中流量采集與密度變換代碼示意圖；圖4是本發(fā)明實施例中的油量流速調(diào)節(jié)曲線圖5是本發(fā)明實施例中的多路混合比例調(diào)節(jié)流程圖；圖6是本發(fā)明實施例中的上位機結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做進一步的說明。一種發(fā)油控制系統(tǒng)的實施例
如圖1所示，該系統(tǒng)主要包括N臺下位機發(fā)油控制儀、多路通信模塊和上位機控制主機，N臺下位機發(fā)油控制儀通過多路通信模塊與上位機控制主機通信連接。如圖2所示，每臺下位機發(fā)油控制儀包括ARM9微處理器和與之相連的流量計、電液閥、油泵、溫度變送器、靜電接地、溢油探頭、鍵盤控制模塊、IXD顯示模塊、Flash存儲模塊、SDRAM模塊、RS458總線接口和時鐘電路，AT91SAM^6IB ARM9微處理器具有功耗低、處理速度快、驅(qū)動能力強、集成度高等優(yōu)點。微處理器是整個系統(tǒng)的核心，它實時地采集和處理發(fā)油流量的數(shù)據(jù)。同時接收并執(zhí)行管理中心的操作指令。下位機發(fā)油控制儀以ARM9微處理器為核心。其主要功能包括與發(fā)油主機的通信；流量信號的采集、計算及顯示；溫度檢測，根據(jù)檢測溫度實時調(diào)整發(fā)油密度，現(xiàn)場環(huán)境的監(jiān)控等。流量信號由前端一次儀表提供，可選用電磁發(fā)訊器來產(chǎn)生。由于流量信號的頻率較高，信號驅(qū)動電流小，故將電磁發(fā)訊器產(chǎn)生的流量信號經(jīng)過運算放大器放大和整形處理后輸入到ARM9計數(shù)器的IO輸入端。溫度變送器電流信號經(jīng)放大后轉(zhuǎn)換成電壓，把該電壓輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換IO輸入端，分析計算得出發(fā)油管道中的油溫，在發(fā)每車油過程中由ARM9實時地讀取該模數(shù)轉(zhuǎn)換IO輸入端電壓，換算成溫度，并根據(jù)油料的標準密度計算出計重密度，并按照實時變化的密度進行發(fā)油。電液閥則受控于ARM9，根據(jù)發(fā)油數(shù)據(jù)的變化ARM9微處理器進行分析決策電液閥的關斷，進而控制管道流速并實現(xiàn)準確地定量關閥。現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)測包括靜電接地和溢油探頭兩部分，微處理器實時檢測靜電接地是否良好和溢油探頭的狀態(tài)變化，保證安全無誤地生產(chǎn)。數(shù)據(jù)顯示由微處理器輸出，驅(qū)動后送IXD顯示器中文顯示。如圖3所示為本發(fā)明專利質(zhì)量發(fā)油的部分代碼。ARM9內(nèi)部集成了計數(shù)速度高達10KHZ的高速計數(shù)器，可作為加法和減法計數(shù)器用，它是用來累計微處理器掃描速率不能控制的高速事件，可以配置多種不同的操作模式。本系統(tǒng)中利用處理器的高速計數(shù)器對流量計的脈沖流量進行采集，即
通過流量計的油品體積(K)=采集到的脈沖數(shù)0°) /流量計的儀表系數(shù)GO石油質(zhì)量換算采用國家最新計量標準GB/T1885-1998來得到實際的發(fā)油量。傳統(tǒng)的換算公式為I=樣叱F2t^Piw-I. 1)，其中P脈沖數(shù)/儀表系數(shù)，^F2tl是體積修正系數(shù)(溫度補償)，為20°C下的標準密度。為了便于計算，我們進行了改進通過20°C下的標準密度々％和采集的當前油品溫度t,以及通過計算機查詢國家最新計量標準GB/T1885-1998得到當前溫度t下的油品的視密度P t,將采集得到的流量計的油品體積乘以當前溫度下油品的視密度P “即可得到通過流量計的油品的質(zhì)量，進而實現(xiàn)實時的質(zhì)量發(fā)油。如圖4所示為本發(fā)明專利發(fā)油過程流速調(diào)節(jié)曲線圖。開始發(fā)油時速度比較低，管道中流速為10L/S左右；中間發(fā)油過程速度比較高并保持穩(wěn)定，流速為25L/S左右；結束發(fā)油時速度也比較低，管道中流速為5L/S左右保持穩(wěn)定，直至關閉。整個過程中速度不能超過安全流速(即油品流動的安全線速度)，保證安全生產(chǎn)；結束時的較低速度保證了電液閥的準確關斷，實現(xiàn)了定量發(fā)油的較高精度。同時為了解決油品以較高流速在長管道中流動所產(chǎn)生的較大水擊壓力，系統(tǒng)中的控制閥門采用能實現(xiàn)多段式開閉功能的電液閥。它是基于壓力平衡的原理，能實現(xiàn)油氣產(chǎn)品的精確控制和準確關斷。發(fā)油時先開泵，再開電液閥的常開和常閉電磁閥，這時電液閥由微處理器的輸出模塊控制開(通電)一閉(斷電)一開-閉，將閥門打開一定的開度，經(jīng)過一段時聞后，再將閥門打開一定的開度，如此多次小開度打開閥門，到最后，管道中的流速將會平緩得達到正常最大流速，保護流量計。當累積到設定值后，微處理器自動首先停電液閥，然后再是泵，兩者的時間也可在線修改，停電液閥是分別控制電液閥的常開、常閉電磁閥，開(斷電)-閉(通電)_開-閉，將閥門關閉一定的開度，經(jīng)過一段時間后，再將閥門關閉一定的開度，如此多次小開度關閉閥門，到最后，管道中的流速將會很小，此時常閉電磁閥斷電再一次性完全關閉閥門即可。在多級關閥過程中，由于每次關閥的開度較小，油品的流量變化不會很大，所以產(chǎn)生的水擊壓力不大，可以確保管道不會產(chǎn)生很大的水擊現(xiàn)象。另外，在關閥的最后階段，由于油品的流量已經(jīng)很小，此時完全關閥產(chǎn)生的過沖量也會比一次性完全關閉閥門所產(chǎn)生的過沖量小。如圖5所示為本發(fā)油控制系統(tǒng)中的多路混合比例調(diào)節(jié)程序流程框圖。為了節(jié)約能源的需要，目前在部分地區(qū)已經(jīng)使用了甲醇汽油和乙醇汽油。這就要求油品裝罐的時候，同時具備比例調(diào)和的功能。該系統(tǒng)可以同時三路不同的油品同時按照不同的比例發(fā)油，實現(xiàn)了在線實時混合。其主要思想是通過各路的實際比例(發(fā)油過程中實際三路管線各個已發(fā)油量分別占總已發(fā)油量的百分比)與標準比例(要求的三路管線各個發(fā)油量占總發(fā)油量的百分比)進行比較，然后根據(jù)不同的情況對速度進行調(diào)節(jié)，以達到發(fā)油過程中各路的比例與標準比例的誤差小于0.3%。同時，實現(xiàn)了各路同時開始發(fā)油，并且結束的時候，在1分鐘之內(nèi)三路管線均停止發(fā)油。如圖6所示為本發(fā)明上位機軟件的功能框圖。主站軟件功能包括發(fā)油記錄管理、實時發(fā)有數(shù)據(jù)、歷史查詢、發(fā)油參數(shù)設置、告警管理和報表管理，通過通信模塊和RS485總線與下位機通信連接。上位機完成提單數(shù)據(jù)輸入，根據(jù)提單信息到數(shù)據(jù)庫服務器檢驗提單真?zhèn)?，并將有關發(fā)油數(shù)據(jù)通過RS485總線傳送給發(fā)油控制儀；接收發(fā)油現(xiàn)場數(shù)據(jù)，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)跟蹤；提供相關信息查詢和報表等工作。本系統(tǒng)使用C++編寫，界面友好、操作使用簡單、管理方便的特點。具有以下的主要功能對管理庫存、票據(jù)、掛失提單等的有效處理；對系統(tǒng)參數(shù)、各類數(shù)據(jù)的管理。還可根據(jù)用戶的需要打印各種報表?？蓜討B(tài)。實時地反映下位機各貨位的發(fā)油情況，可實現(xiàn)多級權限管理。本發(fā)明的一種發(fā)油控制系統(tǒng)的前端為用于控制各貨位發(fā)油的控制儀，它是一個ARM9微處理器應用系統(tǒng)，主要負責現(xiàn)場管理，如流體計量、油溫檢測、現(xiàn)場監(jiān)控等。同時受上位機的控制，接收發(fā)油數(shù)據(jù)等信息，并將有關現(xiàn)場發(fā)油數(shù)據(jù)、現(xiàn)場監(jiān)控狀態(tài)等返回給上位機進行處理。由于該系統(tǒng)采用一臺上位機控制多臺前端發(fā)油控制儀，同時為了保證控制的實時性，因此必須在上位機機與前端各控制儀之間增加一個多路通信模塊進行多路通信管理。上位機除了對前端控制儀的控制外，還接入企業(yè)局域網(wǎng)服務器，進行提油單輸入，并將發(fā)油數(shù)據(jù)及時提交網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫服務器。
權利要求
1.一種發(fā)油控制系統(tǒng)，包括與各個貨位相對應的下位機發(fā)油儀、多路通信模塊和上位機，各臺下位機發(fā)油儀通過多路通信模塊與上位機通信連接，所述的下位機發(fā)油儀包括注油管路和控制電路，控制電路包括微處理器和與之相連的流量計、溢油探測裝置、靜電保護裝置、油泵和電液閥，其特征在于所述的下位機發(fā)油儀還包括溫度變送器，該溫度變送器與微處理器的輸入端相連，溫度變速器放置在注油管道中，用于將采集到的溫度信息傳送給微處理器，微處理器應用標準密度核算當前溫度下的發(fā)油視密度，實現(xiàn)實時質(zhì)量發(fā)油，以達到對流量計進行溫度補償。
2.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)油控制系統(tǒng)，其特征在于所述的各臺下位機發(fā)油儀中至少一臺為多路下位機發(fā)油儀，該多路下位機發(fā)油儀包括至少兩路注油管道，每路注油管道中都設置有與其相對應的流量計、油泵、電液閥和溫度變送器，每路上設置的流量計、油泵、電液閥和溫度變送器都與該下位機發(fā)油儀中的處理器相連，微處理器根據(jù)多路混合的標準比例控制各路發(fā)油量，使發(fā)油過程中各路的己發(fā)油量分別占總己發(fā)油量的百分比與標準比例的誤差小于某一特定值。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的發(fā)油控制系統(tǒng)，其特征在于所述的微處理器中包括流量調(diào)節(jié)模塊，該流量調(diào)節(jié)模塊與電液閥的控制端相連，通過多級開閥和關閥使管道中的流量變化緩慢，達到減小管道中的過沖量的目的。
4.根據(jù)權利要求3所述的發(fā)油控制系統(tǒng)，其特征在于所述的微處理器為ARM9處理器。
5.根據(jù)權利要求3或4所述的發(fā)油控制系統(tǒng)，其特征在于所述的上位機包括發(fā)油記錄管理模塊、實時發(fā)油數(shù)據(jù)存儲模塊、歷史查詢模塊、發(fā)油參數(shù)設置模塊和報表管理模塊。
6.根據(jù)權利要求5所述的發(fā)油控制系統(tǒng)，其特征在于所述的上位機和下位機發(fā)油儀之間通過RS485通信總線連接。
7.根據(jù)權利要求6所述的發(fā)油控制系統(tǒng)，其特征在于所述的上位機上還連接有打印設備和報警設備。
8.根據(jù)權利要求3、6或7所述的發(fā)油控制系統(tǒng)，其特征在于所述的微處理器上還連接有顯示模塊和輸入模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)油控制系統(tǒng)，屬于油庫定量裝車領域，該發(fā)油控制系統(tǒng)包括微處理器和與之相連的流量計、溢油探測裝置、靜電保護裝置和電液閥，所述的處理器上還連接有溫度變送器，溫度變速器放置在在泵口的管道中，用于將采集到的溫度信息傳送給微處理器，微處理器應用標準密度核算當前溫度下的發(fā)油視密度，對流量計進行溫度補償。本系統(tǒng)可用于單路或者多路定量發(fā)油控制系統(tǒng)，保證固定的實時混合比例和較高的精度，還可用于實時質(zhì)量發(fā)油，彌補了體積發(fā)油的不足。
文檔編號G05B19/418GK102566549SQ201210013960
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月17日 優(yōu)先權日2012年1月17日
發(fā)明者劉剛, 張慶輝, 徐宏, 王彩虹, 蔡志偉, 金廣鋒 申請人:河南工業(yè)大學