加油站液位儀應(yīng)用集成分析

江 海

加油站液位儀應(yīng)用集成分析

江 海

江 海

中國石化廣東石油分公司

江海，男，1981年出生，2003年畢業(yè)于西南石油大學(xué)信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)，本科學(xué)歷，學(xué)士學(xué)位，現(xiàn)任中國石化廣東石油分公司信息管理處主管（中級(jí)職稱），從事信息系統(tǒng)管理工作。

文章對(duì)液位儀應(yīng)用集成管理系統(tǒng)的架構(gòu)和功能進(jìn)行了分析，其中重點(diǎn)闡述了容積表自動(dòng)校準(zhǔn)的技術(shù)原理和工作流程，對(duì)油品銷售企業(yè)加油站液位儀深化應(yīng)用具有一定的參考意義。

液位儀應(yīng)用集成的必要性

近年來，液位儀在油品銷售企業(yè)加油站的安裝率逐年遞增，時(shí)點(diǎn)庫存監(jiān)測、地（臥）罐交接等功能、應(yīng)用已逐漸普及，在降低加油站工作量和減少計(jì)量誤差方面初顯成效，但根據(jù)整體投入與產(chǎn)出分析，液位儀目前的整體應(yīng)用情況并未達(dá)到其預(yù)期的價(jià)值，主要體現(xiàn)在：一是液位儀與各業(yè)務(wù)系統(tǒng)間未實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成，油罐庫存與油槍付出未實(shí)現(xiàn)聯(lián)合應(yīng)用，導(dǎo)致液位儀監(jiān)測數(shù)據(jù)在經(jīng)營管理中發(fā)揮效果一般；二是油罐變形或傾斜形成的容積表誤差，導(dǎo)致地（臥）罐交接、交接班液位儀取數(shù)不準(zhǔn)確，液位儀監(jiān)測數(shù)據(jù)可信度不高、難以全面普及；三是對(duì)液位儀設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)缺乏整體監(jiān)控，設(shè)備故障響應(yīng)、維修周期長，影響液位儀整體應(yīng)用水平。

因此，如何更好地利用現(xiàn)有液位儀功能，實(shí)現(xiàn)與周邊設(shè)備、系統(tǒng)的應(yīng)用集成，以及未來液位儀的發(fā)展方向，已成為整個(gè)油品銷售企業(yè)的重點(diǎn)研究課題，構(gòu)建一套完整的液位儀的應(yīng)用集成管理系統(tǒng)已成為液位儀深化應(yīng)用的必然趨勢。在此背景下，2013年，廣東石油根據(jù)自身實(shí)際情況，自主研發(fā)了加油站液位儀應(yīng)用集成管理系統(tǒng)（LIMS）。

LIMS整體架構(gòu)

LIMS由站端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、服務(wù)端應(yīng)用集成平臺(tái)以及異常報(bào)警終端組成：站端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)液位儀、加油機(jī)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)緩存；服務(wù)端應(yīng)用平臺(tái)是容積表自動(dòng)校準(zhǔn)、液位異常變化監(jiān)控、綜合數(shù)據(jù)分析等集成功能的應(yīng)用；異常報(bào)警終端為可安裝在各類終端的音頻輸出報(bào)警軟件。數(shù)據(jù)采集軟件通過與液位儀、加油機(jī)通訊控制器接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)油罐庫存數(shù)據(jù)和油機(jī)付油數(shù)據(jù)的多維度采集，與服務(wù)端應(yīng)用集成平臺(tái)數(shù)據(jù)同步，同時(shí)為本地零售管理系統(tǒng)提供基礎(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)（圖1）。

圖1

LIMS功能應(yīng)用

LIMS系統(tǒng)功能，主要可劃分為容積表管理、運(yùn)行監(jiān)控、綜合分析等三個(gè)方面。

容積表管理

容積表管理由檢定容積表管理、油槍誤差值管理、容積表校準(zhǔn)管理、校準(zhǔn)容積表管理、容積表分析組成，其應(yīng)用核心為容積表自動(dòng)校準(zhǔn)。

業(yè)務(wù)功能

（1）初始容積表管理，提供初始容積表的查詢、導(dǎo)入和版本管理功能，作為容積表校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

（2）油槍誤差值管理，提供加油槍誤差值查詢、導(dǎo)入和更新功能，作為容積表校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

（3）容積表校準(zhǔn)，提供容積表校準(zhǔn)任務(wù)啟用、容積表校準(zhǔn)狀態(tài)查詢功能。

（4）校準(zhǔn)容積表管理，提供校準(zhǔn)容積表查詢、容積表版本啟用功能。

（5）容積表分析，提供各容積表版本接卸油、班結(jié)、日結(jié)、月結(jié)損耗對(duì)比，作為容積表準(zhǔn)確度和啟用某個(gè)容積表版本的依據(jù)。

校準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集原理

容積表校準(zhǔn)數(shù)據(jù)通過加油站站端系統(tǒng)采集，站端系統(tǒng)根據(jù)服務(wù)端容積表校準(zhǔn)任務(wù)計(jì)劃，通過智能采集設(shè)備，實(shí)時(shí)獲取各加油槍提、掛槍數(shù)據(jù)，并在各提、掛槍時(shí)點(diǎn)同步獲取油罐液位高度，經(jīng)本地?cái)?shù)據(jù)處理后上傳至服務(wù)端。

（1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)：定義油罐號(hào)為X，對(duì)應(yīng)加油槍號(hào)為1、2、3、…Y，以提槍時(shí)間為順序，將對(duì)應(yīng)記錄N存儲(chǔ)至基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表Table1。

（2）校準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)：判斷TSTRTn+1是否在待處理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的提、掛槍時(shí)間區(qū)間類等。

自動(dòng)校準(zhǔn)原理

站端采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)端后，服務(wù)端根據(jù)容積表校準(zhǔn)計(jì)劃，通過后臺(tái)作業(yè)自動(dòng)生成新的容積表。

（1）初始容積表存儲(chǔ)：初始容積表X（h，Vh），按等差法將容積表轉(zhuǎn)換為毫米單位，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為Table3，表數(shù)據(jù)包括油罐X、油高h(yuǎn)、油高對(duì)應(yīng)體積Vh、初始容積表版本號(hào)、導(dǎo)入時(shí)間等，每毫米容積差△Vh-1（△Vh-1=Vh-Vh-1）等。

（2）修正數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)：根據(jù)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)表Table2、初始容積表Table3，計(jì)算各校準(zhǔn)數(shù)據(jù)區(qū)間內(nèi)每毫米容積差與初始容積表對(duì)應(yīng)每毫米容積差差異。

（3）修正容積表計(jì)算與存儲(chǔ)：根據(jù)每毫米容積差差異表Table4，計(jì)算每毫米容積差差異算數(shù)平均值A(chǔ)vg［△（△Vh-1）n］，對(duì)初始容積表Table3進(jìn)行修正，修正后容積表X`（h，V`h），修正后容積表存儲(chǔ)為Table5，表數(shù)據(jù)包括表數(shù)據(jù)包括油罐X、油高h(yuǎn)、油高對(duì)應(yīng)體積V`h、開始校準(zhǔn)日期、結(jié)束校準(zhǔn)日期、容積表生成時(shí)間、修正容積表版本號(hào)等，其中V`h= Vh-1+△Vh-1+ Avg［△（△Vh-1）n］。

（4）準(zhǔn)確度修正：△（△Vh-1）n最大和最小的10％數(shù)據(jù)去除。

（5）修正后容積表驗(yàn)證：對(duì)初始容積表表X（h，Vh）與新容積表X`（h，V`h）卸油、班報(bào)、日?qǐng)?bào)、盤點(diǎn)損耗情況比對(duì)，視損耗絕對(duì)值趨于0的容積表更為有效。

自動(dòng)校準(zhǔn)有效性

通過對(duì)廣東石油的30座加油站進(jìn)行容積表自動(dòng)校準(zhǔn)，與罐車標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)檢定容積表進(jìn)行比較，LIMS系統(tǒng)自動(dòng)校準(zhǔn)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)檢定結(jié)果差異為小于2‰。

運(yùn)行監(jiān)控

運(yùn)行監(jiān)控由液位異常變化和報(bào)警、庫存異常監(jiān)控、設(shè)備異常監(jiān)控、靜態(tài)測漏、時(shí)點(diǎn)庫存監(jiān)控、槍罐狀態(tài)監(jiān)控等組成，為加油站運(yùn)營統(tǒng)一的監(jiān)控平臺(tái)。

液位異常變化監(jiān)控與報(bào)警

提供靜態(tài)和動(dòng)態(tài)（即無加油和有加油）兩種情況下的全天候液位異常變化監(jiān)控。站端采集系統(tǒng)將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至服務(wù)端，在服務(wù)端應(yīng)用集成平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)液位異常變化的監(jiān)控，同時(shí)在異常報(bào)警終端提供實(shí)時(shí)的音頻輸出報(bào)警。

庫存異常監(jiān)控

在服務(wù)端應(yīng)用集成平臺(tái)設(shè)定各油罐的安全容積、高低液位預(yù)警容積，根據(jù)每分鐘站端采集系統(tǒng)采集上傳的油罐實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)庫存異常實(shí)時(shí)監(jiān)控。

設(shè)備異常監(jiān)控

根據(jù)站端采集系統(tǒng)獲取的液位儀、加油槍等設(shè)備異常信息，在服務(wù)端應(yīng)用集成平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)加油站油罐、油槍等設(shè)備異常的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

靜態(tài)測漏

靜態(tài)測漏和液位異常變化監(jiān)控原理基本一致，但只能在無加油狀態(tài)下進(jìn)行，靜態(tài)測漏由加油站人員在站端采集系統(tǒng)進(jìn)行，所有測漏結(jié)果均實(shí)時(shí)傳輸至服務(wù)端，對(duì)測漏結(jié)果平均每小時(shí)庫存變化量大于0.38L的數(shù)據(jù)進(jìn)行示警。

實(shí)時(shí)庫存監(jiān)控

根據(jù)站端采集系統(tǒng)獲取的液位儀、加油槍等設(shè)備異常信息，在服務(wù)端應(yīng)用集成平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各油站實(shí)時(shí)庫存監(jiān)控，同時(shí)提供分層級(jí)、分油品的匯總庫存監(jiān)控。

設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控

根據(jù)服務(wù)端維護(hù)的各加油站油槍、油罐等設(shè)備資料，以及站端采集系統(tǒng)與各油槍、油罐等設(shè)備連接狀態(tài)信息，在服務(wù)端應(yīng)用集成平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各油站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控。

綜合分析

基于站端數(shù)據(jù)采集平臺(tái)提供的源數(shù)據(jù)，在服務(wù)端應(yīng)用集成平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)加油站數(shù)據(jù)的自動(dòng)、智能分析，包括：設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)分析，加油站庫存綜合分析，接卸油、班結(jié)、日結(jié)、月結(jié)、分時(shí)段等綜合損耗分析，油品銷售溫度綜合分析，各類損耗排名統(tǒng)計(jì)，分時(shí)段銷量統(tǒng)計(jì)，加油高峰分析，油槍效率分析，排班優(yōu)化分析等。

結(jié)語

LIMS通過對(duì)不同液位儀品牌的統(tǒng)一接入，實(shí)現(xiàn)了對(duì)加油站庫存數(shù)據(jù)與銷售數(shù)據(jù)的集中集成應(yīng)用，很大程度提升了液位儀的整體應(yīng)用效果和效率，對(duì)油品銷售企業(yè)液位儀深化應(yīng)用具有一定的參考意義。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.01.060