專利名稱：一種油庫付油控制系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種油庫付油控制系統，屬于自動控制技術領域，普遍適用于各種加油油庫。
背景技術：
目前，國內各大煉油廠、油庫的付油控制系統采用像普通加油站的加油機類似的控制方式，表現為人工開票、人工現場付油。這種方法效率低下且控制精度也較低。同時，需要人工錄入實際的付油結果，系統不能閉環，存在著人為失誤的隱患。
發明內容
本實用新型的目的就是針對國內人工付油的現狀及存在的問題而開發設計的一種全自動、高精度油庫付油控制系統。
本實用新型包括控制裝置、付油鶴位的流量計和電液控制閥，控制裝置由一臺工控機、一臺普通微機和一臺下位機PLC構成，工控機分別和微機、下位機PLC、流量計和控制閥相連接，這樣從微機錄入付油數量后，發送給工控機，工控機將付油指令和付油數量分別發給下位機PLC和付油鶴位的流量計，下位機PLC控制電液控制閥的開啟和關閉，完成加油過程。
微機和工控機之間采用網卡及網線方式連接，工控機和下位機PLC之間采用普通COM口即RS232方式連接，工控機和流量計之間采用在工控機上加裝高速串口卡，高速串口卡的每個串口連接波士轉換器，將RS232通訊方式轉換成RS485通訊方式，與現場各加油鶴位的質量流量計進行通訊。
本實用新型的控制裝置中還包括一個和工控機相連的模糊控制器，，模糊控制器可以采用硬件設備方式，也可采用在工控機上安裝控制軟件包的方式，模糊控制器內預先裝有輸油速度和提前關閥量數學關系模型，并按此數學模型控制電液控制閥的關閥動作，電液控制閥采用雙段式電液閥。這樣可提高加油數量的精確度，使加油誤差變得更小。
以下結合附圖對本實用新型做進一步說明。
圖1是本實用新型的結構示意圖圖2是付油時油的流速和提前關閥量的關系圖圖1中1為工控機，2為下位機PLC，3為模糊控制器，4為高速串口卡，5為開票及管理機，6為中心控制按鈕盒，7為擴展串口1，8為擴展串口2，9為擴展串口n，10為第1組現場流量計及顯示儀表，11為第2組現場流量計及顯示儀表，12為第n組現場流量計及顯示儀表。
具體實施方式
如圖1所示本實用新型采用研華的工控機(1)作為控制中心，通過網卡與一臺普通微機即開票與管理機(5)相連接；通過自帶串口(COM2)與下位機PLC(2)相連，同時下位機PLC(2)接有中心控制按鈕盒(6)，其作用為各個加油鶴位的總控制，正常情況下設為“自動”方式；同時，為滿足與現場多個加油位置的單片機智能流量儀表(10)(11)(12)的快速通訊，特采用PCI接口的高速串口卡(4)，擴展出N個擴展串口(7)(8)(9)。通過N個RS232/RS485波士轉換器與單片機智能流量儀表(10)(11)(12)以RS485的通訊方式相連接。現場各加油鶴位的按鈕、指示燈及執行元件——電液控制雙段閥等狀態均通過下位機PLC(2)的I/O輸入輸出模塊與工控機(1)進行交互。
系統中模糊控制器(3)采用軟件包的形式固化在工控機(1)控制軟件中，當然也可采用獨立控制器設備形式。
模糊控制器(3)的主要作用就是保證加油精度。要保證加油精度，需滿足對應系統不同的流速下給出不同的關閥提前量，以實現最小誤差。由于當流速很高時，電磁閥的響應及機械等誤差原因會大大影響加油精度，因此，系統選用雙段式電液閥，在加油實際值的提前設定值達到某值時，模糊控制器(3)向下位機PLC(2)發出“滴答”信號，用以降低流速。當流速降低到一定范圍時，模糊控制器(3)向下位機PLC(2)發出“保持信號”以使雙段式電液閥保持一定的開度。同時，流速降低到一定范圍時，系統中由于流速與流量在一定范圍內成線性關系，最終關閥信號提前量與流速也基本成線性關系。
即((設定值-實際值)＜＝(k1*流速+b1)&&(流速＜＝v1))‖((設定值-實際值)＜＝(k2*流速+b2)&&(流速＜＝v2)其中k1、k2、b1、b2為一定的系數，繪出的付油時油的流速和提前關閥量的關系圖為圖2所示。
該流速和提前關閥量的關系已經設定在模糊控制器(3)中，當加油設定值減去已加油的實際值位于關系圖(圖2)斜線的下方區域(包括斜線本身)時，模糊控制器(3)都會發出最終的關閥指令。對應不同的流速，模糊控制器(3)會控制并選擇不同的關閥提前量，這樣就保證了各加油位置的加油精度。
當每次自動加油工作時，必須首先接受管理機(5)操作人員輸入的加油設定值。但管理機加油開票是隨機的。如某一鶴位正在加油時，新的設定值也設為該鶴位，如這是直接將有關數據傳入工控機(1)，將導致系統控制混亂。為此，本系統設立了加油狀態標志。例如1#位每次加油結束時，在工控機(1)中將此標志置“0”，并放入本站點一文本文件中。只有當管理機(5)讀到此標志為“0”時，才將開票的設定值及序號標志傳入本站點的另一文本文件中，同時，將加油狀態標志置為“1”。否則，在管理機(5)上顯示“此位正在加油”。在工控機(1)讀到1#加油狀態標志為“1”時，開始接受管理機(5)傳送的數據，并付給相應的變量。由此，開票機(5)輸入的加油位置號、加油設定值等經網卡傳送到工控機(1)后，再由RS485方式傳送給現場智能儀表(加油鶴位)，并實時讀取該鶴位智能儀表的實際值，通過模糊控制器(3)發出對多段閥的控制信號，經COM端以RS232的通訊方式傳送給下位機PLC(2)，控制雙段式電液閥的開、關動作。
具體加油過程如下首先，買油者到開票窗口付款開票，工作人員將油品(90#或93#汽油、柴油等)、加油量、加油位置等參數輸入管理機(5)，經網卡將數據傳入工控機(1)。此時，買油者在指定的鶴位現場放好加油管、夾好防靜電夾，按下“就緒”按鈕。現場信號經下位機PLC(2)傳送至工控機(1)。工控機(1)綜合判斷管理機(5)及PLC(2)的數據，將加油設定值通過串口經RS232/485波士轉換器傳送至該加油位置的流量儀作為顯示值。同時，下傳信號至PLC(2)，控制電液閥打開，自動開始加油過程。
然后，加油現場的流量儀表將加油實際值實時送回工控機(1)，經模糊控制器(3)實時判斷，來控制關閥時刻，直到雙段閥關閉，自動完成加油全過程。同時，管理機(5)自動記錄相關數據，以形成日常管理工作的日報、月報、年報表及按時間、油品等查詢功能。
本實用新型通過油庫工作人員一次性輸入油品、加油噸數等管理數據，現場無須工作人員控制，只需司機自己放好油管及防靜電夾后按下“準備就緒”按鈕，整個加油過程完全由系統自動控制完成。如出現緊急情況，各加油鶴位現場具備“急停”按鈕，可避免意外發生。
本系統不僅自動化程度高，可以節約大量人力，同時，還具備控制精度高、操作簡便、易于維護等特點。
權利要求1.一種油庫付油控制系統，包括控制裝置、付油鶴位的流量計和電液控制閥，其特征在于控制裝置由一臺工控機、一臺普通微機和一臺下位機PLC構成，工控機分別和微機、下位機PLC、流量計和控制閥相連接，這樣從微機錄入付油數量后，發送給工控機，工控機將付油指令和付油數量分別發給下位機PLC和付油鶴位的流量計，下位機PLC控制電液控制閥的開啟和關閉，完成加油過程。
2.根據權利要求1所述的油庫付油控制系統，其特征是微機和工控機之間采用網卡及網線連接，工控機和下位機PLC之間采用普通COM口即RS232方式連接，工控機和流量計之間采用在工控機上加裝高速串口卡，高速串口卡的每個串口連接波士轉換器，將RS232通訊方式轉換成RS485的通訊方式。
3.根據權利要求1或2所述的油庫付油控制系統，其特征是所述的控制裝置還包括一個和工控機相連的模糊控制器，模糊控制器內裝有輸油速度和提前關閥量的數學關系模型，并按該數學關系模型控制電液控制閥的關閥動作，電液控制閥采用雙段式電液閥。
專利摘要本實用新型涉及一種油庫付油控制系統，包括控制裝置、付油鶴位的流量計和電液控制閥，控制裝置由一臺工控機、一臺普通微機、模糊控制器和一臺下位機PLC構成，工控機分別和微機、下位機PLC、流量計和控制閥相連接。本實用新型自動化程度高，整個加油過程完全由系統自動控制完成，可以節約大量人力，同時，還具備控制精度高、操作簡便、易于維護等特點，普遍適用各種加油油庫。
文檔編號G05B13/02GK2676259SQ20032010425
公開日2005年2月2日 申請日期2003年12月31日 優先權日2003年12月31日
發明者王曉輝, 張彥, 張永華, 趙克宇, 邱松濤, 高亞春 申請人:哈爾濱飛機工業(集團)有限責任公司