基于局域網的民用機場自動加油系統構想——收油及化驗系統設計初步

周泳海 孟 曉 劉長城

（中國人民解放軍空軍勤務學院四系 江蘇 徐州 221002）

1 傳統加油系統存在的不足

傳統加油流程影響加油安全、質量和效率的因素主要有以下三個方面：一方面，油料管理責權轉換時都存在化驗和計量等環節，人工介入在所難免，影響了工作效率，同時還增加了不安全因素；一方面，傳統的化驗和計量方法，不僅在準確性上，也在效率上主要取決于人為因素；第三方面，在加注環節上，不能實現飛行器與加油設施的自動對接、加注和分離，不僅增加了油料污染的風險，而且依賴于自然條件、人工熟練程度、人員安全意識高低和緊急情況處置能力等因素。綜上所述，傳統加油系統，由于人工介入環節和經驗能力依賴性而導致整個流程的不可操控性增強，是制約工作效率的最大瓶頸和最短板。

2 設計總體目標

針對傳統加油系統在接收、化驗、計量、加注等環節達到以下幾個主要目標：（1）減少人工參與，甚至達到無人值守的程度；（2）接收接口連接常態化，因此可以擴大口徑，提高接收和加注能力；（3）化驗與計量環節采用自動分析儀、自動計量儀、自動報警與控制設備，在接收、轉存、加注等關鍵環節設立化驗和閥門一體化的自動化設備。甚至可以變定點取樣為全程監控，變人工取樣為實時監控，變人工核查為自動調控；（4）在加注環節，對飛行器收油設備和機場加油設備進行全面標準化改造，實現自動對接、加注與分離的功能。甚至可以將部分飛行器儲油器模塊化，直接省去對接加注環節，只需更換儲油模塊即可再次起飛；（5）改造傳統泊機、下客卸貨和油車加注、油井加注區域的劃分和設計，建立一站式加注檢修棚（庫），可以有效地保證飛機的加油安全。

為了滿足油料接收、輸轉、加注，提高業務及安全管理的需要，力求做到管理和控制一體化，并實現現場作業與上層管理的多層次結構，整個系統按三級控制管理的結構來設計，具體如下：（1）現場采集控制級：采集現場液位、溫度、壓力等數據，閥門狀態采集及控制，油氣濃度數據及聯動報警，視頻監控信號，消防報警系統控制等。（2）監控管理級：完成人機對話以及協調與指揮現場控制元件的工作，并將計算的結果傳給現場控制級，同時將上位機所需的信息通過各種通訊口送出。（3）網絡管理級：把工作過程的動態數據通過工業以太網，上傳到數據服務器后，完成對監控管理級的信息交換及處理，對生產過程起監督管理的作用，實現網絡管理一體化，通過WEB方式提供各系統采集，處理的信息。

3 設計實例

整個油庫各系統建設，分為鐵路（公路或管道）收油系統、油料化驗系統等硬件及軟件建設，按以上系統進行分別設計。由于篇幅所限，本文以鐵路油料收發系統和油料化驗系統設計為例。

1）鐵路（公路或管道）收油系統

系統概述：鐵路（公路或管道）油料收發系統通過采集基礎數據、智能選擇收油作業工藝、自動控制作業油泵和閥門、自主選擇作業油罐、實時監測設備工況，有效提高油料收發效率，減輕人員工作量，實現油料接收作業自動控制，可考慮水路收發。

硬件概述：主要包括需改造的航煤鶴位若干個、汽油鶴位若干個、柴油鶴位若干個、油泵若干臺,管道收油系統需要鋪設遠距離輸油管道,根據實際情況在一定距離或者關鍵位置設立監控點。

系統結構：通過PLC（遠程I/O模塊）采集防抽空靜電接地狀態、泵進出口壓力、電動閥和泵工況等參數，根據收油數量及來油批次自動選擇收油流程，控制相應的泵閥實現自動收油。

系統功能：

（1）監控軟件功能模塊主要由以下幾項功能組成：

全自動收油功能：全自動一鍵式收油。

半自動收油功能：根據實際情況,針對必需人工參與的收油作業,設立半自動收油功能。

收油流程狀態監控模塊：實時動態監控收油作業設備狀態，液位、壓力、溫度等工況信息。

（2）靜電接地保護模塊：安裝靜電接地保護設備的目的，是為防止在收油過程中因靜電火花引起的事故，保障收油作業的安全性。

（3）電動閥自動控制模塊：根據靜電接地、防抽空報警信號、泵房實時工況、儲罐高液位報警信號等信息自動打開或者關閉電動閥門，實現收油與輸轉油過程中閥門的自動工作。

（4）輸油泵自動控制模塊：系統自動控制泵的啟動/停止執行收油作業。

（5）收油泵出入口壓力監測及保護功能模塊：實時采集和檢測壓力狀態，在正常范圍內保障收油作業的進行。通過收油泵出入口壓力反饋控制收油泵的啟停過程。

（6）油罐高液位報警保護功能模塊：當油罐液位高度上升至安全高度時，音叉開關報警，自動終止當前作業或執行換罐功能，防止冒罐事故發生。

2）油料化驗系統

系統概述：通過集成網關自動采集化驗結果數據值上傳至數據庫，由油料質量監督系統自動分析對比化驗數據，形成油料化驗數據流。

硬件概述：基于網絡條件下的自動加油系統,一般不需要建設專門的化驗室,但是在某些情況,為了保險起見,可以針對留存油品,建化驗室一座，面積XXX平方米，配備各型化驗儀器若干臺。

系統結構：

系統由各種全自動測定儀或檢測儀及管理終端和數據采集網關組成，在飛機郵箱，加注終端，各油料轉運節點都建立相應的自動檢測及報警裝置，便于實時監控。

系統功能：

在化驗室設置報表顯示器，用于顯示化驗數據，以及化驗數據形成的報表等內容。

4 結束語

自動加油系統設計的宗旨就是盡量減少人工參與，不僅為了提高效率和減少人工操作的不穩定性，也為了排除工作數據記錄中主觀因素的干擾，使得事后的評價及統計核算更具客觀性和及時性。但是筆者認為在自動化建設中需要注意三點：其一，各個接口和設備的模塊化、標準化是實現加油網絡化、自動化的重要前提；其二，傳統人工加油功能的保留和自動化過程人工干預都是必要的，但是應當嚴格控制和嚴格履行手續，并由機器自動記錄工作數據，以備事后查驗；其三，必須建立有效的緊急備用系統。