楊錫太

(天津港物資供應有限責任公司 天津300451)

自動加油控制管理系統(tǒng)的實現(xiàn)

楊錫太

(天津港物資供應有限責任公司 天津300451)

自動控制加油管理系統(tǒng)的實現(xiàn)提升了某公司現(xiàn)有的加油管理模式，實現(xiàn)了流動機械設備的“無紙化”加油流程。自動控制加油管理系統(tǒng)利用工業(yè)控制計算機，創(chuàng)新性引入無線付油車輛實時監(jiān)控、臺時數(shù)和里程數(shù)即時改變密碼、里程表和臺時表檢測、實時單車考核，其中能夠根據(jù)當前臺時數(shù)和里程數(shù)改變密碼、實時查詢單車油耗為系統(tǒng)的創(chuàng)新點。該系統(tǒng)為自主設計、技術領先，具有極大的推廣價值。

自動控制 工業(yè)控制計算機 密碼 自主設計

0 引 言

天津港物資供應有限責任公司是天津港內(nèi)主營燃料供應的專業(yè)化公司。擁有6座橇裝式加油裝置和7座加油站以及現(xiàn)場流動式加油設備。公司加油站員工每天需要為數(shù)百部流動機械設備和固定式機械設備進行加油。傳統(tǒng)的加油系統(tǒng)不僅需要加油站員工每天通過加油票統(tǒng)計每輛車的加油數(shù)量、里程數(shù)、臺時數(shù)，還需要將數(shù)據(jù)手工輸入電腦進行統(tǒng)計，造成加油效率低下、人工工時占用較多、人工成本較大、不能實時監(jiān)控現(xiàn)場加油情況、不能實時考核司機節(jié)油情況等缺點。

該公司的自動加油控制管理系統(tǒng)不僅應具備一般社會加油站的自助加油功能，更應符合港口生產(chǎn)作業(yè)特征，具備符合(集團)公司各個生產(chǎn)企業(yè)的特點，在自助加油的同時采集、處理、分析、遠傳車輛信息數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)作業(yè)提供保障。

1 系統(tǒng)功能設計要求

1.1 基本要求

自動加油控制管理系統(tǒng)的基本功能是代替人工加油，即在沒有人為控制的情況下實現(xiàn)系統(tǒng)自助加油，實現(xiàn)對車輛當前運行信息的采集、處理、分析和遠傳。加油機實現(xiàn)自動付油，減少加油工的操作環(huán)節(jié)；實現(xiàn)司機自助加油，最大化降低加油過程中的人工操作、人工統(tǒng)計，降低加油作業(yè)的人工成本，減少每次加油時的數(shù)據(jù)錄入環(huán)節(jié)。同時，根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)條件要求，實現(xiàn)在付油監(jiān)控室實時監(jiān)控現(xiàn)場加油情況。

1.2 無線車輛遠傳和實時監(jiān)控的設計要求

公司同時擁有安裝于現(xiàn)場的6座橇裝式加油裝置和7部流動式加油車輛，需要每天到(集團)公司所屬的各個大型裝卸公司，堆場，機械隊，陸、航運隊為數(shù)百輛流動機械設備和固定式機械設備進行現(xiàn)場加油，設備量大、加油量多。與加油站有線傳輸方式不同，流動加油車輛無法使用有線設備進行數(shù)據(jù)傳輸，而在生產(chǎn)作業(yè)加油中，為實現(xiàn)無人自助加油，需要實現(xiàn)在加油設備付油監(jiān)控室現(xiàn)場監(jiān)控實時加油情況的功能。

1.3 隨時改變密碼功能設計要求

由于流動機械設備和固定式機械設備的司機較多，身份識別卡容易丟失，因此使用身份識別卡需要具有密碼功能，防止不明身份人員利用丟失的身份識別卡進行自助加油，避免因為身份識別卡丟失造成的燃油盜加、丟失現(xiàn)象。要求身份識別卡具有較高安全性的密碼，無法被人破譯。為提高密碼難度，密碼應可以隨時間、條件等因素改變。因此，每輛車擁有自己獨一無二的隨車密碼，既不能被破譯，也能夠隨時隨地改變，這成為設計的一大難點。

1.4 實時單車考核功能設計要求

自動加油控制管理系統(tǒng)在實際運行時應能夠及時處理車輛運行情況、運行數(shù)據(jù)、運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)車輛出現(xiàn)的問題，不僅實現(xiàn)加油功能，也能夠排除問題，做到早發(fā)現(xiàn)、早解決，避免車輛問題擴大化。同時，可以計算歷史車輛里程單耗和臺時單耗，避免因司機操作造成的燃油過度消耗，對司機駕駛起到指導作用。

2 自動加油控制管理系統(tǒng)功能實現(xiàn)

2.1 基本功能設計實現(xiàn)

為實現(xiàn)自動加油控制管理系統(tǒng)完全代替手工書寫油票，記錄車輛里程數(shù)或臺時數(shù)，應首先對公司所屬的6座橇裝式加油裝置和7部流動式加油車輛進行升級改造，在原有設備基礎上增加工業(yè)控制計算機，對數(shù)據(jù)進行采集、處理、分析、遠傳。在監(jiān)控室構建中繼計算機處理器，接收加油現(xiàn)場采集的加油數(shù)據(jù)。通過現(xiàn)場加油設備與公司計算機已經(jīng)架設的信息通訊電纜，將現(xiàn)場加油設備中繼計算機處理器與公司儲存數(shù)據(jù)處理器連接，傳輸數(shù)據(jù)。利用中繼計算機處理器對加油數(shù)據(jù)進行處理、計算、排序，然后將數(shù)據(jù)傳輸至已經(jīng)構建的燃化供應部，達到兩個系統(tǒng)間的信息互通。升級改造后的流動式加油設備數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構如圖1所示。

為保證加油設備身份識別的可靠性，選用當前可靠性較高的射頻卡作為身份識別標志，做到一車一卡。

圖1 流動式加油設備數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構Fig.1Data transmission structure of movable fuel servicing equipment

2.2 無線車輛遠傳和實時監(jiān)控功能實現(xiàn)

流動式加油設備數(shù)據(jù)的遠傳和實現(xiàn)需要借助于無線網(wǎng)絡。為實現(xiàn)加油車輛數(shù)據(jù)遠傳，當車輛在燃化供應部門較近范圍時，選用工業(yè)WiFi作為數(shù)據(jù)傳輸媒介。WiFi傳輸數(shù)據(jù)的形式具有成本較低、速度較快、可靠性較高等優(yōu)點。而工業(yè)WiFi可傳輸數(shù)據(jù)范圍較小，無法滿足天津港物資供應有限責任公司的各個流動式加油設備地點與燃化供應部門之間的數(shù)據(jù)傳輸，因此在加油車輛遠離燃化供應部門時，選用GPRS作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿浇?。GPRS作為數(shù)據(jù)傳輸形式具有距離遠、范圍大等優(yōu)點。為提高實時監(jiān)控效率，實施考核的內(nèi)容，流動機械設備和固定機械設備司機加油時需要將當前里程數(shù)或臺時數(shù)輸入到加油車輛的工業(yè)控制計算機中，工業(yè)控制計算機將當前里程數(shù)或臺時數(shù)和單車加油數(shù)量一并通過WiFi或GPRS手段傳輸?shù)饺蓟块T，燃化供應部門此時可以對現(xiàn)場加油數(shù)量進行實時監(jiān)控，保證加油流程的安全生產(chǎn)，確保了全方位監(jiān)控無死角，在機械設備自助加油的同時實現(xiàn)實時監(jiān)控。

2.3 隨時改變密碼功能實現(xiàn)

為實現(xiàn)身份識別卡的加密，作為身份識別的射頻卡應具備密碼功能。由于公司流動、固定機械設備的司機較多，射頻身份識別卡容易丟失，因此射頻身份識別卡需要具有高級別的密碼功能，防止不明身份人員利用丟失的射頻卡進行自助加油。為提高射頻卡密碼破譯難度，自行設計的自動加油控制管理系統(tǒng)的射頻卡應具有隨時改變的能力。通過對加油過程控制的探索，發(fā)現(xiàn)流動機械設備每次加油數(shù)量與兩次加油間隔的里程數(shù)或臺時數(shù)具有較高關聯(lián)性，而工業(yè)控制計算機存儲器容量只有128,kb，無法滿足記憶所有流動機械設備前次里程數(shù)或臺時數(shù)的要求，因此單純借助工業(yè)控制計算機的存儲器和運算器無法實現(xiàn)使用間隔里程數(shù)或臺時數(shù)形成即時密碼。此功能的實現(xiàn)成為自動加油控制管理系統(tǒng)的一大難點，因而擁有即時改變密碼的校驗功能，具有極強的推廣意義。

設置固定密碼和隨時密碼兩部分，固定密碼由身份識別卡所屬車輛的3位編碼號組成，隨時密碼根據(jù)車輛運行里程數(shù)或臺時數(shù)的5位數(shù)字組成，共計8位數(shù)字。隨時密碼的形成方式為：根據(jù)機械設備性能推斷，流動機械設備、固定機械設備的耗油量與設備運行里程數(shù)或臺時數(shù)成正比，即每次加油與前次加油之間間隔應在一定范圍內(nèi)。自動加油控制系統(tǒng)將此范圍通過有線傳輸至固定的橇裝式加油設備的加油機、工業(yè)控制計算機，或無線傳輸至流動式加油設備的工業(yè)控制計算機上。而每次加油時，機械設備司機輸入的里程數(shù)或臺時數(shù)不僅傳送到燃化供應部門控制室，也通過射頻卡讀寫器寫入射頻卡中，并與上次射頻卡中的數(shù)據(jù)進行比對，比對結(jié)果小于定值并且大于0，方可進行加油，否則就不予加油。

具體實例：某流動機械設備編碼號為A；在燃油注滿情況下，經(jīng)過長期實踐摸索認證，可運行最大里程為B；上次加油時記錄在身份識別卡中的里程數(shù)或臺時數(shù)為C；司機輸入工業(yè)控制計算機的密碼數(shù)為D。經(jīng)過工業(yè)控制計算機計算：當D＜A×100,000＋C時，工業(yè)控制計算機拒絕為設備加油；當D＞A×100,000＋B＋C時，工業(yè)控制計算機拒絕為設備加油；當A×100,000＋C＜D＜A×100,000＋B＋C時，工業(yè)控制計算機同意為設備加油。

2.4 里程表和臺時表檢測功能實現(xiàn)

為利用自動加油控制系統(tǒng)對機械設備里程表和臺時表功能進行檢測，經(jīng)過對加油過程調(diào)研，研究出利用里程數(shù)或臺時數(shù)，借助自動加油控制系統(tǒng)檢測里程表和臺時表的方法。

在每次加油過程中，流動機械設備司機需要提槍后輸入本次加油時的里程數(shù)或臺時表數(shù)，工業(yè)控制計算機可以通過讀取射頻卡中上次保存的里程數(shù)或臺時數(shù)數(shù)據(jù)得知上一次加油時的數(shù)據(jù)，工業(yè)控制計算機可以將本次數(shù)據(jù)與上次數(shù)據(jù)比對，若兩次數(shù)據(jù)相等，則說明里程表或臺時表損壞，工業(yè)控制計算機通過液晶屏顯示“里程表損壞”或“臺時表損壞”告知司機故障，避免故障長時間無法排查，致使車輛運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計失誤和保養(yǎng)不及時，降低對車輛性能的影響。

此方法的研究表明，自動加油控制系統(tǒng)也具有對流動機械設備儀表進行檢測的能力。

2.5 實時單車考核功能實現(xiàn)

利用加油時輸入的里程數(shù)或臺時表數(shù)，通過有線或無線設備遠傳到燃化供應部門控制室，該控制室可以利用計算機計算出本次加油與上次加油期間的里程單耗或臺時單耗，與歷史里程單耗和臺時單耗比較，得出當前車的耗能效率比和本班司機的節(jié)能意識與能力，為公司節(jié)能減排提供數(shù)據(jù)支持，為各裝卸公司和物流倉儲公司的機械隊和陸、航運隊管理人員有效控制流動機械運營成本提供依據(jù)。工業(yè)控制計算機可以對歷史數(shù)據(jù)進行比較，若差距較大，則會報警并通過遠傳系統(tǒng)傳到加油現(xiàn)場的工業(yè)控制計算機，工業(yè)控制計算機通過液晶屏報警，告知現(xiàn)場人員及時排查，做到早發(fā)現(xiàn)、早修理，力求將車輛問題迅速解決。此功能的實現(xiàn)保證了機械設備的正常運行。

3 自動化加油控制管理系統(tǒng)實現(xiàn)的特點和意義

自動化加油控制管理系統(tǒng)是公司對過去人工記錄加油方式的提升和改造。與人工記錄加油方式相比，自動化加油控制管理系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)控現(xiàn)場加油情況，減少人工進行的油票統(tǒng)計，節(jié)約人力成本，實現(xiàn)加油系統(tǒng)的無紙化辦公；能夠通過科學的計算方法得出單車運營考核內(nèi)容，為公司生產(chǎn)車輛的降本增效提供有效保障；能夠?qū)崿F(xiàn)射頻加油卡密碼隨里程數(shù)或臺時表數(shù)即時改變，避免因加油射頻卡丟失造成的燃油丟失；能夠利用歷史數(shù)據(jù)監(jiān)測里程表和臺式表故障，保證運行檢測萬無一失；能夠利用現(xiàn)代工業(yè)控制計算機對加油生產(chǎn)進行實時監(jiān)控和單車考核，為生產(chǎn)過程優(yōu)化提供支持；能夠在記錄加油數(shù)據(jù)時錄入流動機械設備運行里程數(shù)或臺時數(shù)，實現(xiàn)對加油量和單車耗油單耗的校核；能夠與手機微信系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互，隨時隨地查詢加油數(shù)據(jù)。

自動化加油控制管理系統(tǒng)的實現(xiàn)提高了生產(chǎn)效率，加強了企業(yè)生產(chǎn)付油的管理模式，最終滿足了設計運行穩(wěn)定、可靠性好、加油便捷、管理方便、抗干擾能力強、適合公司加油實際工況的要求。同時，改變了陳舊的機械計數(shù)式加油機功能單一、整個加油過程需要人工直接干預的現(xiàn)狀，增加了即時改變密碼、里程表和臺式表性能檢測、即時單車考核等功能，使勞動強度大、工作效率低的簡單重復加油工作轉(zhuǎn)變?yōu)榭旖莞咝У男问?。自動化加油系統(tǒng)改變了公司原先的油票加油方式，實現(xiàn)了加油工序的無紙化辦公，通過對自動加油管理系統(tǒng)功能的創(chuàng)新性改造，開創(chuàng)了全國自動加油管理系統(tǒng)的先河。

4 結(jié) 語

總之，自動化加油控制系統(tǒng)大大提升了流動機械設備的加油效率，集成了現(xiàn)代化工業(yè)控制計算機的統(tǒng)計功能，響應了我國的“金卡”工程。該系統(tǒng)為公司生產(chǎn)作業(yè)提供了便利，通過創(chuàng)新性加入各種功能，突破并創(chuàng)造了在全國范圍內(nèi)技術領先、方案明確的自動化管理系統(tǒng)。

［1］ 潘麗華. 2004年中國IC卡市場綜述[J]. 卡市場，2005(3)：25-29.

［2］ 王愛英. IC卡入門技術[M]. 北京：清華大學出版社，1998.

［3］ 李云，任建平. 加油站自動化管理系統(tǒng)的設計[J]. 機械工程與自動化，2007(6)：123-124.

The Realization of an Automatic Refueling Control Management System

YANG Xitai
(Tianjin Port Material Supply Co.，Ltd.，Tianjin 300451，China)

The implementation of automatic control gas management system has improved a company’s existing gas management mode and realized the “paperless” refueling process for mobile machinery equipments.Using industrial control computer，the system innovatively introduces technologies including wireless real-time monitoring of oil-loading vehicles，instant password change for work hour and mileage，odometer and table detection，real-time single vehicle assessment.Among all，the changing of password as per current work hour and mileage and real time remote inquiry of fuel consumption of single vehicle are highlights of the system.Featuring independent design and leading technology，it has a remarkable promotion value.

auto-control；industrial control computer；password；independent design

TP23

：A

：1006-8945(2016)04-0071-03

2016-03-23