基于局域网的民用机场自动加油系统构想——收油及化验系统设计初步

周泳海 孟 晓 刘长城

（中国人民解放军空军勤务学院四系 江苏 徐州 221002）

1 传统加油系统存在的不足

传统加油流程影响加油安全、质量和效率的因素主要有以下三个方面：一方面，油料管理责权转换时都存在化验和计量等环节，人工介入在所难免，影响了工作效率，同时还增加了不安全因素；一方面，传统的化验和计量方法，不仅在准确性上，也在效率上主要取决于人为因素；第三方面，在加注环节上，不能实现飞行器与加油设施的自动对接、加注和分离，不仅增加了油料污染的风险，而且依赖于自然条件、人工熟练程度、人员安全意识高低和紧急情况处置能力等因素。综上所述，传统加油系统，由于人工介入环节和经验能力依赖性而导致整个流程的不可操控性增强，是制约工作效率的最大瓶颈和最短板。

2 设计总体目标

针对传统加油系统在接收、化验、计量、加注等环节达到以下几个主要目标：（1）减少人工参与，甚至达到无人值守的程度；（2）接收接口连接常态化，因此可以扩大口径，提高接收和加注能力；（3）化验与计量环节采用自动分析仪、自动计量仪、自动报警与控制设备，在接收、转存、加注等关键环节设立化验和阀门一体化的自动化设备。甚至可以变定点取样为全程监控，变人工取样为实时监控，变人工核查为自动调控；（4）在加注环节，对飞行器收油设备和机场加油设备进行全面标准化改造，实现自动对接、加注与分离的功能。甚至可以将部分飞行器储油器模块化，直接省去对接加注环节，只需更换储油模块即可再次起飞；（5）改造传统泊机、下客卸货和油车加注、油井加注区域的划分和设计，建立一站式加注检修棚（库），可以有效地保证飞机的加油安全。

为了满足油料接收、输转、加注，提高业务及安全管理的需要，力求做到管理和控制一体化，并实现现场作业与上层管理的多层次结构，整个系统按三级控制管理的结构来设计，具体如下：（1）现场采集控制级：采集现场液位、温度、压力等数据，阀门状态采集及控制，油气浓度数据及联动报警，视频监控信号，消防报警系统控制等。（2）监控管理级：完成人机对话以及协调与指挥现场控制元件的工作，并将计算的结果传给现场控制级，同时将上位机所需的信息通过各种通讯口送出。（3）网络管理级：把工作过程的动态数据通过工业以太网，上传到数据服务器后，完成对监控管理级的信息交换及处理，对生产过程起监督管理的作用，实现网络管理一体化，通过WEB方式提供各系统采集，处理的信息。

3 设计实例

整个油库各系统建设，分为铁路（公路或管道）收油系统、油料化验系统等硬件及软件建设，按以上系统进行分别设计。由于篇幅所限，本文以铁路油料收发系统和油料化验系统设计为例。

1）铁路（公路或管道）收油系统

系统概述：铁路（公路或管道）油料收发系统通过采集基础数据、智能选择收油作业工艺、自动控制作业油泵和阀门、自主选择作业油罐、实时监测设备工况，有效提高油料收发效率，减轻人员工作量，实现油料接收作业自动控制，可考虑水路收发。

硬件概述：主要包括需改造的航煤鹤位若干个、汽油鹤位若干个、柴油鹤位若干个、油泵若干台,管道收油系统需要铺设远距离输油管道,根据实际情况在一定距离或者关键位置设立监控点。

系统结构：通过PLC（远程I/O模块）采集防抽空静电接地状态、泵进出口压力、电动阀和泵工况等参数，根据收油数量及来油批次自动选择收油流程，控制相应的泵阀实现自动收油。

系统功能：

（1）监控软件功能模块主要由以下几项功能组成：

全自动收油功能：全自动一键式收油。

半自动收油功能：根据实际情况,针对必需人工参与的收油作业,设立半自动收油功能。

收油流程状态监控模块：实时动态监控收油作业设备状态，液位、压力、温度等工况信息。

（2）静电接地保护模块：安装静电接地保护设备的目的，是为防止在收油过程中因静电火花引起的事故，保障收油作业的安全性。

（3）电动阀自动控制模块：根据静电接地、防抽空报警信号、泵房实时工况、储罐高液位报警信号等信息自动打开或者关闭电动阀门，实现收油与输转油过程中阀门的自动工作。

（4）输油泵自动控制模块：系统自动控制泵的启动/停止执行收油作业。

（5）收油泵出入口压力监测及保护功能模块：实时采集和检测压力状态，在正常范围内保障收油作业的进行。通过收油泵出入口压力反馈控制收油泵的启停过程。

（6）油罐高液位报警保护功能模块：当油罐液位高度上升至安全高度时，音叉开关报警，自动终止当前作业或执行换罐功能，防止冒罐事故发生。

2）油料化验系统

系统概述：通过集成网关自动采集化验结果数据值上传至数据库，由油料质量监督系统自动分析对比化验数据，形成油料化验数据流。

硬件概述：基于网络条件下的自动加油系统,一般不需要建设专门的化验室,但是在某些情况,为了保险起见,可以针对留存油品,建化验室一座，面积XXX平方米，配备各型化验仪器若干台。

系统结构：

系统由各种全自动测定仪或检测仪及管理终端和数据采集网关组成，在飞机邮箱，加注终端，各油料转运节点都建立相应的自动检测及报警装置，便于实时监控。

系统功能：

在化验室设置报表显示器，用于显示化验数据，以及化验数据形成的报表等内容。

4 结束语

自动加油系统设计的宗旨就是尽量减少人工参与，不仅为了提高效率和减少人工操作的不稳定性，也为了排除工作数据记录中主观因素的干扰，使得事后的评价及统计核算更具客观性和及时性。但是笔者认为在自动化建设中需要注意三点：其一，各个接口和设备的模块化、标准化是实现加油网络化、自动化的重要前提；其二，传统人工加油功能的保留和自动化过程人工干预都是必要的，但是应当严格控制和严格履行手续，并由机器自动记录工作数据，以备事后查验；其三，必须建立有效的紧急备用系统。