加油站液位仪应用集成分析

江 海

加油站液位仪应用集成分析

江 海

江 海

中国石化广东石油分公司

江海，男，1981年出生，2003年毕业于西南石油大学信息与计算科学专业，本科学历，学士学位，现任中国石化广东石油分公司信息管理处主管（中级职称），从事信息系统管理工作。

文章对液位仪应用集成管理系统的架构和功能进行了分析，其中重点阐述了容积表自动校准的技术原理和工作流程，对油品销售企业加油站液位仪深化应用具有一定的参考意义。

液位仪应用集成的必要性

近年来，液位仪在油品销售企业加油站的安装率逐年递增，时点库存监测、地（卧）罐交接等功能、应用已逐渐普及，在降低加油站工作量和减少计量误差方面初显成效，但根据整体投入与产出分析，液位仪目前的整体应用情况并未达到其预期的价值，主要体现在：一是液位仪与各业务系统间未实现数据集成，油罐库存与油枪付出未实现联合应用，导致液位仪监测数据在经营管理中发挥效果一般；二是油罐变形或倾斜形成的容积表误差，导致地（卧）罐交接、交接班液位仪取数不准确，液位仪监测数据可信度不高、难以全面普及；三是对液位仪设备运行状态缺乏整体监控，设备故障响应、维修周期长，影响液位仪整体应用水平。

因此，如何更好地利用现有液位仪功能，实现与周边设备、系统的应用集成，以及未来液位仪的发展方向，已成为整个油品销售企业的重点研究课题，构建一套完整的液位仪的应用集成管理系统已成为液位仪深化应用的必然趋势。在此背景下，2013年，广东石油根据自身实际情况，自主研发了加油站液位仪应用集成管理系统（LIMS）。

LIMS整体架构

LIMS由站端数据采集系统、服务端应用集成平台以及异常报警终端组成：站端数据采集系统主要负责液位仪、加油机数据采集和数据缓存；服务端应用平台是容积表自动校准、液位异常变化监控、综合数据分析等集成功能的应用；异常报警终端为可安装在各类终端的音频输出报警软件。数据采集软件通过与液位仪、加油机通讯控制器接口，实现对油罐库存数据和油机付油数据的多维度采集，与服务端应用集成平台数据同步，同时为本地零售管理系统提供基础业务数据（图1）。

图1

LIMS功能应用

LIMS系统功能，主要可划分为容积表管理、运行监控、综合分析等三个方面。

容积表管理

容积表管理由检定容积表管理、油枪误差值管理、容积表校准管理、校准容积表管理、容积表分析组成，其应用核心为容积表自动校准。

业务功能

（1）初始容积表管理，提供初始容积表的查询、导入和版本管理功能，作为容积表校准的数据基础。

（2）油枪误差值管理，提供加油枪误差值查询、导入和更新功能，作为容积表校准的数据基础。

（3）容积表校准，提供容积表校准任务启用、容积表校准状态查询功能。

（4）校准容积表管理，提供校准容积表查询、容积表版本启用功能。

（5）容积表分析，提供各容积表版本接卸油、班结、日结、月结损耗对比，作为容积表准确度和启用某个容积表版本的依据。

校准数据采集原理

容积表校准数据通过加油站站端系统采集，站端系统根据服务端容积表校准任务计划，通过智能采集设备，实时获取各加油枪提、挂枪数据，并在各提、挂枪时点同步获取油罐液位高度，经本地数据处理后上传至服务端。

（1）基础数据采集与存储：定义油罐号为X，对应加油枪号为1、2、3、…Y，以提枪时间为顺序，将对应记录N存储至基础数据表Table1。

（2）校准数据处理与存储：判断TSTRTn+1是否在待处理基础数据的提、挂枪时间区间类等。

自动校准原理

站端采集的基础数据上传到服务端后，服务端根据容积表校准计划，通过后台作业自动生成新的容积表。

（1）初始容积表存储：初始容积表X（h，Vh），按等差法将容积表转换为毫米单位，数据存储为Table3，表数据包括油罐X、油高h、油高对应体积Vh、初始容积表版本号、导入时间等，每毫米容积差△Vh-1（△Vh-1=Vh-Vh-1）等。

（2）修正数据处理与存储：根据校准数据表Table2、初始容积表Table3，计算各校准数据区间内每毫米容积差与初始容积表对应每毫米容积差差异。

（3）修正容积表计算与存储：根据每毫米容积差差异表Table4，计算每毫米容积差差异算数平均值Avg［△（△Vh-1）n］，对初始容积表Table3进行修正，修正后容积表X`（h，V`h），修正后容积表存储为Table5，表数据包括表数据包括油罐X、油高h、油高对应体积V`h、开始校准日期、结束校准日期、容积表生成时间、修正容积表版本号等，其中V`h= Vh-1+△Vh-1+ Avg［△（△Vh-1）n］。

（4）准确度修正：△（△Vh-1）n最大和最小的10％数据去除。

（5）修正后容积表验证：对初始容积表表X（h，Vh）与新容积表X`（h，V`h）卸油、班报、日报、盘点损耗情况比对，视损耗绝对值趋于0的容积表更为有效。

自动校准有效性

通过对广东石油的30座加油站进行容积表自动校准，与罐车标准流量计检定容积表进行比较，LIMS系统自动校准结果与标准流量计检定结果差异为小于2‰。

运行监控

运行监控由液位异常变化和报警、库存异常监控、设备异常监控、静态测漏、时点库存监控、枪罐状态监控等组成，为加油站运营统一的监控平台。

液位异常变化监控与报警

提供静态和动态（即无加油和有加油）两种情况下的全天候液位异常变化监控。站端采集系统将数据实时传输至服务端，在服务端应用集成平台实现对液位异常变化的监控，同时在异常报警终端提供实时的音频输出报警。

库存异常监控

在服务端应用集成平台设定各油罐的安全容积、高低液位预警容积，根据每分钟站端采集系统采集上传的油罐实时数据，实现库存异常实时监控。

设备异常监控

根据站端采集系统获取的液位仪、加油枪等设备异常信息，在服务端应用集成平台实现对加油站油罐、油枪等设备异常的实时监控。

静态测漏

静态测漏和液位异常变化监控原理基本一致，但只能在无加油状态下进行，静态测漏由加油站人员在站端采集系统进行，所有测漏结果均实时传输至服务端，对测漏结果平均每小时库存变化量大于0.38L的数据进行示警。

实时库存监控

根据站端采集系统获取的液位仪、加油枪等设备异常信息，在服务端应用集成平台实现对各油站实时库存监控，同时提供分层级、分油品的汇总库存监控。

设备状态监控

根据服务端维护的各加油站油枪、油罐等设备资料，以及站端采集系统与各油枪、油罐等设备连接状态信息，在服务端应用集成平台实现对各油站设备运行状态的监控。

综合分析

基于站端数据采集平台提供的源数据，在服务端应用集成平台，实现对加油站数据的自动、智能分析，包括：设备运行状态分析，加油站库存综合分析，接卸油、班结、日结、月结、分时段等综合损耗分析，油品销售温度综合分析，各类损耗排名统计，分时段销量统计，加油高峰分析，油枪效率分析，排班优化分析等。

结语

LIMS通过对不同液位仪品牌的统一接入，实现了对加油站库存数据与销售数据的集中集成应用，很大程度提升了液位仪的整体应用效果和效率，对油品销售企业液位仪深化应用具有一定的参考意义。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.01.060