加油站液位计量-卸油联动控制研究

朱允龙，王方平 ，雷静静，王德庆，董丽娜

（1.贵阳职业技术学院，贵州贵阳，550081；2.中石油贵州销售公司，贵州贵阳，550081；3.山东省东营市技师学院，山东东营，257100）

加油站液位计量-卸油联动控制研究

朱允龙1，王方平1，雷静静1，王德庆2，董丽娜3

（1.贵阳职业技术学院，贵州贵阳，550081；2.中石油贵州销售公司，贵州贵阳，550081；3.山东省东营市技师学院，山东东营，257100）

传统加油站卸油过程存在一些不足，如：卸油中，从人为观察液面达标的液位到油罐车停止卸油之间，存在一定的时间差，易造成超标卸油，增加安全隐患。研究将从计量-卸油联动控制入手，对加油站卸油方案作改进设计，为精准卸油提供参考方案。

超标卸油；改进设计；联动控制

1 研究目的

项目研究对象系加油站卸油控制系统，因加油站卸油过程中，存在诸多不足：液面计量与防溢之间不能形成有效联动，无法实现精准卸油。本文将通过对计量-防溢联动控制方案进行研究，解决因控制缺失而引起的卸油油量误差无法消除等问题，在理论上，为石油石化公司提供可行的控制方案。

2 油品计量-防溢操作的联动控制设计

2.1 现行接卸油操作流程

（1）油罐车停到卸油罐卸油口、接好静电接地线、按规定备好消防器材，罐车静置15分钟后准备接卸。

（2）导除人体静电、接卸人员上罐车用玻璃器皿取样检查，测量油高、水高、计算油品数量。油品超过定额损耗，但在规定的互不补幅度内，可直接接卸；超过额定损耗，又超过互不找补幅度，应报告站长，通知发货油库派计量员共同复测。

（3）复核待卸油罐油品液位并通知与卸油罐相连的加油机停止加油作业、打开快速卸油口接上卸油软管，另一头与罐车卸油口连接、驾驶员缓慢开启油罐车卸油阀。

（4）卸油完毕，关闭卸油阀，拆下卸油管，关好快速卸油口，静置时间达5min，收回静电接地线，引导油罐车离站。

（5）消防器材放回原位，整理好现场。

2.2 现行接卸流程存在的缺陷及设计启发

驾驶员关闭卸油闸的操作根据卸油员提示进行，但会存在数据读取和手动闭闸的时间差，卸油准确性不高，超出标的界面在所难免，更有甚者，油液溢出法兰。

由于储罐容积不同（10～60m³不等，合1～6万升），其规格尺寸也不一样，加之油品气体挥发特性各异，储罐具体的卸油标的液位也不尽相同。通常，加油站卸油后的油品标的液量为90%～92%，但实际卸油后液量误差较大，精准卸油则成为各加油站的诉求。

“液位计量-卸油联动控制”的内容为：1.液位达到设定值时开始倒计时，油罐车卸油闸阀进入待命状态，工作人员提前进入准备状态；2.采用keil软件和proteus软件进行程序设计和电路仿真，由C语言设定标的液量值，当液面达到标的面时，闸阀关闭，实现自动精准卸油。

2.3 “计量-卸油”联动控制设计思路

2.3.1 主要硬件简介

油品液位测量设备：维德路特液位仪（VEEDER-ROOT）（型号TLS-S1）。

倒计时数显LED管：该管系多段发光二极管，其形状有7段8字形的、14段米字形等。每一段由一个引脚控制，根据要求，对各个引脚加上不同的电压，使其显示需要的数字或字符。

控制芯片：AT89C51。该芯片能提供以下标准功能：4k 字节Flash 闪速存储器，128字节内部RAM，32 个I/O 口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。

2.3.2 系统总体控制方案

液位数据获取与传送的途径是：利用 “路特维德”液位计量器及数显盒测显液位，再通过无线模块CC1100实现加油站总控室与油罐车卸油控制系统之间的数据传送，如图1所示。

图1 液位监控系统原理方框图

精准卸油的控制思路是:将“路特维德”液位计采集到的液位信息，经A/D转换送入加油站总控室进行处理，然后，经单片机由CC1100无线模块传输到油罐车无线接收端，再通过串口通讯技术，利用MX232芯片将数据传到油罐车控制系统进行实时存储，并由单片机输出“卸油倒计时LED管”闪烁和后期的闸阀关闭，以自动实现精确卸油。

2.4 “计量-卸油”联动控制的软件设计

2.4.1 “计量-卸油”联动控制电路图

如图2所示，加油站卸油过程中的油罐车部分的“计量-卸油联动控制电路图”。本设计基于项目客观情况，只针对“油罐车卸油控制端”进行联动控制设计。

图2 加油站“计量-卸油”联动控制图

该电路主要由6个模块组成：

（1）AT89C51单片机，作为数据传输和信号控制的核心部件；

（2）时钟电路，提高系统频率提高定时计数准确性；

（3）复位电路，最小微机系统的基本配置，便于重启后RAM清空，输入输出引脚信号重置；

（4）储罐液面信号，用行程开关和按钮的方式简化了CC1100无线模块传送的液位信息及手动关闸信息，将信号接收端设计为p1引脚；

（5）卸油闸阀控制部份，其闸阀设置为敞开，即无指令时一直处于卸油状态，不必进行定时计数，只有当卸油达到临界液位时才立即关闭阀门，临界液位可以通过keil语言进行程序设定；

（6）“卸油倒计时”用7位数码管表示，当油品液位逼近“标的”液量时，采取“倒计时”提醒，也起到检测CC1100模块无线传输是否正常的作用。以90%为标的液量为例：LED灯管序号6-代表80%液量，5-代表82%液量，4-代表84%液量，3-代表86%液量，2-代表88%液量，1-代表90%液量。当液面倒计时为1时，阀门启动，指示灯打开，闸阀迅速关闭。

2.4.2 程序调试效果和模拟电路运行效果

本设计使用keil软件、proteus软件作为工具，采用c语言进行编制，语法正确，运行效果良好。加油站“计量-卸油联动控制”程序经由keil程序生成*.hex文件后，烧录进利用proteus模拟电路中，运行成功。

3 加油站“计量-卸油”联动控制设计总结

本设计利用keil、proteus软件对“计量-卸油”联动控制进行了设计和模拟，提出了卸油倒计时和单片机自动控制理念，为加油站“计量-卸油联动”控制提供可靠的控制理念，从理论上规避了人为液面观察误差与卸油员操作时差。此外，还可设置“标的”液位，以适应不同的液位要求。

该“计量-卸油联动控制”采用“双保险”设计，即标的液位信号与闸阀联动控制、手动急停与闸阀联动控制，以适应突发情况。

[1]高国焱,余文杰.自动控制原理[M].广州：华南理工大学出版社 ,2013，（4）：55-60.

[2]朱玉红,林小军.单片机原理与接口技术[M].北京：机械工业出版社,2015,（5）：33-40.

[3]谭浩强.C语言程序程序设计[M].北京：清华大学出版社,2000,（8）：112-130.

Research on liquid level metering oil unloading linkage control in gas station

Zhu Yunlong1,Wang Fangping1,Lei Jingjing1,Wang Deqing2,Dong Lina3
(1.Career Technical College of Guiyang,Guiyang Guizhou,550081;2.PetroChina Guizhou sales company,Guiyang Guizhou, 550081;3.Technician College of Dongying, Dongying Shandong,257100)

The oil unloading process has some disadvantages, such as: the traditional gas station oil unloading, from liquid level to the artificial observation standard tanker unloading stop between some of the time difference, easily exceed the standard oil unloading, increase security risks. The research will start with the metering oil unloading linkage control, improve the design of the oil unloading scheme of the gas station, and provide reference for precise unloading.

over standard oil unloading; improved design; linkage control