楊錫太

(天津港物資供應(yīng)有限責(zé)任公司 天津300451)

自動(dòng)加油控制管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

楊錫太

(天津港物資供應(yīng)有限責(zé)任公司 天津300451)

自動(dòng)控制加油管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提升了某公司現(xiàn)有的加油管理模式，實(shí)現(xiàn)了流動(dòng)機(jī)械設(shè)備的“無紙化”加油流程。自動(dòng)控制加油管理系統(tǒng)利用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，創(chuàng)新性引入無線付油車輛實(shí)時(shí)監(jiān)控、臺(tái)時(shí)數(shù)和里程數(shù)即時(shí)改變密碼、里程表和臺(tái)時(shí)表檢測(cè)、實(shí)時(shí)單車考核，其中能夠根據(jù)當(dāng)前臺(tái)時(shí)數(shù)和里程數(shù)改變密碼、實(shí)時(shí)查詢單車油耗為系統(tǒng)的創(chuàng)新點(diǎn)。該系統(tǒng)為自主設(shè)計(jì)、技術(shù)領(lǐng)先，具有極大的推廣價(jià)值。

自動(dòng)控制 工業(yè)控制計(jì)算機(jī) 密碼 自主設(shè)計(jì)

0 引 言

天津港物資供應(yīng)有限責(zé)任公司是天津港內(nèi)主營燃料供應(yīng)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(chǎng)流動(dòng)式加油設(shè)備。公司加油站員工每天需要為數(shù)百部流動(dòng)機(jī)械設(shè)備和固定式機(jī)械設(shè)備進(jìn)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(jì)每輛車的加油數(shù)量、里程數(shù)、臺(tái)時(shí)數(shù)，還需要將數(shù)據(jù)手工輸入電腦進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，造成加油效率低下、人工工時(shí)占用較多、人工成本較大、不能實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)加油情況、不能實(shí)時(shí)考核司機(jī)節(jié)油情況等缺點(diǎn)。

該公司的自動(dòng)加油控制管理系統(tǒng)不僅應(yīng)具備一般社會(huì)加油站的自助加油功能，更應(yīng)符合港口生產(chǎn)作業(yè)特征，具備符合(集團(tuán))公司各個(gè)生產(chǎn)企業(yè)的特點(diǎn)，在自助加油的同時(shí)采集、處理、分析、遠(yuǎn)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(shè)計(jì)要求

1.1 基本要求

自動(dòng)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(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自助加油，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛當(dāng)前運(yùn)行信息的采集、處理、分析和遠(yuǎn)傳。加油機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)付油，減少加油工的操作環(huán)節(jié)；實(shí)現(xiàn)司機(jī)自助加油，最大化降低加油過程中的人工操作、人工統(tǒng)計(jì)，降低加油作業(yè)的人工成本，減少每次加油時(shí)的數(shù)據(jù)錄入環(huán)節(jié)。同時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件要求，實(shí)現(xiàn)在付油監(jiān)控室實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)加油情況。

1.2 無線車輛遠(yuǎn)傳和實(shí)時(shí)監(jiān)控的設(shè)計(jì)要求

公司同時(shí)擁有安裝于現(xiàn)場(chǎng)的6座橇裝式加油裝置和7部流動(dòng)式加油車輛，需要每天到(集團(tuán))公司所屬的各個(gè)大型裝卸公司，堆場(chǎng)，機(jī)械隊(duì)，陸、航運(yùn)隊(duì)為數(shù)百輛流動(dòng)機(jī)械設(shè)備和固定式機(jī)械設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)加油，設(shè)備量大、加油量多。與加油站有線傳輸方式不同，流動(dòng)加油車輛無法使用有線設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而在生產(chǎn)作業(yè)加油中，為實(shí)現(xiàn)無人自助加油，需要實(shí)現(xiàn)在加油設(shè)備付油監(jiān)控室現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控實(shí)時(shí)加油情況的功能。

1.3 隨時(shí)改變密碼功能設(shè)計(jì)要求

由于流動(dòng)機(jī)械設(shè)備和固定式機(jī)械設(shè)備的司機(jī)較多，身份識(shí)別卡容易丟失，因此使用身份識(shí)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(shí)別卡進(jìn)行自助加油，避免因?yàn)樯矸葑R(shí)別卡丟失造成的燃油盜加、丟失現(xiàn)象。要求身份識(shí)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(yīng)可以隨時(shí)間、條件等因素改變。因此，每輛車擁有自己獨(dú)一無二的隨車密碼，既不能被破譯，也能夠隨時(shí)隨地改變，這成為設(shè)計(jì)的一大難點(diǎn)。

1.4 實(shí)時(shí)單車考核功能設(shè)計(jì)要求

自動(dòng)加油控制管理系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行時(shí)應(yīng)能夠及時(shí)處理車輛運(yùn)行情況、運(yùn)行數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)車輛出現(xiàn)的問題，不僅實(shí)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(kuò)大化。同時(shí)，可以計(jì)算歷史車輛里程單耗和臺(tái)時(shí)單耗，避免因司機(jī)操作造成的燃油過度消耗，對(duì)司機(jī)駕駛起到指導(dǎo)作用。

2 自動(dòng)加油控制管理系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

2.1 基本功能設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(tái)時(shí)數(shù)，應(yīng)首先對(duì)公司所屬的6座橇裝式加油裝置和7部流動(dòng)式加油車輛進(jìn)行升級(jí)改造，在原有設(shè)備基礎(chǔ)上增加工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理、分析、遠(yuǎn)傳。在監(jiān)控室構(gòu)建中繼計(jì)算機(jī)處理器，接收加油現(xiàn)場(chǎng)采集的加油數(shù)據(jù)。通過現(xiàn)場(chǎng)加油設(shè)備與公司計(jì)算機(jī)已經(jīng)架設(shè)的信息通訊電纜，將現(xiàn)場(chǎng)加油設(shè)備中繼計(jì)算機(jī)處理器與公司儲(chǔ)存數(shù)據(jù)處理器連接，傳輸數(shù)據(jù)。利用中繼計(jì)算機(jī)處理器對(duì)加油數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、計(jì)算、排序，然后將數(shù)據(jù)傳輸至已經(jīng)構(gòu)建的燃化供應(yīng)部，達(dá)到兩個(gè)系統(tǒng)間的信息互通。升級(jí)改造后的流動(dòng)式加油設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)如圖1所示。

為保證加油設(shè)備身份識(shí)別的可靠性，選用當(dāng)前可靠性較高的射頻卡作為身份識(shí)別標(biāo)志，做到一車一卡。

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

2.2 無線車輛遠(yuǎn)傳和實(shí)時(shí)監(jiān)控功能實(shí)現(xiàn)

流動(dòng)式加油設(shè)備數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)傳和實(shí)現(xiàn)需要借助于無線網(wǎng)絡(luò)。為實(shí)現(xiàn)加油車輛數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，當(dāng)車輛在燃化供應(yīng)部門較近范圍時(shí)，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(diǎn)。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(yīng)有限責(zé)任公司的各個(gè)流動(dòng)式加油設(shè)備地點(diǎn)與燃化供應(yīng)部門之間的數(shù)據(jù)傳輸，因此在加油車輛遠(yuǎn)離燃化供應(yīng)部門時(shí)，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(yuǎn)、范圍大等優(yōu)點(diǎn)。為提高實(shí)時(shí)監(jiān)控效率，實(shí)施考核的內(nèi)容，流動(dòng)機(jī)械設(shè)備和固定機(jī)械設(shè)備司機(jī)加油時(shí)需要將當(dāng)前里程數(shù)或臺(tái)時(shí)數(shù)輸入到加油車輛的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)中，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)將當(dāng)前里程數(shù)或臺(tái)時(shí)數(shù)和單車加油數(shù)量一并通過WiFi或GPRS手段傳輸?shù)饺蓟?yīng)部門，燃化供應(yīng)部門此時(shí)可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)加油數(shù)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證加油流程的安全生產(chǎn)，確保了全方位監(jiān)控?zé)o死角，在機(jī)械設(shè)備自助加油的同時(shí)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2.3 隨時(shí)改變密碼功能實(shí)現(xiàn)

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

設(shè)置固定密碼和隨時(shí)密碼兩部分，固定密碼由身份識(shí)別卡所屬車輛的3位編碼號(hào)組成，隨時(shí)密碼根據(jù)車輛運(yùn)行里程數(shù)或臺(tái)時(shí)數(shù)的5位數(shù)字組成，共計(jì)8位數(shù)字。隨時(shí)密碼的形成方式為：根據(jù)機(jī)械設(shè)備性能推斷，流動(dòng)機(jī)械設(shè)備、固定機(jī)械設(shè)備的耗油量與設(shè)備運(yùn)行里程數(shù)或臺(tái)時(shí)數(shù)成正比，即每次加油與前次加油之間間隔應(yīng)在一定范圍內(nèi)。自動(dòng)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(shè)備的加油機(jī)、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，或無線傳輸至流動(dòng)式加油設(shè)備的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)上。而每次加油時(shí)，機(jī)械設(shè)備司機(jī)輸入的里程數(shù)或臺(tái)時(shí)數(shù)不僅傳送到燃化供應(yīng)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(jìn)行比對(duì)，比對(duì)結(jié)果小于定值并且大于0，方可進(jìn)行加油，否則就不予加油。

具體實(shí)例：某流動(dòng)機(jī)械設(shè)備編碼號(hào)為A；在燃油注滿情況下，經(jīng)過長期實(shí)踐摸索認(rèn)證，可運(yùn)行最大里程為B；上次加油時(shí)記錄在身份識(shí)別卡中的里程數(shù)或臺(tái)時(shí)數(shù)為C；司機(jī)輸入工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的密碼數(shù)為D。經(jīng)過工業(yè)控制計(jì)算機(jī)計(jì)算：當(dāng)D＜A×100,000＋C時(shí)，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)拒絕為設(shè)備加油；當(dāng)D＞A×100,000＋B＋C時(shí)，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)拒絕為設(shè)備加油；當(dāng)A×100,000＋C＜D＜A×100,000＋B＋C時(shí)，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)同意為設(shè)備加油。

2.4 里程表和臺(tái)時(shí)表檢測(cè)功能實(shí)現(xiàn)

為利用自動(dòng)加油控制系統(tǒng)對(duì)機(jī)械設(shè)備里程表和臺(tái)時(shí)表功能進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)過對(duì)加油過程調(diào)研，研究出利用里程數(shù)或臺(tái)時(shí)數(shù)，借助自動(dòng)加油控制系統(tǒng)檢測(cè)里程表和臺(tái)時(shí)表的方法。

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

此方法的研究表明，自動(dòng)加油控制系統(tǒng)也具有對(duì)流動(dòng)機(jī)械設(shè)備儀表進(jìn)行檢測(cè)的能力。

2.5 實(shí)時(shí)單車考核功能實(shí)現(xiàn)

利用加油時(shí)輸入的里程數(shù)或臺(tái)時(shí)表數(shù)，通過有線或無線設(shè)備遠(yuǎn)傳到燃化供應(yīng)部門控制室，該控制室可以利用計(jì)算機(jī)計(jì)算出本次加油與上次加油期間的里程單耗或臺(tái)時(shí)單耗，與歷史里程單耗和臺(tái)時(shí)單耗比較，得出當(dāng)前車的耗能效率比和本班司機(jī)的節(jié)能意識(shí)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(chǔ)公司的機(jī)械隊(duì)和陸、航運(yùn)隊(duì)管理人員有效控制流動(dòng)機(jī)械運(yùn)營成本提供依據(jù)。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)可以對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，若差距較大，則會(huì)報(bào)警并通過遠(yuǎn)傳系統(tǒng)傳到加油現(xiàn)場(chǎng)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)通過液晶屏報(bào)警，告知現(xiàn)場(chǎng)人員及時(shí)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(shí)現(xiàn)保證了機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。

3 自動(dòng)化加油控制管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)和意義

自動(dòng)化加油控制管理系統(tǒng)是公司對(duì)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(dòng)化加油控制管理系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)加油情況，減少人工進(jìn)行的油票統(tǒng)計(jì)，節(jié)約人力成本，實(shí)現(xiàn)加油系統(tǒng)的無紙化辦公；能夠通過科學(xué)的計(jì)算方法得出單車運(yùn)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(tái)時(shí)表數(shù)即時(shí)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(cè)里程表和臺(tái)式表故障，保證運(yùn)行檢測(cè)萬無一失；能夠利用現(xiàn)代工業(yè)控制計(jì)算機(jī)對(duì)加油生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)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(shí)錄入流動(dòng)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行里程數(shù)或臺(tái)時(shí)數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)加油量和單車耗油單耗的校核；能夠與手機(jī)微信系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，隨時(shí)隨地查詢加油數(shù)據(jù)。

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

4 結(jié) 語

總之，自動(dòng)化加油控制系統(tǒng)大大提升了流動(dòng)機(jī)械設(shè)備的加油效率，集成了現(xiàn)代化工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的統(tǒng)計(jì)功能，響應(yīng)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(shù)領(lǐng)先、方案明確的自動(dòng)化管理系統(tǒng)。

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

［2］ 王愛英. IC卡入門技術(shù)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，1998.

［3］ 李云，任建平. 加油站自動(dòng)化管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 機(jī)械工程與自動(dòng)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