CN102314783B - 油气储运油库模拟系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油气储运油库模拟系统及方法，它包括沙盘、触摸屏和流程板，沙盘上设有油气储运设备以及连接储运设备的管道，储运设备的进出口管道中设置有控制阀和LED灯带，所述的储运设备按功能分布于火车栈桥（1）、罐区（2）、泵房区（3）、消防泵区（4）、船用阀室（5）、码头（6）、汽油发油区（7）、灌桶区（8）和办公区（9），沙盘下设有PLC控制器，PLC控制器与沙盘上控制阀和LED灯带以及与触摸屏内的计算机连接。本发明采用沙盘和动画等形式模拟油库的工艺流程，学员在沙盘上所作的操作是否恰当也可以动态、实时和交互式地展示在流程板上，让学员具有身临其境的感觉，提高了培训效果，降低了培训成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种油气储运油库模拟系统及方法。
背景技术
油气储运连接着石油工业内部产、运、销的各个环节，其对从业人员的知识和技能的共性要求越来越多、适应性的要求也愈来愈强，操作人员一个小小的失误或不慎，有可能引发严重的质量事故或安全事故，为国家和人民带来重大的损失，因此油气储运从业人员的上岗知识培训和专业技能培训就显得十分重要，但由于几乎所有的油气储运现场和设施都分布在野外，不可能将培训放到现场进行，如果仅依靠常规的课堂教学或实验室操作，由于缺乏形象逼真、直观生动的辅助手段和方式，不免陷入简单枯燥的尴尬局面，培训难以达到预期的效果。
目前的油气储运油库模拟系统都只能通过界面操作来仿真油库储运的工艺流程，沙盘上的设施是固定不可调节的，例如阀门的调节，只能在操作界面上选择“打开”或者“关闭”阀门，学员不能亲自动手去调节沙盘上的阀门，教学培训缺乏必要的真实感，进一步来说，因为沙盘上的设施不可以调节，仿真程序也就不能动态地反映操作的实际效果，培训同样难以实现预想的目的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型的油气储运油库模拟系统和方法，该系统和方法采用沙盘和动画等形式，直观、生动、逼真地模拟油库的工艺流程，让学员具有身临其境的感觉，提高培训效果，降低培训成本。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：油气储运油库模拟系统，它包括沙盘、触摸屏和流程板，沙盘上设有油气储运设备以及连接储运设备的管道，储运设备的进出口管道中设置有控制阀和LED灯带，所述的储运设备按功能分布于火车栈桥、罐区、泵房区、消防泵区、船用阀室、码头、汽油发油区、灌桶区和办公区，沙盘下设有PLC控制器，PLC控制器的输入与控制阀连接，PLC控制器的输出与LED灯带连接，同时PLC控制器还与触摸屏内的计算机连接，计算机与流程板连接。
本发明所述的流程板为液晶显示器。
本发明所述的火车栈桥内设有至少一个收发油鹤管；罐区内设有至少一个汽油罐和至少一个柴油罐；泵房区内设有至少一个汽油清槽罐、至少一个柴油清槽罐、至少一个汽油清槽泵、至少一个柴油清槽泵、至少一个汽油输转泵和至少一个柴油输转泵；消防泵区内设有泡沫罐、消防水池、至少一个泡沫消防泵和至少一个消防水泵，泡沫消防泵通过管道与泡沫罐和消防水池连接，消防水泵通过管道与消防水池连接；码头内设有卸船泵、清舱泵和至少一个船用鹤管；汽油发油区内设有至少一个储罐及其汽车发油鹤管；灌桶区内设有至少一个储罐及其灌桶管线。
油气储运油库模拟方法，它包括以下步骤：
（1）设置一个用于模拟油库储运工艺流程的沙盘、用于采集沙盘上管路状态的PLC控制器、用于操控PLC控制器的触摸屏和展示油库储运工艺流程的流程板，沙盘上设有若干储运设备以及连接储运设备的管道，在每个储运设备的进出口管道中分别设置有控制阀及模拟管内流质的LED灯带，PLC控制器通过采集控制阀状态及储运设备状态控制管路流质流向；
（2）触摸屏上运行一个油库储运仿真程序，操作人员按照工艺流程的要求打开或关闭沙盘上的一个或多个控制阀，仿真程序实时采集管路状态的变化，同时根据工艺要求和管路状态的变化动态模拟工艺流程并实时地以动画的形式展现在流程板上。
本发明所述的仿真程序包括流程演示、流程操作步骤，其中，所述的流程演示包括火车收油流程、火车发油流程、汽车发油流程，船收油流程，泵故障时收发油操作流程和倒灌流程子步骤，所述的流程操作同样包括火车收油流程、火车发油流程、汽车发油流程，船收油流程，泵故障时收发油操作流程和倒灌流程子步骤。
本发明采用沙盘和动画等形式直观、生动、逼真地模拟油库储运的工艺流程，学员在沙盘上所作的操作是否恰当也可以动态、实时和交互式地展示在流程板上，让学员具有身临其境的感觉，提高了培训效果，降低了培训成本。
附图说明
图1为本发明的结构框图
图2为本发明的沙盘结构示意图
图3为火车收油流程图
图4为火车发油流程图
图5为汽车发油流程图
图6为船收油流程图
图7为泵故障时收发油流程图
图8为倒灌流程图
图中，1-火车栈桥，2-罐区，3-泵房区，4-消防泵区，5-船用阀室，6-码头，7-汽油发油区，8-灌桶区，9-办公区。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细说明本发明的技术方案：
如图1所示，油气储运油库模拟系统，它包括沙盘、触摸屏和流程板，沙盘下设有PLC控制器，PLC控制器分别与沙盘和触摸屏内部的计算机连接，计算机与外部流程板连接。
沙盘上设有油气储运设备以及连接储运设备的管道，储运设备的进出口管道中设置有控制阀和LED灯带，控制阀和LED灯带与PLC控制器连接。
如图2所示，沙盘上设有火车栈桥1、罐区2、泵房区3、消防泵区4、船用阀室5、码头6、汽油发油区7、灌桶区8和办公区9，其中每个分区的组成和功能如下：
（1）火车栈桥：火车栈桥上有四具收发油鹤管6，用于从火车罐车上收油和发油到火车罐车上。
（2）罐区：罐区由四个储罐组成，分别为93号汽油储罐、97号汽油储罐、0号柴油储罐和-10号柴油储罐，用于储存相应类型的油品。
（3）泵房：泵房是整个油库系统的核心部分之一，它的主要设备为左侧的两个真空罐、中间的两台真空泵和右侧的两台离心泵。真空罐和真空泵用于火车扫舱，离心泵用于输送油品。
（4）消防泵区：消防泵区由一个泡沫罐、两台消防水泵、两台泡沫消防泵组成，两台消防水泵用于从消防水池抽水进入消防管线，泡沫消防泵和泡沫罐用于产生消防泡沫，并把消防泡沫送入消防泡沫管线。
（5）船用阀室：船用阀室由多个阀门组成，用于控制码头收油进入站内管线的位置。
（6）码头：码头的主要设备为一台真空泵和一台离心泵，离心泵用于运输油品，真空泵用于扫舱。
（7）办公区：办公区由办公楼和水池组成，该部分无有效操作设备。
（8）汽车发油区：汽油发油区内设有至少一个储罐及其汽车发油鹤管，用于将油品输送至汽车罐车。
（9）灌桶区：灌桶区内设有至少一个储罐及其灌桶管线，用于将油品装入桶装油罐内。
油气储运油库模拟方法，它包括以下步骤：
（1）设置一个用于模拟油库工艺流程的沙盘、用于采集沙盘上管路状态的PLC控制器、用于操控PLC控制器的触摸屏和展示油库储运工艺流程的流程板，沙盘上设有若干储运设备以及连接储运设备的管道，在每个储运设备的进出口管道中分别设置有控制阀，PLC控制器通过控制阀采集管路状态；
（2）触摸屏上运行一个油库储运仿真程序，操作人员按照工艺流程的要求打开或关闭沙盘上的一个或多个控制阀，仿真程序实时采集管路状态的变化，同时根据工艺要求和管路状态的变化动态模拟工艺流程并实时地以动画的形式展现在流程板上。
仿真程序包括流程演示、流程操作步骤，其中，所述的流程演示包括火车收油流程、火车发油流程、汽车发油流程，船收油流程，泵故障时收发油操作流程和倒灌流程子步骤，所述的流程操作同样包括火车收油流程、火车发油流程、汽车发油流程，船收油流程，泵故障时收发油操作流程和倒灌流程子步骤。
流程演示和流程操作的区别在于流程演示只能演示工艺流程，演示过程中不受外部干预，是单向的，而流程操作则根据操作的实际情况展示工艺过程，是交互式的。
火车收油流程包括多个不同类型的步骤如火车泵收油、火车扫舱、火车自流收油、扫舱真空罐到储罐等，其作用是将各种标号的汽油或柴油从火车栈桥区通过管道和输转泵输送到成品油储罐，图3从火车栈桥区的鹤管输送至灌桶区的储罐的操作步骤：
（1） 确认起点火车栈桥鹤管，然后打开该鹤管上的阀门；
（2） 确认终点储罐，然后打开进该储罐的阀门；
（3） 打开储罐与汽油输转泵之间的阀门；
（4） 开泵：
① 启泵检查：确认泵的入口阀和出口阀都关闭；
② 启泵前准备：缓慢打开泵入口阀，确定泵体充满介质；
③ 开泵：缓慢打开泵出口阀，然后点击触摸屏上对应的“汽油输转泵”或“柴油输转泵”图标，打开汽油或柴油输转泵，至此，流程完成。
火车发油流程如图4，其作用是从储罐通过输转泵将各种标号的汽油或柴油输送到火车栈桥鹤管，具体操作步骤如下：
（1） 确认起点储罐，然后打开出该储罐的阀门；
（2） 确认终点火车栈桥鹤管，然后打开该鹤管上的阀门；
（3） 打开汽油输转泵与终点之间的阀门；
（4） 开泵：
① 启泵检查：确认泵的入口阀和出口阀都关闭；
② 启泵前准备：缓慢打开泵入口阀，然后点击触摸屏上对应的“汽油输转泵”或“柴油输转泵”图标，打开汽油或柴油输转泵，至此，流程完成。
汽车发油流程如图5，其作用是从储罐通过输转泵将各种标号的汽油或柴油输送到火车栈桥鹤管，具体操作步骤如下：
（1） 确认起点储罐，然后打开出该储罐的阀门；
（2） 开泵：
① 启泵检查：确认泵的入口阀关闭；
② 启泵前准备：缓慢打开泵的入口阀，确定泵体充满介质；
③ 开泵：点击触摸屏上对应的“汽油输转泵”或“柴油输转泵”图标，打开汽油或柴油输转泵，至此，流程完成。
船收油流程如图6，其作用是从船用鹤管通过卸船泵将各种标号的汽油或柴油输送到储罐，具体操作步骤如下：
（1） 确认终点储罐，然后打开进该储罐的阀门；
（2） 打开该储罐与卸船泵之间的阀门；
（3） 开泵：
① 启泵检查：确认泵的入口阀和出口阀关闭；
② 启泵前准备：缓慢打开泵入口阀，确定泵体充满介质；
③ 开泵：缓慢打开泵出口阀，然后点击触摸屏上对应的“卸船泵”图标以打开卸船泵，至此，流程完成。
泵故障时收发油流程如图7，其作用是在汽油泵出现故障时，火车收汽油通过柴油输转泵从火车栈桥鹤管到储罐或反向输送；或者在柴油泵出现故障时，火车收柴油通过汽油输转泵从火车栈桥鹤管到储罐或反向输送，以及清槽泵出现故障时，火车汽油或柴油扫舱。以下是汽油泵故障时将汽油从火车栈桥鹤管输送到储罐的操作步骤：
（1） 确认起点火车栈桥鹤管，然后打开该鹤管上的阀门；
（2） 确认终点储罐，然后打开进该储罐的阀门；
（3） 打开该储罐与柴油输转泵之间的阀门；
（4） 开泵：
① 启泵检查：确认泵的入口阀和出口阀关闭；
② 启泵前准备：缓慢打开泵入口阀，确定泵体充满介质；
③ 开泵：缓慢打开泵出口阀，然后点击触摸屏上对应的“柴油输转泵”图标以启动柴油输转泵，至此，流程完成。
倒灌流程如图8，其作用是从一个储罐通过输转泵到另一个储罐，以下是将汽油从一个储罐输转到另一个储罐的操作步骤：
（1） 确认起点储罐，然后打开出该储罐的阀门；
（2） 确认终点储罐，然后打开进该储罐的阀门；
（3） 打开汽油输转泵与终点之间的阀门；
（4） 开泵：
① 启泵检查：确认泵的入口阀和出口阀都关闭；
② 启泵前准备：缓慢打开泵入口阀，确定泵体充满介质；
③ 开泵：缓慢打开泵出口阀，然后点击触摸屏上对应的“汽油输转泵”图标以打开汽油输转泵，至此，流程完成。
Claims (3)
1.油气储运油库模拟方法，其特征在于：它包括以下步骤：
（1）设置一个用于模拟油库储运工艺流程的沙盘、设置于沙盘下用于采集沙盘上管路状态的PLC控制器、用于操控PLC控制器的触摸屏和展示油库储运工艺流程的流程板，沙盘上设有若干储运设备以及连接储运设备的管道，储运设备按功能分布于火车栈桥（1）、罐区（2）、泵房区（3）、消防泵区（4）、船用阀室（5）、码头（6）、汽油发油区（7）、灌桶区（8）和办公区（9），在每个储运设备的进出口管道中分别设置有控制阀及模拟管内流质的LED灯带，PLC控制器的输入与控制阀连接，PLC控制器的输出与LED灯带连接，PLC控制器还与触摸屏内的计算机连接，计算机与流程板连接，PLC控制器通过采集控制阀状态及储运设备状态控制管路流质流向；
（2）触摸屏上运行一个油库储运仿真程序，操作人员按照工艺流程的要求打开或关闭沙盘上的一个或多个控制阀，仿真程序实时采集管路状态的变化，同时根据工艺要求和管路状态的变化动态模拟工艺流程并实时地以动画的形式展现在流程板上。
2.根据权利要求1所述的油气储运油库模拟方法，其特征在于：所述的仿真程序包括流程演示、流程操作步骤，其中，所述的流程演示包括火车收油流程、火车发油流程、汽车发油流程，船收油流程，泵故障时收发油操作流程和倒灌流程子步骤，所述的流程操作同样包括火车收油流程、火车发油流程、汽车发油流程，船收油流程，泵故障时收发油操作流程和倒灌流程子步骤。
3.根据权利要求1所述的油气储运油库模拟方法，其特征在于：所述的流程板为液晶显示器。
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