專利名稱：油氣儲運油庫模擬系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油氣儲運油庫模擬系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
油氣儲運連接著石油工業(yè)內(nèi)部產(chǎn)、運、銷的各個環(huán)節(jié)，其對從業(yè)人員的知識和技能的共性要求越來越多、適應(yīng)性的要求也愈來愈強，操作人員一個小小的失誤或不慎，有可能引發(fā)嚴重的質(zhì)量事故或安全事故，為國家和人民帶來重大的損失，因此油氣儲運從業(yè)人員的上崗知識培訓(xùn)和專業(yè)技能培訓(xùn)就顯得十分重要，但由于幾乎所有的油氣儲運現(xiàn)場和設(shè)施都分布在野外，不可能將培訓(xùn)放到現(xiàn)場進行，如果僅依靠常規(guī)的課堂教學(xué)或?qū)嶒炇也僮鳎捎谌狈π蜗蟊普?、直觀生動的輔助手段和方式，不免陷入簡單枯燥的尷尬局面，培訓(xùn)難以達到預(yù)期的效果。目前的油氣儲運油庫模擬系統(tǒng)都只能通過界面操作來仿真油庫儲運的工藝流程， 沙盤上的設(shè)施是固定不可調(diào)節(jié)的，例如閥門的調(diào)節(jié)，只能在操作界面上選擇“打開”或者“關(guān)閉”閥門，學(xué)員不能親自動手去調(diào)節(jié)沙盤上的閥門，教學(xué)培訓(xùn)缺乏必要的真實感，進一步來說，因為沙盤上的設(shè)施不可以調(diào)節(jié)，仿真程序也就不能動態(tài)地反映操作的實際效果，培訓(xùn)同樣難以實現(xiàn)預(yù)想的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型的油氣儲運油庫模擬系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法采用沙盤和動畫等形式，直觀、生動、逼真地模擬油庫的工藝流程，讓學(xué)員具有身臨其境的感覺，提高培訓(xùn)效果，降低培訓(xùn)成本。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的油氣儲運油庫模擬系統(tǒng)，它包括沙盤、 觸摸屏和流程板，沙盤上設(shè)有油氣儲運設(shè)備以及連接儲運設(shè)備的管道，儲運設(shè)備的進出口管道中設(shè)置有控制閥和LED燈帶，所述的儲運設(shè)備按功能分布于火車棧橋、罐區(qū)、泵房區(qū)、 消防泵區(qū)、船用閥室、碼頭、汽油發(fā)油區(qū)、灌桶區(qū)和辦公區(qū)，沙盤下設(shè)有PLC控制器，PLC控制器的輸入與控制閥連接，PLC控制器的輸出與LED燈帶連接，同時PLC控制器還與觸摸屏內(nèi)的計算機連接，計算機與流程板連接。本發(fā)明所述的流程板為液晶顯示器。本發(fā)明所述的火車棧橋內(nèi)設(shè)有至少一個收發(fā)油鶴管；罐區(qū)內(nèi)設(shè)有至少一個汽油罐和至少一個柴油罐；泵房區(qū)內(nèi)設(shè)有至少一個汽油清槽罐、至少一個柴油清槽罐、至少一個汽油清槽泵、至少一個柴油清槽泵、至少一個汽油輸轉(zhuǎn)泵和至少一個柴油輸轉(zhuǎn)泵；消防泵區(qū)內(nèi)設(shè)有泡沫罐、消防水池、至少一個泡沫消防泵和至少一個消防水泵，泡沫消防泵通過管道與泡沫罐和消防水池連接，消防水泵通過管道與消防水池連接；碼頭內(nèi)設(shè)有卸船泵、清艙泵和至少一個船用鶴管；汽油發(fā)油區(qū)內(nèi)設(shè)有至少一個儲罐及其汽車發(fā)油鶴管；灌桶區(qū)內(nèi)設(shè)有至少一個儲罐及其灌桶管線。油氣儲運油庫模擬方法，它包括以下步驟(1)設(shè)置一個用于模擬油庫儲運工藝流程的沙盤、用于采集沙盤上管路狀態(tài)的PLC控制器、用于操控PLC控制器的觸摸屏和展示油庫儲運工藝流程的流程板，沙盤上設(shè)有若干儲運設(shè)備以及連接儲運設(shè)備的管道，在每個儲運設(shè)備的進出口管道中分別設(shè)置有控制閥及模擬管內(nèi)流質(zhì)的LED燈帶，PLC控制器通過采集控制閥狀態(tài)及儲運設(shè)備狀態(tài)控制管路流質(zhì)流向；
(2)觸摸屏上運行一個油庫儲運仿真程序，操作人員按照工藝流程的要求打開或關(guān)閉沙盤上的一個或多個控制閥，仿真程序?qū)崟r采集管路狀態(tài)的變化，同時根據(jù)工藝要求和管路狀態(tài)的變化動態(tài)模擬工藝流程并實時地以動畫的形式展現(xiàn)在流程板上。本發(fā)明所述的仿真程序包括流程演示、流程操作步驟，其中，所述的流程演示包括火車收油流程、火車發(fā)油流程、汽車發(fā)油流程，船收油流程，泵故障時收發(fā)油操作流程和倒灌流程子步驟，所述的流程操作同樣包括火車收油流程、火車發(fā)油流程、汽車發(fā)油流程，船收油流程，泵故障時收發(fā)油操作流程和倒灌流程子步驟。本發(fā)明采用沙盤和動畫等形式直觀、生動、逼真地模擬油庫儲運的工藝流程，學(xué)員在沙盤上所作的操作是否恰當(dāng)也可以動態(tài)、實時和交互式地展示在流程板上，讓學(xué)員具有身臨其境的感覺，提高了培訓(xùn)效果，降低了培訓(xùn)成本。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框2為本發(fā)明的沙盤結(jié)構(gòu)示意3為火車收油流程圖
圖4為火車發(fā)油流程5為汽車發(fā)油流程6為船收油流程7為泵故障時收發(fā)油流程8為倒灌流程圖
圖中，1-火車棧橋，2-罐區(qū)，3-泵房區(qū)，4-消防泵區(qū)，5-船用閥室，6-碼頭，7-汽油發(fā)油區(qū)，8-灌桶區(qū)，9-辦公區(qū)。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖進一步詳細說明本發(fā)明的技術(shù)方案
如圖1所示，油氣儲運油庫模擬系統(tǒng)，它包括沙盤、觸摸屏和流程板，沙盤下設(shè)有PLC控制器，PLC控制器分別與沙盤和觸摸屏內(nèi)部的計算機連接，計算機與外部流程板連接。沙盤上設(shè)有油氣儲運設(shè)備以及連接儲運設(shè)備的管道，儲運設(shè)備的進出口管道中設(shè)置有控制閥和LED燈帶，控制閥和LED燈帶與PLC控制器連接。如圖2所示，沙盤上設(shè)有火車棧橋1、罐區(qū)2、泵房區(qū)3、消防泵區(qū)4、船用閥室5、碼頭6、汽油發(fā)油區(qū)7、灌桶區(qū)8和辦公區(qū)9，其中每個分區(qū)的組成和功能如下
(1)火車棧橋火車棧橋上有四具收發(fā)油鶴管6，用于從火車罐車上收油和發(fā)油到火車罐車上。(2)罐區(qū)罐區(qū)由四個儲罐組成，分別為93號汽油儲罐、97號汽油儲罐、0號柴油儲罐和-10號柴油儲罐，用于儲存相應(yīng)類型的油品。( 3 )泵房泵房是整個油庫系統(tǒng)的核心部分之一，它的主要設(shè)備為左側(cè)的兩個真空罐、中間的兩臺真空泵和右側(cè)的兩臺離心泵。真空罐和真空泵用于火車掃艙，離心泵用于輸送油品。(4)消防泵區(qū)消防泵區(qū)由一個泡沫罐、兩臺消防水泵、兩臺泡沫消防泵組成，兩臺消防水泵用于從消防水池抽水進入消防管線，泡沫消防泵和泡沫罐用于產(chǎn)生消防泡沫，并把消防泡沫送入消防泡沫管線。(5)船用閥室船用閥室由多個閥門組成，用于控制碼頭收油進入站內(nèi)管線的位置。(6)碼頭碼頭的主要設(shè)備為一臺真空泵和一臺離心泵，離心泵用于運輸油品，真空泵用于掃艙。(7)辦公區(qū)辦公區(qū)由辦公樓和水池組成，該部分無有效操作設(shè)備。(8)汽車發(fā)油區(qū)汽油發(fā)油區(qū)內(nèi)設(shè)有至少一個儲罐及其汽車發(fā)油鶴管，用于將油品輸送至汽車罐車。(9)灌桶區(qū)灌桶區(qū)內(nèi)設(shè)有至少一個儲罐及其灌桶管線，用于將油品裝入桶裝油罐內(nèi)。油氣儲運油庫模擬方法，它包括以下步驟
(1)設(shè)置一個用于模擬油庫工藝流程的沙盤、用于采集沙盤上管路狀態(tài)的PLC控制器、 用于操控PLC控制器的觸摸屏和展示油庫儲運工藝流程的流程板，沙盤上設(shè)有若干儲運設(shè)備以及連接儲運設(shè)備的管道，在每個儲運設(shè)備的進出口管道中分別設(shè)置有控制閥，PLC控制器通過控制閥采集管路狀態(tài)；
(2)觸摸屏上運行一個油庫儲運仿真程序，操作人員按照工藝流程的要求打開或關(guān)閉沙盤上的一個或多個控制閥，仿真程序?qū)崟r采集管路狀態(tài)的變化，同時根據(jù)工藝要求和管路狀態(tài)的變化動態(tài)模擬工藝流程并實時地以動畫的形式展現(xiàn)在流程板上。仿真程序包括流程演示、流程操作步驟，其中，所述的流程演示包括火車收油流程、火車發(fā)油流程、汽車發(fā)油流程，船收油流程，泵故障時收發(fā)油操作流程和倒灌流程子步驟，所述的流程操作同樣包括火車收油流程、火車發(fā)油流程、汽車發(fā)油流程，船收油流程，泵故障時收發(fā)油操作流程和倒灌流程子步驟。流程演示和流程操作的區(qū)別在于流程演示只能演示工藝流程，演示過程中不受外部干預(yù)，是單向的，而流程操作則根據(jù)操作的實際情況展示工藝過程，是交互式的。火車收油流程包括多個不同類型的步驟如火車泵收油、火車掃艙、火車自流收油、 掃艙真空罐到儲罐等，其作用是將各種標(biāo)號的汽油或柴油從火車棧橋區(qū)通過管道和輸轉(zhuǎn)泵輸送到成品油儲罐，圖3從火車棧橋區(qū)的鶴管輸送至灌桶區(qū)的儲罐的操作步驟
(1)確認起點火車棧橋鶴管，然后打開該?dān)Q管上的閥門；
(2)確認終點儲罐，然后打開進該儲罐的閥門；
(3)打開儲罐與汽油輸轉(zhuǎn)泵之間的閥門；
(4)開泵:
①啟泵檢查確認泵的入口閥和出口閥都關(guān)閉；
②啟泵前準(zhǔn)備緩慢打開泵入口閥，確定泵體充滿介質(zhì)；③開泵緩慢打開泵出口閥，然后點擊觸摸屏上對應(yīng)的“汽油輸轉(zhuǎn)泵”或“柴油輸轉(zhuǎn)泵” 圖標(biāo)，打開汽油或柴油輸轉(zhuǎn)泵，至此，流程完成?；疖嚢l(fā)油流程如圖4，其作用是從儲罐通過輸轉(zhuǎn)泵將各種標(biāo)號的汽油或柴油輸送到火車棧橋鶴管，具體操作步驟如下
(1)確認起點儲罐，然后打開出該儲罐的閥門；
(2)確認終點火車棧橋鶴管，然后打開該?dān)Q管上的閥門；
(3)打開汽油輸轉(zhuǎn)泵與終點之間的閥門；
(4)開泵
①啟泵檢查確認泵的入口閥和出口閥都關(guān)閉；
②啟泵前準(zhǔn)備緩慢打開泵入口閥，然后點擊觸摸屏上對應(yīng)的“汽油輸轉(zhuǎn)泵”或“柴油輸轉(zhuǎn)泵”圖標(biāo)，打開汽油或柴油輸轉(zhuǎn)泵，至此，流程完成。汽車發(fā)油流程如圖5，其作用是從儲罐通過輸轉(zhuǎn)泵將各種標(biāo)號的汽油或柴油輸送到火車棧橋鶴管，具體操作步驟如下
(1)確認起點儲罐，然后打開出該儲罐的閥門；
(2)開泵
①啟泵檢查確認泵的入口閥關(guān)閉；
②啟泵前準(zhǔn)備緩慢打開泵的入口閥，確定泵體充滿介質(zhì)；
③開泵點擊觸摸屏上對應(yīng)的“汽油輸轉(zhuǎn)泵”或“柴油輸轉(zhuǎn)泵”圖標(biāo)，打開汽油或柴油輸轉(zhuǎn)泵，至此，流程完成。船收油流程如圖6，其作用是從船用鶴管通過卸船泵將各種標(biāo)號的汽油或柴油輸送到儲罐，具體操作步驟如下
(1)確認終點儲罐，然后打開進該儲罐的閥門；
(2)打開該儲罐與卸船泵之間的閥門；
(3)開泵
①啟泵檢查確認泵的入口閥和出口閥關(guān)閉；
②啟泵前準(zhǔn)備緩慢打開泵入口閥，確定泵體充滿介質(zhì)；
③開泵緩慢打開泵出口閥，然后點擊觸摸屏上對應(yīng)的“卸船泵”圖標(biāo)以打開卸船泵，至此，流程完成。泵故障時收發(fā)油流程如圖7，其作用是在汽油泵出現(xiàn)故障時，火車收汽油通過柴油輸轉(zhuǎn)泵從火車棧橋鶴管到儲罐或反向輸送；或者在柴油泵出現(xiàn)故障時，火車收柴油通過汽油輸轉(zhuǎn)泵從火車棧橋鶴管到儲罐或反向輸送，以及清槽泵出現(xiàn)故障時，火車汽油或柴油掃艙。以下是汽油泵故障時將汽油從火車棧橋鶴管輸送到儲罐的操作步驟
(1)確認起點火車棧橋鶴管，然后打開該?dān)Q管上的閥門；
(2)確認終點儲罐，然后打開進該儲罐的閥門；
(3)打開該儲罐與柴油輸轉(zhuǎn)泵之間的閥門；
(4)開泵:
①啟泵檢查確認泵的入口閥和出口閥關(guān)閉；
②啟泵前準(zhǔn)備緩慢打開泵入口閥，確定泵體充滿介質(zhì)；
③開泵緩慢打開泵出口閥，然后點擊觸摸屏上對應(yīng)的“柴油輸轉(zhuǎn)泵”圖標(biāo)以啟動柴油輸轉(zhuǎn)泵，至此，流程完成。 倒灌流程如圖8，其作用是從一個儲罐通過輸轉(zhuǎn)泵到另一個儲罐，以下是將汽油從一個儲罐輸轉(zhuǎn)到另一個儲罐的操作步驟
(1)確認起點儲罐，然后打開出該儲罐的閥門；
(2)確認終點儲罐，然后打開進該儲罐的閥門；
(3)打開汽油輸轉(zhuǎn)泵與終點之間的閥門；
(4)開泵:
①啟泵檢查確認泵的入口閥和出口閥都關(guān)閉；
②啟泵前準(zhǔn)備緩慢打開泵入口閥，確定泵體充滿介質(zhì)；
③開泵緩慢打開泵出口閥，然后點擊觸摸屏上對應(yīng)的“汽油輸轉(zhuǎn)泵”圖標(biāo)以打開汽油輸轉(zhuǎn)泵，至此，流程完成。
權(quán)利要求
1.油氣儲運油庫模擬系統(tǒng)，其特征在于它包括沙盤、觸摸屏和流程板，沙盤上設(shè)有油氣儲運設(shè)備以及連接儲運設(shè)備的管道，儲運設(shè)備的進出口管道中設(shè)置有控制閥，所述的儲運設(shè)備按功能分布于火車棧橋(1)、罐區(qū)(2)、泵房區(qū)(3)、消防泵區(qū)(4)、船用閥室(5)、碼頭 (6)、汽油發(fā)油區(qū)(7)、灌桶區(qū)(8)和辦公區(qū)(9)，沙盤下設(shè)有PLC控制器和LED燈帶，PLC控制器的輸入與控制閥連接，PLC控制器的輸出與LED燈帶連接，PLC控制器還與觸摸屏內(nèi)的計算機連接，計算機與流程板連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣儲運油庫模擬系統(tǒng)，其特征在于所述的流程板為液晶顯不器。
3.油氣儲運油庫模擬方法，其特征在于它包括以下步驟(1)設(shè)置一個用于模擬油庫儲運工藝流程的沙盤、用于采集沙盤上管路狀態(tài)的PLC控制器、用于操控PLC控制器的觸摸屏和展示油庫儲運工藝流程的流程板，沙盤上設(shè)有若干儲運設(shè)備以及連接儲運設(shè)備的管道，在每個儲運設(shè)備的進出口管道中分別設(shè)置有控制閥及模擬管內(nèi)流質(zhì)的LED燈帶，PLC控制器通過采集控制閥狀態(tài)及儲運設(shè)備狀態(tài)控制管路流質(zhì)流向；(2)觸摸屏上運行一個油庫儲運仿真程序，操作人員按照工藝流程的要求打開或關(guān)閉沙盤上的一個或多個控制閥，仿真程序?qū)崟r采集管路狀態(tài)的變化，同時根據(jù)工藝要求和管路狀態(tài)的變化動態(tài)模擬工藝流程并實時地以動畫的形式展現(xiàn)在流程板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的油氣儲運油庫模擬方法，其特征在于所述的仿真程序包括流程演示、流程操作步驟，其中，所述的流程演示包括火車收油流程、火車發(fā)油流程、汽車發(fā)油流程，船收油流程，泵故障時收發(fā)油操作流程和倒灌流程子步驟，所述的流程操作同樣包括火車收油流程、火車發(fā)油流程、汽車發(fā)油流程，船收油流程，泵故障時收發(fā)油操作流程和倒灌流程子步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種油氣儲運油庫模擬系統(tǒng)及方法，它包括沙盤、觸摸屏和流程板，沙盤上設(shè)有油氣儲運設(shè)備以及連接儲運設(shè)備的管道，儲運設(shè)備的進出口管道中設(shè)置有控制閥和LED燈帶，所述的儲運設(shè)備按功能分布于火車棧橋(1)、罐區(qū)(2)、泵房區(qū)(3)、消防泵區(qū)(4)、船用閥室(5)、碼頭(6)、汽油發(fā)油區(qū)(7)、灌桶區(qū)(8)和辦公區(qū)(9)，沙盤下設(shè)有PLC控制器，PLC控制器與沙盤上控制閥和LED燈帶以及與觸摸屏內(nèi)的計算機連接。本發(fā)明采用沙盤和動畫等形式模擬油庫的工藝流程，學(xué)員在沙盤上所作的操作是否恰當(dāng)也可以動態(tài)、實時和交互式地展示在流程板上，讓學(xué)員具有身臨其境的感覺，提高了培訓(xùn)效果，降低了培訓(xùn)成本。
文檔編號G09B9/00GK102314783SQ20111008384
公開日2012年1月11日 申請日期2011年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月2日
發(fā)明者丁鵬, 周瑞東, 張靜, 梅大成, 王世元, 胡衛(wèi)東, 賈月樂, 鄭巧, 陳利學(xué), 龔捷 申請人:成都盛特石油裝備模擬技術(shù)開發(fā)有限公司