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1、10申请公布号CN104157176A43申请公布日20141119CN104157176A21申请号201410396443722申请日20140812G09B9/0020060171申请人中国人民解放军空军勤务学院地址221000江苏省徐州市西阁街8572发明人孟凡芹张永国宋生奎李钦华石永春耿光辉王朝晖曹泽煜秦勇74专利代理机构徐州市三联专利事务所32220代理人周爱芳54发明名称一种机场油库作业模拟训练系统57摘要本发明公开了一种机场油库作业模拟训练系统，包括机场油库工艺流程模拟、机场油库的作业工艺模拟、机场油库故障模拟、机场油库自动化作业模拟和机场油库自动化作业功能模拟。有益效果是首先。
2、，该系统能够模拟机场油库手动和自动化作业流程，进行手动操作和自动化操作程序的培训，并且利用水为介质，通过透明的管线、罐以及仪表与管路附件，形象直观地展现出工艺流程和工艺参数的变化情况；其次，该装置能够设置各类故障，便于培训学员的应急处理能力；最后，通过计算机系统能够记录和再现学员的操作步骤与参数设置，方便分析学员的操作合理性，提高操作效率。51INTCL权利要求书1页说明书6页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书6页附图3页10申请公布号CN104157176ACN104157176A1/1页21一种机场油库作业模拟训练系统，其特征在于包括机场油库工艺流。
3、程模拟、机场油库的作业工艺模拟、机场油库故障模拟、机场油库自动化作业模拟和机场油库自动化作业功能模拟；所述机场油库工艺流程模拟、机场油库的作业工艺模拟、机场油库故障模拟、机场油库自动化作业模拟和机场油库自动化作业功能模拟均利用工艺管线、泵和阀的相互组合完成模拟作业过程；所述机场油库工艺流程模拟、机场油库的作业工艺模拟、机场油库故障模拟、机场油库自动化作业模拟和机场油库自动化作业功能模拟均通过软化后的水为介质实现动态模拟；所述机场油库工艺流程模拟、机场油库的作业工艺模拟、机场油库故障模拟、机场油库自动化作业模拟和机场油库自动化作业功能模拟中使用的工艺管线、油罐、罐车和流量仪表壳体均为透明材料加工。
4、而成，并且所述透明材料能够承受压力。2根据权利要求1所述的一种机场油库作业模拟训练系统，其特征在于所述机场油库工艺流程模拟、机场油库的作业工艺模拟、机场油库故障模拟、机场油库自动化作业模拟和机场油库自动化作业功能模拟均能够实现人工操作流程模拟和自动化操作流程模拟。3根据权利要求2所述的一种机场油库作业模拟训练系统，其特征在于所述自动化作业模拟是利用PLC以及上位计算机控制电动阀、电磁阀和泵，实现自动化模拟流程。4根据权利要求1所述的一种机场油库作业模拟训练系统，其特征在于所述机场油库自动化作业模拟和机场油库自动化作业功能模拟能够模拟IC卡加油操作，自动灌泵，选线，设备自检，阀门开关控制与开度调。
5、节，液位警报与联动，防抽空检测与鹤管自动切换，加油压力控制与泵的调速运行。5根据权利要求1所述的一种机场油库作业模拟训练系统，其特征在于所述机场油库故障模拟通过设置手动阀门模拟管线泄漏情况。6根据权利要求5所述的一种机场油库作业模拟训练系统，其特征在于所述机场油库故障模拟通过设置高低液开关并通过改变液位开关的位置模拟液位超限和抽空工况。7根据权利要求1所述的一种机场油库作业模拟训练系统，其特征在于所述机场油库工艺流程模拟、机场油库的作业工艺模拟、机场油库故障模拟、机场油库自动化作业模拟和机场油库自动化作业功能模拟的计算机系统能够记录和再现学员的操作步骤以及学员操作时的工艺参数和设备状态。权利要。
6、求书CN104157176A1/6页3一种机场油库作业模拟训练系统技术领域0001本发明涉及油库作业模拟训练系统，具体是一种机场油库收、发与加注作业过程的模拟训练系统，属于油气储运领域。背景技术0002机场油库主要储存的是喷气燃料。为确保喷气燃料不受污染，在油库接卸、储存和加注工艺过程中会有特定的要求。随着航空兵机场和现代大型民航机场飞行强度的提高，使得机场供油系统的工艺日趋复杂。因此，为了使机场油库业务管理和操作人员快速熟悉机场油库各类作业流程以及熟练自动化作业条件下操作和控制方式，并且能够掌握各类紧急情况下的应急处理方法，需要一个全面、真实、形象和直观的机场油库作业过程模拟训练系统，能够用。
7、于机场油库从业人员的在职培训和各大专职院校相关专业学生的实训与实验。0003目前，油气储运技术领域的作业训练模拟系统有两类一类是由PLC采集控制阀的动作，利用LED灯带模拟流体流动和作业过程，如申请号为2011100838458的发明专利公开的“油气储运模拟系统及方法”和申请号为2011200960008的实用新型专利公开的“油气储运工艺流程模拟系统”，该方法不足之处在于无法模拟管道压力和流量大小，更不能设置管道泄漏、油罐液位超限等故障；另一类是利用水或油为介质的模拟装置，此类装置不仅能够模拟作业程序，还能够模拟管道压力变化和流量变化，如申请号为2006101343786的发明专利公布的“一种。
8、管道输油模拟装置”、申请号2008101318887的发明专利公开的“一种油库工艺模拟装置”以及申请号为2011203198904的实用新型专利公布的“机场供油模拟训练装置”等属于此类，此类模拟装置均采用钢质管线，无法使学员可视地观察液体实时流动的情况。发明内容0004针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种机场油库作业模拟训练系统，能够完全模拟机场油库铁路收油、库内输转、加油车补油和飞机管道加油等油库作业，并且对机场油库流程选择、IC卡加油和铁路自动接卸等自动化过程进行了模拟，同时可通过故障设置实现应急操作训练内容。0005为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种机场油库作业模拟训练系。
9、统，包括机场油库工艺流程模拟、机场油库的作业工艺模拟、机场油库故障模拟、机场油库自动化作业模拟和机场油库自动化作业功能模拟；0006所述机场油库工艺流程模拟、机场油库的作业工艺模拟、机场油库故障模拟、机场油库自动化作业模拟和机场油库自动化作业功能模拟均利用工艺管线、泵和阀的相互组合完成模拟作业过程；0007所述机场油库工艺流程模拟、机场油库的作业工艺模拟、机场油库故障模拟、机场油库自动化作业模拟和机场油库自动化作业功能模拟均通过软化后的水为介质实现动态说明书CN104157176A2/6页4模拟；0008所述机场油库工艺流程模拟、机场油库的作业工艺模拟、机场油库故障模拟、机场油库自动化作业模拟。
10、和机场油库自动化作业功能模拟中使用的工艺管线、油罐、罐车和流量仪表壳体均为透明材料加工而成，并且所述透明材料能够承受压力。0009进一步，所述机场油库工艺流程模拟、机场油库的作业工艺模拟、机场油库故障模拟、机场油库自动化作业模拟和机场油库自动化作业功能模拟均能够实现人工操作流程模拟和自动化操作流程模拟。0010进一步，所述自动化作业模拟是利用PLC以及上位计算机控制电动阀、电磁阀和泵，实现自动化模拟流程。0011进一步，所述机场油库自动化作业模拟和机场油库自动化作业功能模拟能够模拟IC卡加油操作，自动灌泵，选线，设备自检，阀门开关控制与开度调节，液位警报与联动，防抽空检测与鹤管自动切换，加油压。
11、力控制与泵的调速运行。0012进一步，所述机场油库故障模拟通过设置手动阀门模拟管线泄漏情况。0013进一步，所述机场油库故障模拟通过设置高低液开关并通过改变液位开关的位置模拟液位超限和抽空工况。0014进一步，所述机场油库工艺流程模拟、机场油库的作业工艺模拟、机场油库故障模拟、机场油库自动化作业模拟和机场油库自动化作业功能模拟的计算机系统能够记录和再现学员的操作步骤以及学员操作时的工艺参数和设备状态。0015本发明的有益效果是首先，该系统能够模拟机场油库手动和自动化作业流程，进行手动操作和自动化操作程序的培训，并且利用水为介质，通过透明的管线、罐以及仪表与管路附件，形象直观地展现出工艺流程和工。
12、艺参数的变化情况；其次，该装置能够设置各类故障，便于培训学员的应急处置能力；最后，通过计算机系统能够记录和再现学员的操作步骤与参数设置，方便分析学员的操作合理性，提高操作效率。附图说明0016图1为本发明的系统组成图；0017图2为本发明的工程流程图；0018图3为本发明的阀门控制电路图；0019图4为本发明的泵控制电路图；0020图中1、模拟铁路罐车，2、模拟铁路罐车，3、电动阀，4、电动阀，5、电动阀，6、电动阀，7、电动阀，8、电动阀，9、电动阀，10、电动阀，11、电动阀，12、电动阀，13、手动阀，14、电动阀XI，15、电动阀XII，16、电动阀XIII，17、电动阀XIV，18、。
13、电动阀XV，19、电动阀XVI，20、电动阀XVII，21、电动阀XVIII，22、手动阀，23、电动阀XIX，24、电动阀XX，25、电动阀XXI，26、电动阀XXII，27、电磁阀，28、模拟单向阀，29、电磁阀，30、模拟单向阀，31、电磁阀，32、模拟单向阀，33、模拟过滤器，34、模拟单向阀，35、容积泵，36、离心泵，37、离心泵，38、离心泵，39、手动阀，40、手动阀，41、模拟过滤分离器，42、模拟过滤分离器，43、手动球阀，44、手动球阀，45、电动阀XX，46、电动阀XX，47、电动阀XX，48、电动阀XX，49、电动阀XX，50、电动阀XX，51、电动阀XX，52、电动。
14、阀XXX，53、手动球阀，54、电动阀XXX，55、电动阀XXX，56、电动说明书CN104157176A3/6页5阀XXX，57、模拟过滤分离器，58、模拟过滤分离器，59、模拟过滤分离器，60、模拟单向阀，61、模拟单向阀，62、模拟单向阀，63、模拟腰轮流量计，64、模拟腰轮流量计，65、模拟腰轮流量计，66、电动阀XXX，67、电动阀XXX，68、电动阀XXX，69、模拟飞机加油接头，70、模拟飞机加油接头，71、模拟飞机加油接头，72、模拟弹簧式安全阀，73、模拟弹簧式安全阀，74、模拟飞机加油车油罐，75、手动球阀，76、压力表，77、压力表，78、压力表，79、压力表，80、压力。
15、表，81、压力表，82、压力表，83、压力表，84、压力表，85、流量计，86、模拟过滤器，87、模拟过滤器，88、模拟过滤器，89、模拟放空罐，90、模拟储存罐，91、模拟使用罐，92、模拟铁路卸油鹤管，93、模拟铁路卸油鹤管，94、来油检测开关，95、来油检测开关，96、来油检测开关，97、防抽空开关，98、防抽空开关，99、液位计，100、液位计，101、液位计，102、高液位报警开关，103、高液位报警开关，104、手动球阀，105、手动球阀，106、压力表，107、压力表，108、压力表，109、液位开关。具体实施方式0021下面将结合附图对本发明作进一步说明。0022如图1和图2所。
16、示一种机场油库作业模拟训练系统，包括机场油库工艺流程模拟、机场油库的作业工艺模拟、机场油库故障模拟、机场油库自动化作业模拟和机场油库自动化作业功能模拟。0023所述机场油库工艺流程模拟包括模拟铁路罐车、泵、模拟油罐、模拟飞机加油车、模拟飞机加油装置、阀门、管线、模拟过滤器和模拟流量仪表。0024通过阀门的打开与关闭，能够模拟所述机场油库的作业工艺模拟；所述机场油库的作业工艺模拟包括铁路油车卸油、抽底油、抽放空罐油料、库内倒罐、飞机管道加油和飞机加油车补油。0025所述机场油库故障模拟包括在管线上预设手动球阀，模拟管道泄漏情况；通过改变高液位报警开关装置或切断液位报警线路模拟溢油和抽空故障。00。
17、26所述机场油库自动化作业模拟包括电动阀门、变频器、压力仪表、静电接地检测与报警的检测仪表；飞机加油控制器和飞机加油车补油控制器；PLC和上位计算机仪表与控制设备。0027所述机场油库自动化作业功能模拟是在PLC和上位计算机控制下选线，所选线路设备状态的自检、压力检测、液位警报与联动、静电检测与报警、管路来油检测以及加油压力变频控制，从而实现铁路自动收油、飞机加油车定量补油、库内倒罐和飞机IC卡自动加油。0028所述机场油库工艺流程模拟、机场油库的作业工艺模拟、机场油库故障模拟、机场油库自动化作业模拟和机场油库自动化作业功能模拟均利用工艺管线、泵和阀的相互组合完成模拟作业过程；0029所述机场。
18、油库工艺流程模拟、机场油库的作业工艺模拟、机场油库故障模拟、机场油库自动化作业模拟和机场油库自动化作业功能模拟均通过软化后的水为介质实现动态模拟；0030所述机场油库工艺流程模拟、机场油库的作业工艺模拟、机场油库故障模拟、机场说明书CN104157176A4/6页6油库自动化作业模拟和机场油库自动化作业功能模拟中使用的工艺管线、油罐、罐车和流量仪表壳体均为透明材料加工而成，并且所述透明材料能够承受压力。0031所述机场油库工艺流程模拟、机场油库的作业工艺模拟、机场油库故障模拟、机场油库自动化作业模拟和机场油库自动化作业功能模拟均能够实现人工操作流程模拟和自动化操作流程模拟。0032所述机场油库。
19、工艺流程模拟、机场油库的作业工艺模拟、机场油库故障模拟、机场油库自动化作业模拟和机场油库自动化作业功能模拟的计算机系统能够记录和再现学员的操作步骤以及学员操作时的工艺参数和设备状态。在计算机屏幕上动态显示流体流动状态及设备运行情况，实时显示压力、液位、流速等工艺参数。大屏幕投影后更为直观和形象，可供多人观摩学习。学员的每一个操作动作，如开阀、关阀、开关泵、压力设置、流程选择、急停等操作均由计算机记录进数据库，形成每个学员的操作记录，同时记录操作发生时和操作后引起的压力、液位、流量，泵的转速、阀门开关情况等工艺参数。0033模拟铁路自动接卸油流程首先，选择铁路卸油作业流程并确定接收油罐，以储存罐。
20、90为接收油罐为例，并且人工确认手动阀39处于打开状态，手动阀13、手动阀22和手动球阀105处于关闭状态，人工选择用容积泵35引油灌泵，用离心泵36卸油进储存罐90的流程；其次，确认流程后，上位计算机自动检测阀门阀位反馈信号、阀门故障报警信号、防抽空开关信号和液位信号，确认该流程所有设备处于正常状态并且通过自检程序后，系统确认关闭流程中的所有电动阀和电磁阀，进入待启动状态，操作员确认流程选择后，选择启动按钮，进入自动卸油流程；然后，PLC依次打开电动阀4、电动阀7、电动阀XVII20，电磁阀29、电动阀8、电动阀9、电动阀XVI19、电动阀XXX52，启动容积泵35，使离心泵36吸入管线充满。
21、液体，待来油检测开关96动作，表示管路充满液体，停止容积泵35，关闭电磁阀29、电动阀8、电动阀9、电动阀XVI19和电动阀XXX52，启动离心泵36，打开电动阀12和电动阀XX47；进一步，PLC检测压力表81和压力表80，待压力表81读数达到一定值后，打开电动阀XVIII21，将模拟铁路罐车1中的油料卸入模拟储存罐90中，卸油过程中，PLC随时检测防抽空开关97，当液位降低，防抽空开关97报警时，PLC自动打开电动阀6，关闭电动阀4，实现模拟铁路罐车1和模拟铁路罐车2的切换，开始卸模拟铁路罐车2内的油料，待防抽空开关98报警后，表明所有模拟铁路罐车本发明设置至少两个模拟铁路油罐车卸油完成，。
22、进入自动扫仓阶段；最后，PLC将控制停止离心泵36，关闭电动阀6、电动阀XX47、电动阀XVIII21、电动阀12和电动阀XVII20，打开电动阀3、电动阀5、电动阀10和电动阀XV18，打开电动阀8、电动阀9、电动阀XVI19和电动阀XXX52，启动容积泵35，实现扫仓，与此同时PLC检测来油检测开关94，当来油检测开关94检测不到来油时，说明模拟罐车内已没有油料，扫仓结束。PLC关闭容积泵35，关闭电动阀3和电动阀5，关闭所有流程中已打开的电动阀，完成自动收油流程。0034整个卸油过程实现压力、流量、液位检测与联动控制，为避免透明管线压力过大而损坏，当压力超过01MPA时，系统将停泵报警。。
23、所有工艺参数和设备状态显示在计算机屏幕和投影上，卸油过程中的泵阀启动和切换、液位变化情况、流体流动情况均可在现场清晰地观察。0035模拟自动倒油作业本发明可以模拟机场油库抽放空罐油品，储存罐向使用罐输说明书CN104157176A5/6页7油，其他任意两个罐之间的倒油等。以抽放空罐油品和向使用罐输油为例说明自动倒灌作业流程实现方法。0036抽放空罐油品到储存罐流程实施方法如下选取抽取模拟放空罐89油品进入模拟储存罐90的流程，确认手动球阀105和手动阀39处于打开位置，上位机自检确认电动阀门处于关闭位置，电动阀门、泵、液位、压力等没有故障报警。通过自检后，启动倒油流程。PLC依次打开电动阀XX。
24、X52、电动阀8、电动阀7、电动阀XV18、电动阀XVI19、电动阀12和电动阀XX47，待所有阀门打开到位后，启动容积泵35，开始倒油。倒油过程中，PLC对管线压力和油罐液位进行检测，当液位与压力超限时，将自动停泵和关阀。0037储存罐向使用罐输油流程实施方法如下选取模拟储存罐90向模拟使用罐91输油流程，确认手动阀22、手动阀13和手动阀40处于打开位置，上位机自检确认电动阀门处于关闭位置，电动阀门、泵、液位、压力等没有故障报警。通过自检后，启动输油流程。PLC依次打开电动阀XX45、电动阀XIII16、电动阀XVII20、电动阀XII15、电动阀XX50，待所有阀门打开到位后，启动离心泵。
25、36，并读取压力表80和压力表81的数值，待压力表81的压力值达到一定值后，PLC自动打开电动阀XVIII21，开始输油。输油过程中，PLC对管线压力和油罐液位进行检测，当压力与液位超限时，将自动停泵和关阀。0038飞机自动加油作业流程包括启动加油流程、压力控制、飞机加油现场操作三部分。0039启动加油流程本发明利用离心泵37和离心泵38，将模拟使用罐91内的油品加入飞机。选定加油流程，设定压力后，计算机自检确认阀门位置和设备状态。通过自检后，PLC依次启动电动阀XX48、电动阀XI14、电动阀XIX23、电动阀XXI25和电动阀XIV17，启动离心泵37和离心泵38，待压力表77和压力表79。
26、读数达到一定值后，PLC打开电动阀XX24和电动阀XXII26，即可启动飞机管道加油流程。0040压力控制本发明采用离心泵37和离心泵38本发明至少设置两台离心泵利用并联调速方式加油。PLC根据加油流量利用变频器同步调整两台离心泵37和离心泵38的转速，使主管压力主管压力表84稳定。飞机加油时，模拟飞机加油接头69和模拟飞机加油接头70处的压力为035MPA，考虑管路阻力损失，主管压力设置为大于035MPA。由于本发明采用透明材料的管路，所以实际模拟压力达不到这一数值。为达到仿真效果，对压力表量程进行了变换，即压力表的输出信号放大了5倍。因此学员在屏幕上设置的压力和压力表显示的压力均为实际的加。
27、油压力值，而实际压力为显示值的02倍，保证了管路安全。0041飞机加油现场操作流程本发明设置了两路飞机管道加油模拟装置，一路是电动阀XXX54，模拟过滤分离器57，模拟单向阀60，模拟腰轮流量计63，电动阀XXX66，压力表107，模拟飞机加油接头69和模拟弹簧式安全阀72组成，另一路是电动阀XXX55，模拟过滤分离器58，模拟单向阀61，模拟腰轮流量计64，压力表108，模拟飞机加油接头70和模拟弹簧式安全阀73组成。待主管稳定后，利用加油控制器实现IC控制器下的加油。IC卡控制器控制左右两路加油。IC卡加油控制器读取加油授权卡允许加油，进入加油界面。在加油界面选取左右加油通道，输入飞机号，。
28、设置预加油量开始加油。开始加油后，加油控制器打开电动阀XXX54和电动阀XXX66或电动阀XXX55和电动阀XXX67开始左路右路加油通道实施加油。加油时加油控制器将显示加油流量，累计加油量等数值，并将数值实施传送至计算机。加油到预计值或加油说明书CN104157176A6/6页8结束时，加油控制器形成一条加油记录数据，该记录包括加油数量、时间、加油飞机号、加油通道号、加油操作人员等数据，并上传至计算机。0042飞机加油车补油流程包括启动补油流程、压力控制、加油车补油现场操作三部分。其中启动补油流程和压力控制同上述飞机自动加油作业流程。0043加油车补油现场操作流程本发明设置了一路飞机加油车补。
29、油模拟装置，由电动阀XXX56，模拟过滤分离器59，模拟单向阀62，模拟腰轮流量计65，压力表106，模拟飞机加油接头71，模拟飞机加油车油罐74、手动球阀75组成。待主管稳定后，利用加油车补油控制器实现IC控制器下的油车补油。IC卡加油控制器读取加油授权卡允许加油，进入加油界面。在加油界面输入油车号，设置预加油量开始加油。开始加油后，加油控制器打开电动阀XXX56和电动阀XXX68开始加油。加油时加油控制器将显示加油流量，累计加油量等数值，并将数值实时传送至计算机。加油控制器在加油时实时读取加油罐车液位开关109状态，当达到设定高液位报警位置时，将报警并关闭电动阀XXX68，停止加油。加油到。
30、预计值或加油结束时，加油控制器形成一条加油记录数据，该记录包括加油数量、时间、油车号、加油通道号、加油操作人员等数据，并上传至计算机。0044手动操作流程。上述操作可在计算机屏幕进行手动操作，所有阀门也可以手动开关。选择手动操作时，可以通过电动阀门和手动阀门的开、闭，任意组合操作流程，实现各罐之间的油品输转、接卸等操作流程。0045故障设置。管线泄漏在加油主管道设置手动球阀53，打开手动球阀53模拟主管道泄漏情况；在泵的吸入管路设置手动球阀104，模拟泵的吸入管线泄漏情况。以阀门开度大小模拟泄漏程度。0046油罐溢油在储油罐、使用罐分别安装高液位报警开关102和高液位报警开关103，在加油车油。
31、罐设置液位开关109，通过改变液位开关位置可以设置液位超限，模拟油罐溢油故障。0047阀门故障如图3所示，按下“阀门限位故障设置按钮”设置限位故障，模拟电动阀门开关不到位的故障现象。按下“阀门过载故障设置按钮”设置过载故障，模拟电动阀门力矩开关动作，阀门停止开关，电动阀门打不开或关不上的故障现象。0048泵故障如图4所示，按下所示“SK1”按钮模拟泵电机过载故障，泵上电后不能启动，流程无法执行。搬动SD2开关，可模拟泵电机缺相和断电故障。0049操作记录与再现。在模拟系统运行期间，计算机将记录学员在计算机界面上所做的每一个操作，包括所做的“选择、输入、设置”等操作动作、设置的参数和操作时间等，同时系统每隔一定时间设定间隔05秒至30秒记录泵转速、管路各处压力、液位、阀门开关位置、高液位报警状态、流量等数据。这些数据以预定格式存在数据文件内。计算机可读取这些数据文件，再现学员操作过程和系统工艺参数变化情况，以便分析操作过程中存在的问题。说明书CN104157176A1/3页9图1说明书附图CN104157176A2/3页10图2说明书附图CN104157176A103/3页11图3图4说明书附图CN104157176A11。