卡车燃油监控系统在哈尔乌素露天矿的应用

丁瑞元

摘 要：露天矿煤炭生产主要成本为燃油、轮胎、炸药和设备维修备件四大块。基于目前煤炭生产的经济形势，降本增效仍是企业生产经营的一大难题，本文从露天矿“燃油”这一成本入手，通过卡车燃油监控系统的实施，实现了燃油消耗全过程的信息化、自动化、智能化的监管。本文介绍了燃油监控系统的特点、作用、功能以及系统在实际运用的过程中的困难和解决措施等。

关键词：卡车 燃油监控 露天矿

中图分类号：TP27 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2018）01（c）-0097-03

哈尔乌素露天矿煤炭生产为电铲、卡车、破碎站的半连续生产工艺，需要大量卡车和工程机械车。在煤炭剥离、开采、运输、生产过程中，大型卡车、工程车辆对燃油的消耗量非常大，而且存在“跑、冒、滴、漏”的现象，导致燃油大成本居高不下。目前，该矿燃油虽加强了管理，但仍以人工管理为主，这样不仅导致燃油提取、消耗信息的记录、统计分析数据准确性低，而且工作量大，效率低。鉴于上述情况，该矿必须采用先进的技术手段和管理模式对“燃油”进行精细化管理，进而达到降本增效的目标。

1 燃油管理環节及可能存在的管理隐患分析

目前该矿燃油从提取到最终消耗经历提油、运输、加油、使用等4个过程，由于目前该矿在燃油的各个环节基本上还是采用人工操作和管理，未引入先进的技术手段，缺乏有效监管，因此存在一定的隐患，会导致燃油的非正常消耗。比如提油环节：提油人员和油库人员之间达成协议，谋取私利。运输环节：油槽车在运输燃油途中私自卸油。卡车加油环节：油槽车给卡车加油时将油加给其他设备或自备油桶或给受油设备加满油时不会自动停止，出现“跑、冒、滴、漏”的现象。使用环节：车辆司机将油箱中的油抽出牟利。

因此，该矿急需通过采取卡车燃油监控技术和先进的管理手段，全面消除以上管理隐患，最大可能地降低燃油的非生产消耗，从而提升企业的生产用油的管理水平和监管能力。

2 卡车燃油监控系统简介

卡车燃油监控系统集成了自动控制技术、通讯技术、RFID技术等多项现代化技术，通过现代化的管控手段，减少手工录入工作量，提高油料管理的准确性的一套智能化系统。

通过在油槽车和受油设备上安装各类采集、分析、管理等功能模块，管理提油、加油、交接班等各类业务。车载终端对油槽车、卡车的提油量、单台设备加油量、交接班剩余油量及油量消耗等重要基础信息进行数据采集、存储、显示、上传和告警提示，通过露天矿4G无线网络或MESH网络将燃油车载信息进行传输，最终回传至数据中心管理服务器，通过后台卡车燃油监控系统软件进行统计、分析、告警、存储和记录，实现对燃油的提油、运输、加油、消耗4个环节的智能监控、管理。系统软件同时将燃油消耗分析、异常消耗报警等信息回传至车载终端上显示，提醒驾驶人员车辆燃油消耗和燃油异常告警，从而实现卡车高效稳定生产。

3 卡车燃油监控系统总体设计

根据哈尔乌素露天矿燃油消耗的各个环节的不同管控对象，燃油监控系统划分为：油库管控系统、油槽车管控系统、受油车辆管控系统、中央管控系统四部分。

3.1 油库管控系统

油库管控系统主要由提油监控管理终端、车辆身份识别装置、数据远传流量计、汽车衡系统组成。提油监控管理终端：主要功能是对油库所有设备及数据进行监控管理，实现油库提油数据的自动记录、车辆身份认证、加油量校对以及与中央管控系统数据通信等功能。车辆身份认证装置：在每个油库付油通道安装油槽车身份识别装置，用于识别提油油槽车身份信息、自动获取本次计划提油量，只有符合权限的油槽车才能提油，确保计划提油的车辆和实际提油的车辆是一致的。数据远传流量计：在油库付油管路加装高精度数据远传流量计，将每次准确的提油量实时传回油料管理系统，用于核对油库付出油量与实际提油量（升）是否相符。汽车衡系统：安装在油槽车集中管理场地，在油槽车提油前和提油后分别过磅，得到每次精确的提油量（吨），作为与油库进行提油核对结算的依据。

3.2 油槽车管控系统

油槽车管控系统在油槽车上安装一整套软/硬件，实现对油槽车所涉及的各项工作流程进行监控管理和燃油基础数据的采集、存储、显示、上传、告警。主要由车载终端模块、车载控制模块、GPS定位模块、通讯模块、视频监控模块、智能加油模块、液位计量模块、进油锁控模块组成。

车载终端模块：包括车载电脑、微型打印机、人员身份读卡器、车辆识别读卡器等装置，实现与中央管控装置的通讯（数据传输），完成操作人员与油槽车燃油管理系统的交互，实现系统操作、系统状态监视、打印输出、身份认证等功能。车载控制模块：主要完成控制逻辑的运算，实现对油槽车各硬件的控制及基础数据的采集、处理。GPS定位模块：可实现对油槽车的实时定位，实现轨迹记录、回放功能、超速报警、疲劳驾驶报警、里程累计等。通讯模块：该模块通过4G网络或MESH网络CPE进行数据传输，可实现油槽车燃油系统记录的相关数据的实时传输。视频监控模块：按需要记录油槽车周边的视频信息，提供事故追查手段。当油槽车在进行加油、提油操作时，系统会自动打开视频监控功能，记录下油槽车工作时周边的视频录像，还可以通过网络传输给中央管控系统，用户可通过网络查看这些视频录像，进行事故追查。智能加油模块：安装在泵箱中，主要实现油槽车加油计量和对出油口开关的控制，可根据用户设定加油量实现定量加油，油满自动停止加油等功能。液位计量模块：安装在油罐顶部，实现油罐液位数据的实时采集和计量，查看油槽车的剩余油量，可实现液位异常时的报警功能。进油锁控模块：实现油罐顶部进油口的密封和锁定，只有通过身份认证，才能打开进油口，防止未经授权时打开进油口。

3.3 受油设备管控系统

受油设备识别管控系统由受油设备身份认证标签、司机身份识别卡、无压受油装置、油箱液位监测报警装置等部分组成。

受油设备身份认证标签：在每台受油设备上安装抗金属RFID标签，内部存储每辆受油设备的信息。在油槽车和加油站安装远距离射频读卡器，当车辆加油时，系统可准确记录是哪台车加了油。司机身份识别卡：卡中存储了受油设备司机的身份信息，车辆需要加油时，司机必须出示自己的身份识别卡，在油槽车或加油站的读卡器上进行身份认证，符合条件的司机才能进行加油。系统也会同时记录下本次加油的人员信息。无压受油装置：在油槽车上安装专用加油枪，将受油设备上的其他出油口封闭，在油箱底部安装无压受油装置。专用加油枪只有和无压受油装置的防盗油接收器连接后才能出油，防盗油接收器是一种双单向阀结构，可以实现燃油的“只进不出”效果，从而达到有效的防盗油目的。专用加油枪还具备加满油时自动闭锁的功能，可防止冒油导致的损失。油箱液位监测报警装置：通过在受油设备油箱上安装高精度液位传感器，可实时测量当前油箱液位高度，通过安装在驾驶室的柴油消耗记录仪和通讯模块，可将受油设备油箱中的燃油状况实时反映到中央管控系统中，生成实时油耗曲线。当油箱液位在设定的时间内变化高度超过警戒值时，系统中将自动生成报警提示信息，提醒管理人员燃油的异常变化，以便及时发现问题，及时处理，防止燃油意外损失。该液位计是在电容式液位计的基础上，基于射频电容原理，采用断层扫描技术，动态分析传感器在介质中的各种参数，同时为防止液面波动导致的瞬时读数误差，增加了静态差压检测传感器，并在传感器电路中增加了自动精确补偿算法，这样能够最大程度地消除介电常数不稳定和液面波动导致的误差问题。整机无任何弹性部件和可动部件，耐冲击，安装方便，可安装在各种场合，对汽油、柴油、液压油的油位及其他各种不腐蚀不锈钢的液体进行准确测量。

3.4 中央管控装置

中央管控系统服务器上安装燃油监控管理系统软件，对前端采集到的数据进行分析和处理，建立详细准确的燃油进油、出油、消耗过程基础数据库，综合统计每一个设备每班、每日、每月、每年的燃油使用情况，为管理者提供简明准确的燃油数据报表，提高有关领导和部门的决策质量和管理水平。

燃油监控系统平台软件是一套对油槽车油料进出和存量进行智能化控制和管理的软件。集自动化技术、软件工程技术、信息通信技术、RFID技术为一体，整合ERP系统和卡车调度系统软件接口，实现燃油的全过程监控、管理和数据统计分析。平台软件可根据各油槽车终端、受油设备终端提供的原始数据，自动生成各种管理分析报表（包括燃油加油明细、油槽车提油明细、油槽车进出油量综合统计、受油司机加油量综合统计、受油设备加油量综合统计、单机油耗统计、单位班次用油量综合统计、运输设备立米公里燃油单耗、受油设备油料消耗明细、受油设备耗油量综合统计、油耗曲线、异常报警、加油员提加油量综合统计、工时单耗），对燃油相关管理指标进行统计分析。

4 哈尔乌素露天矿卡车燃油监控系统升级改造方案

4.1 油槽车升级改造方案

针对哈尔乌素矿油槽車安装设备现状，在保证系统功能完整、技术达标的前提下，本着节约成本的原则，尽量利用车上原有设备组成一套燃油监控系统。具体内容如下：利用驾驶室中原有的卡调系统车载终端电脑，在其中安装最新版车载端燃油监控管理软件。由于原有车载终端电脑RS232接口数量不足，需新增一个4口的RS232端口扩展器，与原有车载电脑的RS232端口或以太网端口连接，实现RS232端口的扩展；安装微型打印机和人员身份读卡器，通过USB口或航空插头形式的RS232串口与车载终端电脑连接；在驾驶室安装投标方提供的数据采集控制器，与车载终端电脑通过航空插头形式的RS232接口实现通讯；原有加油管路上的流量计、电磁阀、过滤器等设备不变，将其流量信号和控制信号接入数据采集控制器中；在油槽车顶部油罐中央位置安装电容差压式液位计，液位信号通过航空插头形式的RS232接口接入到车载终端电脑中；在油槽车侧面有专用快速加油枪的一侧安装受油设备车辆身份认证装置，同样通过航空插头形式的RS232接口实现与车载终端电脑的通讯。

4.2 改造后加油数据上传及管理方案

改造后，油槽车到加油点给受油设备加油时，当辆车靠近至正常加油距离停止时（一般为5～15m），受油设备识别装置会自动读取车辆身份信息，另外加油员将受油设备司机的身份卡放在读卡器上，然后点击“加油”按钮，车辆及人员身份认证通过后，进入“加油流程”画面。此时当准备好加油前期工作后，司机或加油员点击“加油开始按钮”，系统将输出加油命令，加油电磁阀打开，系统开始加油。加油流量计计数值达到设定加油量计数值后，系统将自动关断加油电磁阀，加油结束，油槽车司机摘泵，油槽车司机或加油员点击“加油结束”按钮，并打印出本次加油小票。车载终端软件同时会将本次加油信息通过4G网上传至燃油监控管理系统服务器平台软件的数据库中，将形成油槽车加油基础明细表。

4.3 与GPS卡车调度新系统的接口

系统提供受油设备油耗管理分析功能，通过生产系统接口软件模块，能够将本系统数据和受油设备产量、运距等数据结合，可生成受油设备的绩效考核报表，为企业管理提供精确的统计信息。

4.4 与ERP/EAM系统的接口

燃油监控管理系统已实现与企业ERP系统/EAM系统/物资管理系统的无缝连接，通过卡车燃油监控系统提供的数据同步功能，可实现每月（或指定时间段内）燃油自动下发到单机，省却了原始管理过程中的手动下单机的操作，大大减轻了燃油核算员和财务人员的工作量。

5 结语

卡车燃油监控系统在哈尔乌素露天矿的应用让该矿在燃油管理环节为公司节省了大量的燃油消耗成本、管理成本和人工成本，并使燃油管理更加精细化、数字化，为公司带来了良好的经济效益。体现在以下方面：提高管理效率，减少信息管理的人工成本，每年可降低企业的油料管理成本3%。通过严密的自动化、智能化管控手段，减少因人为因素导致的额外油料损失，每年可提高油料实际利用率1%～5%。有效遏制了油料资产流失现象。实现了定量加油。加油时当油料接近设定的加油量时系统有提示，达到加油量时自动停止，确保了加油量的精确性。实现了油料系统的数据自动采集、上传、下发，而不需要人工录入。通过WEB报表直接统计各种相关数据，不需要人工整理。实现了生产设备单耗自动统计，通过油料系统与GPS系统的结合科学地计算出了生产设备的产量单耗。

但是，该系统使用中面临的一些问题，比如无法控制提油引起的亏损。该系统在提油业务中，能准确计量和存储应提的公升数，提油结束后根据油料密度换算成吨时会出现亏损现象。

参考文献

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