一种LPG智能多用途带泵罐车及控制方法

技术领域

本发明涉及液化石油气技术领域，具体是一种LPG智能多用途带泵罐车及控制方法。

背景技术

微管网供气系统是一种小型分布式液化石油气能源供应形式，将原本“瓶装供应，各家储存，自行保管”的供气模式转变为“小型储罐供气，专用槽车配送，能源企业专业管理”的管道供气模式；市面上一般通过带泵罐车对液化石油气小型储罐进行封闭式卸液或抽液，以实现液化石油气介质供给或对罐内液化石油气的安全排空；但带泵罐车安全可靠性低，而且使用不方便、不够智能，也没有结算功能。

因此，有必要做进一步改进。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种达到本质安全智能运行、使用方便、用途众多、通信环境自适应、智慧云辅助决策的LPG智能多用途带泵罐车及控制方法，以克服现有技术的不足之处。

按此目的设计的一种LPG智能多用途带泵罐车，其特征在于：包括

云平台，用于下达卸液或抽液任务、接收卸液或抽液的数据，并记录带泵罐车状态；

车载中控装置，用于输入卸液或抽液任务量，并应用所采集的质量流量计的数据计算实际卸液量或抽液量，以给客户进行结算；

车载手持终端，用于接收下达的卸液或抽液任务、接收卸液或抽液的数据，并推送物联网锁的密码；

信息化传感器系统，用于检测带泵罐车的LPG压力、LPG液位、LPG温度和可燃气体浓度，并将检测数值发送给车载中控装置；

物联网锁，用于打开或关闭带泵罐车的操作箱门；

卸液泵系统，用于向储罐卸液；

抽液泵系统，用于对储罐抽液；

质量流量计，用于测量液化石油气的质量，并将测量数据发送给车载中控装置；

车载中控装置分别与云平台、车载手持终端、信息化传感器系统、物联网锁、卸液泵系统、抽液泵系统、质量流量计通信连接，云平台与车载手持终端通信连接。

还包括车载电子识读系统，用于完成带泵罐车与储罐的识读匹配并向车载中控装置发送匹配成功信息，车载电子识读系统与车载中控装置通信连接。

还包括车载数据加密终端，用于收录车载中控装置的数据并对数据实施加密，车载数据加密终端分别与车载中控装置、车载手持智能终端、云平台通信连接。

还包括北斗定位系统，用于将带泵罐车和储罐划定电子围栏范围，北斗定位系统与车载中控装置通信连接。

还包括车载伺服控制系统，用于正向或反向开启压力泵，车载伺服控制系统与车载中控装置通信连接。

按此目的设计的一种LPG智能多用途带泵罐车的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、由云平台向车载手持终端下达卸液或抽液任务，危运司机根据任务要求将LPG带泵罐车开到指定卸液或抽液地点，车载定位与任务指定的储罐定位同在北斗定位系统划定的电子围栏范围内；

B、危运司机在车载中控装置上输入卸液或抽液任务量，车载中控装置本地录入卸液或抽液任务后通过信息化传感器系统对带泵罐车进行自检；

C、危运司机根据车载手持终端推送的物联网锁的密码打开操作箱门，将充液抽液枪与储罐的充液口或排残口连接，将回气枪与储罐的回气口连接；

D、车载电子识读系统自主完成与储罐的识读匹配并向车载中控装置发送匹配成功信息，车载中控装置根据信息化传感器系统实时检测信号和电子识读匹配信息自主判定卸液或抽液许可；

E、危运司机看到车载中控装置推送的卸液许可后启动卸液或抽液作业，卸液泵系统或抽液泵系统收到卸液或抽液启动指令后，通过车载伺服控制系统正向或反向开启压力泵，移动式压力容器内的LPG通过卸液泵系统的液相管路流向储罐，或储罐内的LPG通过抽液泵系统的液相管路流向移动式压力容器；

F、卸液或抽液作业完成后，危运司机将充液抽液枪、回气枪复位，并关闭操作箱门和物联网锁，车载中控装置根据门禁及物联网锁的状态自主识别卸液或抽液作业结束，车载中控装置应用所采集的质量流量计的数据计算本次任务实际卸液量或抽液量，以给客户进行结算，并将本次卸液或抽液的数据通过车载数据加密终端推送至车载手持终端和云平台。

步骤B中，危运司机在车载中控装置上输入卸液或抽液任务量前，危运司机登录车载手持智能终端，并进行人-车相互识别，人-车识别成功后车载中控装置开始接受危运司机输入卸液、抽液相关的任务信息和操作指令；

步骤B中，自检项目包括卫星定位、LPG压力、LPG液位、LPG温度、可燃气体浓度、操作箱门开关状态、抽液枪就位状态、回气枪就位状态、限高触发状态、应急开关状态、遥控应急开关状态、碰撞触发状态、切断阀开关状态、泵开关状态、物联网锁开关状态、质量流量计状态。

步骤E中，卸液或抽液作业进行时，当信息化传感器系统的检测值超过车载中控装置的设定阈值或定点卸液、抽液功能失效时，自动实施本质安全保护动作并关闭卸液泵或抽液泵及所有电磁阀，使带泵罐车处于保护状态，车载中控装置本地显示报警信息，同步将报警信息传送至车载数据加密终端，由车载数据加密终端传送至云平台，云平台记录带泵罐车状态，将车辆实时状态和辅助决策建议推送至车载手持终端和车载中控装置，危运司机根据推送信息自主进行安全检查和运营作业。

步骤F中，物联网锁的开关状态转变时触发车载中控装置同步采集质量流量计的实时数据，在中控界面确认卸液或抽液任务完成后，触发车载中控装置应用所采集的数据计算本次任务实际卸液量或抽液量。

物联网锁、车载中控装置、车载数据加密终端之间通过硬件通信连接，车载数据加密终端、车载手持智能终端之间无线通信连接；车载数据加密终端收录车载中控装置的数据并实时向云平台报送数据，若检测判定通信网络条件不具备时则对所有数据实施临时存储，且在通信网络条件恢复后则按与云平台的协议完成全部数据补传；带泵罐车在无移动通信网络环境条件下实施卸液或抽液任务时，云平台同步通过液化石油气储罐的信息渠道获得储罐端的数据并于后续车载数据加密终端补传的数据验证。

本发明通过云平台向车载手持终端下达卸液或抽液任务，危运司机接到任务后，通过在车载中控装置上输入卸液或抽液任务量、通过车载手持终端推送的物联网锁的密码打开操作箱门、通过车载电子识读系统自主完成与储罐的识读匹配后，便可启动卸液或抽液作业，整个过程大多数为远程操作，使得带泵罐车的使用十分方便；而且通过云平台对卸液或抽液任务进行管理、通过车载手持终端和车载中控装置对系统进行操作，使得带泵罐车更智能化；车载中控装置本地录入卸液或抽液任务后通过信息化传感器系统对带泵罐车进行自检，确认带泵罐车状态是否存在异常，且卸液或抽液作业进行时，当信息化传感器系统的检测值超过设定阈值或定点卸液功能失效时，自动实施本质安全保护动作并关闭卸液泵或抽液泵及所有电磁阀，使带泵罐车处于保护状态，大大提高带泵罐车使用的安全性；卸液或抽液作业结束时，车载中控装置应用所采集的质量流量计的数据计算本次任务实际卸液量或抽液量，实现结算功能，提高带泵罐车的实用性。

附图说明

图1为本发明一实施例中带泵罐车的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

参见图1，本LPG智能多用途带泵罐车，包括

云平台1，用于下达卸液或抽液任务、接收卸液或抽液的数据，并记录带泵罐车状态；

车载中控装置3，用于输入卸液或抽液任务量，并应用所采集的质量流量计12的数据计算实际卸液量或抽液量，以给客户进行结算；

车载手持终端5，用于接收下达的卸液或抽液任务、接收卸液或抽液的数据，并推送物联网锁6的密码；

信息化传感器系统4，用于检测带泵罐车的LPG压力、LPG液位、LPG温度和可燃气体浓度，并将检测数值发送给车载中控装置3；

物联网锁6，用于打开或关闭带泵罐车的操作箱门；

卸液泵系统8，用于向储罐卸液；

抽液泵系统9，用于对储罐抽液；

质量流量计12，用于测量液化石油气的质量，并将测量数据发送给车载中控装置3；

车载中控装置3分别与云平台1、车载手持终端5、信息化传感器系统4、物联网锁6、卸液泵系统8、抽液泵系统9、质量流量计12通信连接，云平台1与车载手持终端5通信连接。

还包括车载电子识读系统7，用于完成带泵罐车与储罐的识读匹配并向车载中控装置3发送匹配成功信息，车载电子识读系统7与车载中控装置3通信连接。

还包括车载数据加密终端13，用于收录车载中控装置3的数据并对数据实施加密，车载数据加密终端13分别与车载中控装置3、车载手持智能终端5、云平台1通信连接。

还包括北斗定位系统2，用于将带泵罐车和储罐划定电子围栏范围，北斗定位系统2与车载中控装置3通信连接。

还包括车载伺服控制系统10，用于正向或反向开启压力泵，车载伺服控制系统10与车载中控装置3通信连接。

本LPG智能多用途带泵罐车的控制方法，包括以下步骤：

A、由云平台1(智慧云平台)向车载手持(智能)终端5下达卸液或抽液任务，危运司机(或者押运员)根据车载手持终端5提示信息进行任务确认，危运司机根据任务要求参考系统推荐的路线自主将LPG带泵罐车开到指定卸液或抽液地点，车载定位与任务指定的小型储罐定位同在北斗定位系统2划定的电子围栏范围内；

B、危运司机在车载中控装置3上输入卸液或抽液任务量，车载中控装置3本地录入卸液或抽液任务后通过信息化传感器系统4对带泵罐车进行自检；

C、危运司机根据车载手持终端5推送的物联网锁6的密码打开操作箱门，将充液抽液枪与储罐的充液口或排残口连接，将回气枪与储罐的回气口连接；

D、车载电子识读系统7自主完成与储罐的识读匹配并向车载中控装置3发送匹配成功信息，车载中控装置3根据信息化传感器系统4实时检测信号和电子识读匹配信息自主判定卸液或抽液许可；

E、危运司机看到车载中控装置3推送的卸液许可后启动卸液或抽液作业，卸液泵系统8或抽液泵系统9收到卸液或抽液启动指令后，通过车载伺服控制系统10正向或反向开启压力泵，移动式压力容器11内的LPG通过卸液泵系统8的液相管路流向储罐，或储罐内的LPG通过抽液泵系统9的液相管路流向移动式压力容器11；

F、卸液或抽液作业完成后，危运司机将充液抽液枪、回气枪复位，并关闭操作箱门和物联网锁6，车载中控装置3根据门禁及物联网锁6的状态自主识别卸液或抽液作业结束，车载中控装置3应用所采集的质量流量计12的数据计算本次任务实际卸液量或抽液量，以给客户进行结算，并将本次卸液或抽液的数据通过车载数据加密终端13推送至车载手持终端5和云平台1。

本LPG智能多用途带泵罐车系统的控制方法目的在于填补对液化石油气小型储罐卸液和安全应急抽液两用型带泵汽车罐车装备的市场空白，由本质安全联动车载自控系统、车载电子识读和传感系统、自适应近/远程通信系统、远程信息化智慧辅助决策管理系统形成联动体系，达到本质安全智能运行、多用途使用、通信环境自适应、智慧云辅助决策的一种系统控制方法。

步骤A中，云平台1向车载手持终端5下达卸液或抽液任务时(云平台1向指定的车载手持终端5推送卸液/抽液任务信息)，在该任务中绑定危运司机ID、液化石油气储罐ID和地理定位、带泵罐车ID。

步骤B中，危运司机在车载中控装置3上输入卸液或抽液任务量前，危运司机登录车载手持智能终端5，并进行人-车相互识别，车载手持终端5通过车载数据加密终端13连接车载中控装置3及车载中控装置配置的车-罐识读装置实现相互识别，人-车识别成功后车载中控装置3开始接受危运司机输入卸液、抽液相关的任务信息和操作指令，车-罐识别成功并维持配对是车载卸液泵系统8或抽液泵系统9启动的必要条件。

步骤B中，自检项目包括卫星定位、LPG压力、LPG液位、LPG温度、可燃气体浓度、操作箱门开关状态、抽液枪就位状态、回气枪就位状态、限高触发状态、应急开关状态、遥控应急开关状态、碰撞触发状态、切断阀开关状态、泵开关状态、物联网锁开关状态、质量流量计状态。

步骤E中，卸液或抽液作业进行时，当信息化传感器系统4的检测值超过车载中控装置3的设定阈值或定点卸液、抽液功能失效时，自动实施本质安全保护动作并关闭卸液泵或抽液泵及所有电磁阀，使带泵罐车处于保护状态，车载中控装置3本地显示报警信息，同步将报警信息传送至车载数据加密终端13，由车载数据加密终端13传送至云平台1，云平台1记录带泵罐车状态，将车辆实时状态和辅助决策建议推送至车载手持终端5和车载中控装置3，危运司机根据推送信息自主进行安全检查和运营作业。

卸液或抽液作业全过程由信息化传感器系统中的定位传感器、压力传感器14、液位传感器15、温度传感器16将监测信号实时传输至车载中控装置，车载中控装置3具备自主阈值判断能力，如出现压力、液位等数据超过阈值，车载中控装置3启动本地报警机制；车载中控装置3实时将信号共享给车载数据加密终端13，车载数据加密终端13根据内置加密程序加密数据并按平台通信协议传输数据至云平台1。

步骤F中，物联网锁6的开关状态转变时触发车载中控装置3同步采集质量流量计12的实时数据，在中控界面确认卸液或抽液任务完成后，触发车载中控装置3应用所采集的数据计算本次任务实际卸液量或抽液量，并将卸液量或抽液量传送给车载手持智能终端和智慧云平台，物联网锁6、质量流量计12和车载中控装置3构成联动自控与边缘计算系统。

步骤C和步骤F中，车载中控装置3实时监测物联网锁6开关状态，在物联网锁6的开关状态转变时向车载数据加密终端13报送液位、压力、定位和流量计数据，车载数据加密终端13实施加密并向云平台1报送液位、压力、定位和流量计数据，云平台1记录接收到的数据信息并按电子围栏设定核算实际卸液量或抽液量，并完成与平台的订单信息关联和记录，云平台1根据电子围栏设定、卸液或抽液任务信息进行智能判断：数据有效性确认、卸液/抽液量核算和任务匹配。

带泵罐车配置的物联网所的开关状态改变，在触发车载中控装置3采集质量流量计12实时数据的同时，也触发车载中控装置3通过车载数据加密终端13向智慧云平台1发送时间、定位、质量流量、任务信息和辅助信息，智慧云平台1记录接收到的信息并按电子围栏设定核算实际卸液量或抽液量，并完成与平台的订单信息关联和记录，如有异常则向车载手持智能终端推送交由司机处理。

步骤F中，给客户进行结算时，危运司机使用车载手持终端5打印小票给客户签字确认作为结算依据，或者在云平台1按月打印卸液或抽液记录作为结算依据；手持智能终端5内置打印机并与车载中控装置3和车载数据加密终端13实时联动，卸液任务或抽液任务完成后，可即时打印业务小票给客户签字确认作为结算依据。

物联网锁6、车载中控装置3、车载数据加密终端13之间通过硬件通信连接，车载数据加密终端13、车载手持智能终端5之间无线通信连接，车载数据加密终端13-车载手持终端5之间采用近距离无线通信技术，实现物联网锁密码开锁过程既受控于信息平台又不依赖远程移动通信网络的实时交互，物联网锁6-车载中控装置3-车载数据加密终端13-车载手持终端5构成物联网锁6开锁密码传送数据链，危运司机操作物联网锁6申请开锁密码后在车载手持终端5界面上获得开锁密码；车载数据加密终端13收录车载中控装置3的数据并实时向云平台1报送数据，若检测判定通信网络条件不具备时则对所有数据实施临时存储，且在通信网络条件恢复后则按与云平台1的协议完成全部数据补传；带泵罐车在无移动通信网络环境条件下实施卸液或抽液任务时，云平台1同步通过液化石油气储罐的信息渠道获得储罐端的数据并于后续车载数据加密终端13补传的数据验证。

车载数据加密终端13内置远程移动通信模块通过远程移动通信网络实现与指定信息平台的通信，车载数据加密终端13通过硬件通信线路实现与本车所有各车载系统的可靠通信，车载数据加密终端13通过近距离无线通信技术实现与车载手持终端5的近距离无线通信，车载手持终端在移动通信网络条件具备的区域接受到任务信息后，带泵罐车即具备在无移动通信网络环境条件下遂行任务的能力并同时保持符合与信息平台的管理要求一致并可追溯复核。

车载数据加密终端13内置数据存储模块，存储容量按运营要求配置，车载数据加密终端13收录车载中控装置3的数据并实时向指定信息平台报送数据，如检测判定通信网络条件不具备则对所有数据实施临时存储，如通信网络条件回复则按与信息平台的协议完成全部数据补传，实现数据的追溯和复核。

带泵罐车配置的车载手持终端5与车载数据加密终端13、车载中控装置3、车载传感器系统、操作箱门物联网锁6、质量流量计12以及云平台1构成网络化智能控制系统，实现既可在移动通信网络环境条件具备时全系统智能运作的本质安全作业，也可在移动通信网络环境条件不具备时利用车载手持智能终端的便携特性、数据链设置、边缘计算架构与配置、以及数据补传与验证机制实现全系统分时联动智能运作的本质安全作业。

卸液泵系统8和抽液泵系统9一体共用、其包括压力泵和换向控制装置，压力泵通过换向控制装置切换正向工作和反向工作，压力泵在正向工作状态时为卸液泵系统8，压力泵在反向工作状态时为抽液泵系统9；同一套系统包含压力泵和换向控制装置实现一正一反两种工况，其一为卸液工况，另一为抽液工况，使得带泵罐车是多用途液化石油气带泵罐车，既具备向液化石油气小型储罐进行封闭式卸液的功能，又具备从液化石油气小型储罐进行封闭式抽液的功能。

卸液泵系统8从车载移动式压力容器11抽取液相LPG向小型储罐输送，抽液泵系统9从液化石油气小型储罐抽取液相LPG向车载移动式压力容器11输送，通过与电控换向控制装置结合实现单台压力泵在正向工作状态为卸液泵系统8而在反向工作状态为抽液泵系统9。

充液枪管路从卸液泵系统8出口接出，充液枪连接液化石油气小型储罐的充液口，与泵后管路构成充液回路；抽液枪连接液化石油气小型储罐的专用排残口，抽液枪管路接入抽液泵系统9的入口，与泵前管路构成抽液回路；通过对充液枪接口和抽液枪接口的统一标准、对卸液泵系统8和抽液泵系统9的同体换向设计，实现同一条枪(即充液抽液枪)和管路在卸液状态时为充液枪和充液管路而在抽液状态时为抽液枪和抽液管路。

信息化传感器系统4中的质量流量计12应用科里奥利测量原理直接测量液化石油气的质量特性，在液化石油气的组分变化、环境温度时不需要调整计算参数，避免液化石油气的组分比例、温度和气液混合物对计量的影响(即避免了组分参数不稳定、不精确以及温度参数不均匀、不稳定等负面影响)，结合车载中控装置3的智能算法、车载手持终端5的显示和票据打印功能实现对任意组分、各种环境温度和各种介质状况下卸液和抽液的数量精确可靠测量。

充液抽液枪、回气枪置于带泵罐车操作箱内，操作箱门配置物联网锁6，构成卸液、抽液动作与物联网锁6开关状态联动，物联网锁6开锁动作在卸液、抽液动作之前，物联网锁关锁动作在卸液、抽液动作之后，即凡取用充液抽液枪必先开启操作箱门和物联网锁6，车载中控装置3设定确认任务完成前必先关闭操作箱门和物联网锁6，结合车载中控装置3的信息报送机制实现物联网锁6的开关状态与任务动作的实质联动并在信息系统记录。

上述为本发明的优选方案，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。