1铁路机务段油料管理现状 铁路机务段设有整备车间，专门负责机车的加油、上砂等整备作业。不管是燃油还是油脂，都是从储油柜中直接发放，计量采用指针式流量计或量筒、量杯等计量器具，靠人工观察数据并手工填写记录，容易产生多记少发、多发少记等“人情油”。由于燃油管路长、各种油脂粘度不同等原因，管路余油、管嘴滴油等油料浪费现象也时有发生。 2铁路机务段油料发放控制及管理系统 2.1概述 利用现代的控制技术和信息技术进行机务段油料发放控制及管理系统的研究，改进机务段油料发放管理方式，是节约能源、提升管理工作水平和工作效率的必由之路。铁路机务段油料发放控制和管理系统(以下简称“系统”)采用传感技术、单片机控制技术、IC卡技术、计算机技术和网络技术，结合现代机械造型理念和工程设计思想，可以实现铁路机务段油料发放控制和管理的现代化。 2.2设计思想 突出科学管理的思想，减少人为参与因素，以现代信息化、自动化的科学技术来加强管理和控制，使铁路机务段燃油和油脂发放工作有序可控，提高整备工作效率，节约能源。 2.3系统的主要功能 系统通过计算机控制整个发油过程，将上油、储油、发油设备三者通过计算机和单片机控制系统联系起来，高度自动化地完成上油、储油监测、定量发油、数据记录、数据统计分析、数据传输、数据表格打印等一系列工作。整备车间发油工只需通过对工控计算机的操作就可实现原先整备燃油和油脂发放的各项工作。 2.4系统的结构 系统由发放控制台、上油控制台、燃油发放柜和数个油脂发放柜、各油料储油柜组成。发放控制台管理与控制多路油料的发放，可以同时发放一路燃油和任一路油脂油料。系统分为三个部分，即:油路部分、硬件控制部分和计算机软件部分。 2.4.1系统空间分布 油料储油柜和上油控制台设置在储油间，油脂发放柜组安装在油脂发放间，燃油发放柜可以设置在油房附近任何地方，它们构成油料发放的油路部分;油料发放控制台安装在工作间，它与油脂发放柜组的单路显示控制器、燃油发放柜显示控制面板、电磁阀和油泵电机组构成油料发放的控制机构;计算机和网络设备设置在油料发放控制台内，它们由油料发放管理软件进行支持，与控制台内的控制电路共同实现对油料发放的控制和管理。 2.4.2发油控制 硬件控制部分有上油控制和发油控制两部分。发油控制主要由发放系统控制台中的工控计算机、控制台内的系统控制箱、系统主电路控制箱、电源箱、配电箱、发放柜的单路显示控制器以及燃油发放柜控制显示面板等组成。系统控制箱是整个系统的控制中心和数据交换中心，内部由ATMEL89C52单片机为控制芯片，采用双总线标准进行设计。采用复位专用芯片HN25045构成掉电保护电路，可以在突然掉电时保存当前数据。控制箱面板上设置“总启”和“1路”至‘，9路”工作指示灯，当某路进行油料发放工作时，相应的指示灯亮。配电箱和电源箱为整个系统提供可靠的电力，它具有过压、欠压、过流以及漏电保护等功能。电源箱面板上设有各个电源电压值显示以及过压、欠压等工作状态指示，方便查看电源工作状态。系统主电路控制箱是发油泵电机的驱动机构，内部均选用DC/AC固态继电器，而且设计了750V压敏电阻，有效防止了拉弧打火现象。单路显示控制器是一个集成设备，既有读卡器功能，又有流量计功能，还有控制和显示功能。燃油发放柜显示控制面板是燃油发放柜的控制及显示机构，其上还设计有电话功能，便于与室内发放控制台上的话筒呼叫通话。 2.4.3上油控制 上油部分的控制由一个独立的上油控制台完成，可控制燃油和油脂的上油工作。通过关闭或打开发油泵前、后管路的阀门，将流油管路方向由原来的从储油箱向发放柜输油改为从外界油桶向储油箱输油。 上油控制台通过固态继电器来控制油泵电机。这样的设计可以使同一路油品的发油和上油共用一组油泵和电机。 2.4.4系统工控计算机软件 系统的计算机软件用visualBasic6.0语言编写，主要由系统监控程序和数据统计管理程序两部分组成。 2.5系统的工作原理 由系统控制箱中的ATMEL89C52单片机单元作为整个系统的控制中心和数据传输中心，工控计算机、单路显示控制器、燃油显示控制面板作为控制的组成部分，通过MAXRS碑85、MAXRS一232两种串行通信技术实现通信联络，采集各读卡器中的IC卡、流量计、传感器等信息，控制电磁阀、油泵电机、打印机等执行机构工作，从而实现油料发放过程的自动控制。硬件部分工作原理如图l所示。控制箱单片机和单路显示控制器单片机程序都以汇编语言编写，控制箱主程序流程如图2所示。 系统发油实行定量发油控制。 由于椭圆齿轮流量计的讯号发生器计量lL产生100个脉冲，因此计量可精确到0.olL。系统一次最大油脂发放量为999.99kg。一次最大燃油发放量为9999.99Lo在系统计算机管理软件界面上，须进行发油品种、发油量、油品所属科目、用途的设定，由软件计算价格、质量等，系统判断IC卡信息正确后，确认发油，电磁阀打开，油泵电机就自动启动驱动油泵发油，当发油量达到设定值时，油泵停止运转，电磁阀关闭。撤出司机领油卡时，打印机自动打印出领料单。发油过程中，计算机管理软件界面上的实际加油量、金额和本次合计支出额随发油进程实时进行更新。参数信息、机车信息、司机信息、材料信息会全部保存在发油记录数据库中。操作人员可随时根据日期或发料人等条件实现油料发放信息的查询和汇总打印，可以进行罐存查询，还可通过数据库管理对物资字典、司机对照表、机车车号、油品表、科目表等各个数据库表格进行维护操作。程序还设计了与“ABc2000机务段成本网系统”服务器的连接，可及时地将发油数据上报到机务段财务、计划等部门，实现信息共享。#p#分页标题#e# 3系统的关键技术特点 3.1发油控制管理模式 原先机务段发油一般都是手写记录，领、发油人填写司机报单、铁油7等报表并签字确认即可。为了从严管理，减少人为干预因素，提高管理水平，系统控制模式采用双IC卡控制模式，即领、发油双方使用IC卡进行领油、发油，必须两张IC卡都被管理设备识别为有效后，方能进行发油工作。在发油过程中，若撤出任意一张IC卡，设备立即停机。 IC卡的信息和发油时间都会被录入工控计算机中，从管理上杜绝了人为漏油、漏记因素。 3.2以控制箱单片机模块为中心的通信模式 系统控制箱单片机模块以先发送后接收的方式与其他设备进行呼唤应答。控制箱单片机单元通过两块MAXRS拼85芯片和所有的油脂发放柜以及燃油发放柜通信，通过MAxRS一32芯片与工控计算机通信。在译码器以及三态门电路的控制下，控制箱单片机程序按照逐一顺序查询的方式逐一与油脂单路显示控制器、燃油控制面板、工控计算机、加油工读卡器等进行通信。当某一设备准备好，所收发的数据信息满足握手协议时，主机即与该设备建立起通信关系。单片机以0.55的时间间隔完成一次通信过程。 3.3提前量的设计 由于液体油料流速和电机运转的惯性，在设定发油量到达时，油泵电机和电磁阀立即关闭也会产生继续流油的现象，致使实际发油量略大于设定量。为了保证发油量严格符合设定量，设计采用提前关闭油泵电机和电磁阀的办法。先关油泵，后关电磁阀。这样，实际关闭油泵和电磁阀时的发油量和设定量之间产生一个差值即为提前量。由椭圆齿轮流量计的发讯器最小脉冲间隔决定了0.olL为提前量最小单位。在计算机软件上设置不同提前量值进行调整，然后试发油，选取使实际发油量最接近设定量发油值的提前量设定值。 3.4储油量监测 系统设计了非常实用的储油柜油量自动监测功能。在储油箱底部安装有精确的压力传感器，通过采集油料重力，由系统控制箱单片机处理后传输给计算机，由计算机管理软件根据事先输入的储油箱形状尺寸计算出储油箱实际储油量。这样，在工控计算机软件的罐存查询界面就可以实时显示储油箱实际储油量。计算机软件还具有最小油量报警功能，在实际罐存量小于设置的最小油量值时，软件会进行报警，提示发油工罐存量不足，不能发油，应及时进行上油工作。 3.5冬季油脂粘度过大的问题 由于油脂本身就有一定粘度，并且粘度受环境温度影响很大。尤其在北方冬季，粘度过大的油品很难被油泵抽出来，并且有烧毁油泵电机的危险。根据油料粘度和温度的关系，在储油柜中设计加装热水(或用暖气水)循环加热管路，使粘度大的油品得以降低粘度，顺利发放。 3.6系统故障情况下的发油操作 3:61工控计算机故障 工控计算机发生故障时，系统用一张名为“故障”卡的IC卡进行发油。先将控制台上“工作/故障”电锁扭到“故障”位，设备工作状态指示灯显示红色，系统控制箱上“总启”灯亮。系统通过单路显示控制器或燃油控制面板控制油泵工作，工控计算机不再参与控制。将“故障”卡插入欲领油品的单路显示控制器或燃油控制面板内，自动发油，单路显示控制器或燃油控制面板显示计量，到达领取量时，撤出“故障”卡，加油停止，手工做好发油记录。待计算机恢复正常工作时，利用“数据补录”卡，把发油数据重新录入计算机中保存。 3.6.2发放柜故障及停电 发放柜故障或停电时，只能进行手工操作发油。在储油间储油柜下方设计有带锁的出油口，由专人保管钥匙。可以依靠重力自流发油，手工记录发油数据。待系统恢复正常后，插入“数据补录”卡及时对手工记录的发放数据进行补录。 3.7突然断电的数据保存技术 系统选用的AVRSOO型UPS与主机连接，在设备运行中，如果突然断电，工控计算机监控程序会监测到uPs发来的断电信息，然后系统程序会在UPS电源支持下自动完成数据保存，延时5分钟后，自动退出程序并关机，以保护发放油料数据的完整性。 4应用情况 该系统已经通过了北京铁路局科委和山西省科技厅组织的科技成果鉴定，审查委员会专家们一致认为铁路机务段油料发放控制及管理系统改善了机务段整备场所作业环境和作业方式，用现代化的技术手段加强了油料的管理，为铁路企业控制成本、提高工作效率和管理水平起到了重要作用。该系统及基于该系统的油料管理工作模式在过去几年中，已经在北京、太原、天津、石家庄、侯马、大同等地的机务段应用。据太原机务段统计，该段每个月油料发放管理过程中的燃油消耗比原先节约了巧%左右，油脂消耗比原先节约了10%左右，取得了很好的管理成效和经济效益。
