Система электронной пломбировки (варианты) Российский патент 2020 года по МПК F16K37/00 F16K51/00 

Группа изобретений относится к оборудованию трубопроводов для перемещения жидкостей, в частности, при осуществлении приходно-расходных операций, перевозки в цистернах транспортными средствами и хранения в стационарных резервуарах, и может входить в состав электронной системы контроля и управления технологическими процессами, например, при осуществлении перекачки нефтепродуктов из резервуаров хранения на нефтебазе в передвижную цистерну (автоцистерну или полуприцеп-цистерну), а также перекачки нефтепродуктов из передвижной цистерны в резервуар хранения на автозаправочной станции.

Системы электронной пломбировки предназначены, в частности, для обеспечения сохранности количества и качества нефтепродуктов при перевозке автомобильным транспортом и при сливе в резервуары автозаправочных станций (АЗС).

Передвижные цистерны могут иметь один или несколько отсеков. К нижней части каждого отсека подключается трубопровод, который выносит точку внешнего подключения в удобную для персонала зону доступа, она может быть выделена в отдельный технологический шкаф. Трубопровод оканчивается клапаном обратным, который может иметь возможность ручного управления. В настоящее время наиболее распространены клапаны, присоединительные размеры которых выполнены в соответствии со стандартом API 1004 (American Petroleum Institute standard), что дало им устоявшееся название «API-адаптер». Известен ряд производителей этих устройств со сходной конструкцией: АО «Промприбор» (РФ) [Электронный ресурс. Режим доступа к ресурсу: http://www.pbaliv.ru/produktsiya/api-adaptery - свободный]; OPW-CIVACON (США) [Электронный ресурс. Режим доступа к ресурсу: https://www.opwglobal.com/products/us/transportation-products/tank-truck-products/mechanical-tank-truck-products/bottom-loading-adapters-gravity-couplers-dust-caps/api-adaptors - свободный], AILE (Шанхай) [Электронный ресурс. Режим доступа к ресурсу: http://www.aile-fc.com/product_detail.html?productId=202 - свободный].

К недостаткам известных API-адаптеров относится отсутствие средств для подключения к электронным системам контроля и управления. Опционально только возможно комплектование встроенным блокиратором открытия с внешним пневматическим управлением. Электронные системы требуются для обеспечения контроля доступа к перекачиваемой и транспортируемой жидкости с целью сохранения ее количества и качества.

Известен блокиратор клапана нижнего налива [патент на изобретение RU 270142, опубл. 26.09.2019г.], который содержит корпус, в который встроены пневмоцилиндр с предназначенным для механической блокировки штока клапана нижнего налива (далее – клапан) затвором, и датчик блокиратора, подключенный к контроллеру, который принимает, обрабатывает и сохраняет данные, полученные от размещенных в корпусе датчика блокиратора сенсоров. Затвор, установленный на выступающем из корпуса блокиратора в его внутреннюю полость конце поршня пневмоцилиндра, выполнен в виде используемого для крепления фиксатора магнита на поршне пневмоцилиндра регулировочного винта, ось которого перпендикулярна оси поршня пневмоцилиндра, а головка регулировочного винта направлена в сторону торца штока клапана, причем оси штока и регулировочного винта параллельны и лежат в плоскости осевого перемещения поршня пневмоцилиндра. Размещенный в корпусе датчика блокиратора сенсор измеряет напряженность магнитного поля магнита, установленного в фиксаторе магнита, и реагирует на ее изменение при перемещении указанного магнита относительно корпуса датчика блокиратора при изменении положения затвора блокиратора относительно штока клапана. В корпусе датчика блокиратора, на его конце, расположенном в полости корпуса блокиратора, установлен оптический сенсор, фотоприёмник которого регистрирует отсутствие или наличие отраженного сигнала инфракрасного излучателя на границе двух сред, одной из которых является воздушная или жидкая среда, в которую помещён конец датчика блокиратора с оптическим сенсором, а электронная схема указанного сенсора выдаёт сигнал, соответственно, отсутствия или наличия жидкости в блокираторе.

Недостатками известного устройства являются:

- несовместимость с API-адаптерами, которые при изготовлении уже оснащены пневматическим блокиратором открытия;

- сложность конструкции, обусловленная необходимостью установки дополнительного элемента на регулировочный винт затвора блокиратора для применения магнитного сенсора;

- не исключена вероятность искажения режима работы магнитного сенсора путем поднесения внешнего мощного источника магнитного поля, например, неодимового магнита;

- невозможность определения открытого или закрытого состояния запорного элемента, а информация о включении или выключении блокировки мало информативна для цели контроля над запорным устройством трубопровода (API-адаптером);

- оптический и магнитный сенсоры выдают аналоговый электрический сигнал, он не имеет защиты перед действиями злоумышленника, который может подменить датчик или изменять результаты его измерений путем врезки промежуточного нештатного искажающего устройства.

Техническим результатом заявляемой группы изобретений является повышение достоверности информации о состоянии клапана за счет непосредственного определения положения штока запорного клапана и повышения безопасности передачи данных.

Указанный технический результат в части первого варианта исполнения системы электронной пломбировки на основе упомянутого датчика комбинированного включает контроллер управления и соединенные с ним источник бесперебойного питания, блок управления клапанами, по меньшей мере один пульт местного управления, антенну, при этом имеются соединенные с контроллером управления и блоком управления клапанами по меньшей мере один датчик угла наклона автоцистерны, по меньшей мере один датчик угла наклона люка, по меньшей мере один датчик остатка топлива в отсеке, по меньшей мере один датчик комбинированный, причем датчик комбинированный состоит из блока обработки и соединенных с ним двух сенсоров, один сенсор представляет собой сенсор закрытия/открытия запорного клапана, выполненный с возможностью определения положения штока запорного клапана, другой сенсор представляет собой сенсор наличия жидкости, выполненный с возможностью регистрации уровня границы раздела воздушной и жидкой среды, а блок обработки выполнен с возможностью приема сигналов от двух упомянутых сенсоров, их преобразования, кодирования и передачи закодированной информации о состоянии запорного клапана во внешний блок управления.

Возможны варианты исполнения:

- сенсор закрытия/открытия запорного клапана представляет собой индуктивный сенсор, или магнитный сенсор, или оптический сенсор;

- сенсор наличия жидкости представляет собой емкостной сенсор, или оптический, или ультразвуковой, или поплавковый;

- кодирование сигнала в блоке обработки осуществляется путем присвоения уникального цифрового идентификационного номера датчику, и/или использования электронной цифровой подписи передаваемой информации или ее части, и/или публичного и приватного ключа.

Указанный технический результат в части второго варианта исполнения системы электронной пломбировки на основе упомянутого датчика комбинированного включает контроллер управления и соединенные с ним источник бесперебойного питания, блок управления клапанами, по меньшей мере один пульт местного управления, антенну, при этом имеются соединенные с контроллером управления и блоком управления клапанами по меньшей мере один датчик угла наклона автоцистерны, по меньшей мере один датчик угла наклона люка, по меньшей мере один датчик остатка топлива в отсеке, по меньшей мере одно устройство для блокировки запорного клапана трубопровода, которое включает корпус, в который встроены датчик комбинированный и затвор с приводом, при этом датчик комбинированный состоит из блока обработки и соединенных с ним двух сенсоров, один сенсор представляет собой сенсор закрытия/открытия запорного клапана, выполненный с возможностью определения положения штока запорного клапана, другой сенсор представляет собой сенсор наличия жидкости, выполненный с возможностью регистрации уровня границы раздела воздушной и жидкой среды, блок обработки выполнен с возможностью приема сигналов от двух упомянутых сенсоров, их преобразования, кодирования и передачи закодированной информации о состоянии запорного клапана во внешний блок управления, а затвор представляет собой блокировочный шток, выполненный с возможностью механического блокирования движения штока запорного клапана при своем продольном перемещении перпендикулярно штоку запорного клапана.

Возможны варианты исполнения:

- привод затвора представляет собой пневматический, гидравлический или электрический привод поступательного либо вращательного движения;

- блокировочный шток представляет собой регулировочный винт;

- сенсор закрытия/открытия запорного клапана представляет собой индуктивный сенсор, или магнитный сенсор, или оптический сенсор;

- сенсор наличия жидкости представляет собой емкостной сенсор, или оптический, или ультразвуковой, или поплавковый;

- кодирование сигнала в блоке обработки осуществляется путем присвоения уникального цифрового идентификационного номера датчику, и/или использования электронной цифровой подписи передаваемой информации или ее части, и/или публичного и приватного ключа.

Таким образом, за счет совокупности существенных признаков удалось повысить достоверность информации о состоянии клапана за счет наличия сенсора, который реагирует на изменение положения штока запорного клапана относительно датчика. Таким образом снимается информация о состоянии клапана: "открыт" или "закрыт". Сенсор выдает аналоговый сигнал в виде диапазона значений, пропорциональных степени приближения к металлической детали. Это позволяет выполнять программную регулировку чувствительности датчика, что повышает достоверность информации о состоянии клапана. Одновременно с этим решена задача защищенного подключения исполнительного механизма (запорного клапана) трубопровода к электронной системе контроля и управления, позволяя ей следить за состоянием запорного клапана: открыт/закрыт, сухой/мокрый, а также управлять блокировкой его открытия. Благодаря тому, что блок обработки выполнен с возможностью передачи закодированной информации о состоянии запорного клапана во внешний блок управления, повышена безопасность передачи данных и, соответственно, увеличена достоверность информации, передаваемой датчиком в электронную систему.

На Фиг. 1 представлен датчик комбинированный в самостоятельном корпусе.

На Фиг. 2 представлен датчик комбинированный, встроенный в трубопровод.

На Фиг. 3 представлено устройство для блокировки запорного клапана трубопровода.

На Фиг. 4 представлена блок-схема системы электронной блокировки по п. 11 формулы.

На Фиг. 5 представлена блок-схема системы электронной блокировки по п. 12 формулы.

На Фиг. 6, 7, 8 представлены варианты индикации СЭП на пульте местного управления.

Датчик комбинированный для определения состояния запорного клапана трубопровода (Фиг. 1, 2) состоит из блока 1 обработки и соединенных с ним с помощью проводной или беспроводной связи двух сенсоров 2, 3.

Сенсор 2 представляет собой сенсор закрытия/открытия запорного клапана (на чертеже не показано), выполненный с возможностью определения положения штока запорного клапана (на чертеже не показано). Сенсор 2 может быть реализован на базе индуктивного сенсора, или магнитного сенсора, или оптического сенсора.

В случае использования магнитного сенсора, он состоит из источника магнитного поля (магнита), установленного на штоке клапана, и датчика Холла или геркона, неподвижно установленного в корпусе сенсора. При движении штока магнит приближается к датчику Холла или геркону, который меняет значение тока, протекающего через него, которое затем считывается блоком обработки.

В случае использования оптического сенсора, он состоит из источника инфракрасного излучения (светодиод) и приёмника этого излучения (фотодиод), неподвижно установленными в корпусе сенсора. На штоке закреплен объект, который перемещается со штоком клапана при его открытии и перекрывает излучение от светодиода, в результате изменяется значение тока фотодиода, этот сигнал поступает в блок обработки.

Предпочтительным вариантом является индуктивный сенсор, состоящий из вихретокового датчика, который реагирует на приближение токопроводящего объекта - непосредственно на шток клапана. При приближении штока сенсор изменяет свой выходной ток, который измеряется блоком обработки. Такой тип сенсоров имеет более простую конструкцию и лишен недостатков, присущих магнитным и оптическим сенсорам – большой разброс основных параметров в зависимости от температуры и времени, применении в них редкоземельных металлов и изменение оптических свойств линз оптических устройств, а также высокая вероятность загрязнения сенсора во время эксплуатации.

Сенсор 3 представляет собой сенсор наличия жидкости, выполненный с возможностью регистрации уровня границы раздела воздушной и жидкой среды. Сенсор 3 может быть реализован на базе емкостного сенсора, или оптического, или ультразвукового, или поплавкового. В случае применения оптического сенсора, он состоит из источника инфракрасного излучения (светодиод) и приёмника этого излучения (фотодиод), представляющими оптическую систему. Принцип работы основан на изменении коэффициента преломления при погружении оптической системы в жидкость и изменении значения тока фотодиода. В случае применения ультразвукового сенсора, он состоит из чувствительного элемента, у которого выходной ток изменяется при изменении затухания акустических импульсов в контролируемых средах. В случае применения поплавкового сенсора, он состоит из поплавка, в который вмонтирован постоянный магнит, а в направляющей датчика, по которому перемещается поплавок, встроен датчик Холла или геркон. Находясь на поверхности жидкости, поплавок перемещается по направляющей вслед за изменением уровня жидкости, вызывая срабатывание датчика Холла или геркона, и сенсор сигнализирует о достижении жидкостью предельного уровня.

Предпочтительным вариантом является емкостной сенсор, чувствительная зона которого регистрирует изменение электрической емкости в образованном электростатическом поле окружающей среды при изменении типа этой среды, одной из которых является воздушная или жидкая среда, а электронная схема указанного сенсора выдаёт аналоговый сигнал в диапазоне значений, соответствующих площади соприкосновения жидкости в запорном клапане с чувствительной зоной сенсора. Емкостной сенсор позволяет: настраиваться на срабатывание только для определенного вида жидкости (вода, нефтепродукт, тосол и т.д.) и игнорировать соприкосновение с жидкостями других типов (например, с образовавшимся конденсатом); снизить стоимость системы (в сравнении с оптическими сенсорами); настраивать уровень срабатывания емкостного сенсора дистанционно, без необходимости механического вмешательства в установленный датчик; устойчиво получать данные об открытии запорного клапана независимо от наполненности трубопровода жидкостью; устойчиво получать данные об открытии запорного клапана независимо от диэлектрических свойств жидкости в трубопроводе.

Блок 1 обработки выполнен с возможностью приема сигналов по проводной или беспроводной связи от двух упомянутых сенсоров 2, 3, их преобразования, кодирования и передачи закодированной информации о состоянии запорного клапана (на чертеже не показано) во внешний блок (на чертеже не показано) управления. Блок 1 обработки представляет собой программируемую микропроцессорную плату, размещенную в защитном корпусе вместе с микросхемой интерфейсной линии и DC-DC преобразователем для питания элементов схемы стабилизированным напряжением. Электрические сигналы от сенсоров 2, 3 поступают в блок 1 обработки, обрабатываются и далее в цифровом виде передаются к внешнему блоку управления (системе верхнего уровня). Кодирование сигнала в блоке 1 обработки осуществляется путем присвоения уникального цифрового идентификационного номера датчику, и/или использования электронной цифровой подписи передаваемой информации или ее части, и/или публичного и приватного ключа. Использование электрической линии с интерфейсным протоколом позволяет исключить несанкционированное вмешательство в линию связи с целью подмены или искажения сведений, передаваемых датчиком. Также для этого каждый датчик имеет свой уникальный программный заводской идентификационный номер.

Внешний блок управления представляет собой программируемое микропроцессорное устройство, предназначенное для непрерывного контроля над подключенными датчиками, сохранения в памяти истории возникающих событий, управления исполнительными устройствами системы.

Датчик комбинированный может быть встроен в самостоятельный корпус (Фиг. 1), представляющий собой, например, проставку 4 трубопровода, в стенках которой образованы отверстия для помещения во внутреннюю полость трубопровода сенсоров 2, 3. Блок 1 обработки размещен снаружи проставки 4 в отдельном корпусе, прикрепленном к проставке 4. Проставка 4 устанавливается в технологическом отсеке на трубопроводе, непосредственно перед запорным клапаном и имеет элементы 5 присоединения для установки между трубопроводом и запорным клапаном, представляющие собой комплект шпилек шайб и гаек.

Датчик комбинированный может быть встроен непосредственно в трубопровод 6 (Фиг. 2), в котором образованы отверстия для помещения во внутреннюю полость трубопровода 6 сенсоров 2, 3. Блок 1 обработки в данном случае крепится с внешней стороны трубопровода 6.

В исходном положении трубопровод не заполнен жидкостью, запорный клапан закрыт. При наполнении трубопровода жидкость контактирует с сенсором 3, чувствительная зона которого регистрирует наличие или отсутствие жидкости внутри трубопровода.

Открытие/закрытие запорного клапана регистрируется сенсором 2, который определяет положение штока запорного клапана.

Электрические сигналы от сенсоров 2, 3 поступают в блок 1 обработки, обрабатываются и далее в цифровом виде передаются к внешнему блоку управления (системе верхнего уровня).

Устройство для блокировки запорного клапана трубопровода на основе датчика комбинированного (Фиг. 3) включает корпус 7, в который встроены датчик комбинированный для определения состояния запорного клапана и затвор 8 с приводом 9.

Датчик комбинированный состоит из блока 1 обработки и соединенных с ним двух сенсоров 2, 3.

Затвор 8 представляет собой блокировочный шток, выполненный с возможностью механического блокирования движения штока запорного клапана при своем продольном перемещении перпендикулярно штоку запорного клапана. Блокировочный шток может быть выполнен в виде регулировочного винта, размещенного на конце штока, параллельно оси запорного клапана. Размеры, ход и положение затвора 8 подобраны таким образом, чтобы в одном из крайних положений обеспечить беспрепятственное открывание/закрывание запорного клапана, а в другом – блокировать его открытие, при этом не оказывая влияние на сенсоры 2, 3. Настройка затвора 8 осуществляется его продольным перемещением по резьбе относительно штока привода 9.

Затвор 8 может быть выполнен в виде стандартного либо специального винта (настройка положением на резьбе), в виде толстостенной круглой или профилированной шайбы (настройка подбором размеров затвора 8), а также в виде профилированного кулачка (настройка положением относительно штока привода 9).

Затвор 8 крепится на привод 9, который крепится в корпусе 7, либо в трубе. Их взаимное расположение должно обеспечивать в одном из положений надежное блокирование открытия клапана, а в другом его беспрепятственное открытие.

Привод 9 затвора 8 закреплен на внешней поверхности корпуса 7 и представляет собой, например, пневматический, гидравлический или электрический привод поступательного либо вращательного движения. Пневматический привод поступательного движения может быть выполнен в виде пневмоцилиндра одностороннего действия с пружинным возвратом и предотвращением проворачивания штока. Для затвора 8 в виде цилиндрической либо конической шайбы может выполняться без предотвращения проворачивания. Электрический привод поступательного движения может быть выполнен в виде электромагнита с пружинным возвратом и предотвращением проворачивания штока. Для затвора в виде цилиндрической либо конической шайбы может выполняться без предотвращения проворачивания. Приводы вращательного движения выполняются вместе с кулачковым затвором.

В корпусе 7 устройства образованы отверстия для помещения во внутреннюю полость трубопровода сенсоров 2, 3 и привода 9 с затвором 8. Блок 1 обработки может быть размещен снаружи или внутри корпуса 7 в отдельном корпусе, либо внутри корпуса 7 без собственного корпуса.

Корпус 7 устанавливается непосредственно перед запорным клапаном во фланцевое соединение клапана и трубопровода.

В исходном положении трубопровод не заполнен жидкостью, запорный клапан закрыт. Затвор 8 выдвинут и препятствует движению штока запорного клапана, которое требуется для открытия. При подаче управляющего сигнала от привода 9 затвор 8 перемещается, освобождая траекторию движения штока запорного клапана, открытие становится разрешено.

При наполнении трубопровода жидкость контактирует с сенсором 3, чувствительная зона которого регистрирует наличие или отсутствие жидкости внутри трубопровода.

Открытие/закрытие запорного клапана регистрируется сенсором 2, который определяет положение штока запорного клапана.

Электрические сигналы от сенсоров 2, 3 поступают в блок 1 обработки, обрабатываются и далее в цифровом виде передаются к внешнему блоку управления (системе верхнего уровня).

Система электронной пломбировки (СЭП) по обоим вариантам (Фиг. 4 и Фиг. 5) включает контроллер 10 управления и соединенные с ним источник 11 бесперебойного питания, блок 12 управления клапанами, по меньшей мере один пульт 13 местного управления, антенну 14, принтер 15, коробки распределительные (на чертеже не показано). Имеются соединенные с контроллером 10 управления и блоком 12 управления клапанами по меньшей мере один датчик 16 угла наклона передвижной цистерны, по меньшей мере один датчик 17 угла наклона люка, по меньшей мере один датчик 18 остатка топлива в отсеке.

В первом варианте реализации СЭП (Фиг. 4) с контроллером 10 управления и блоком 12 управления клапанами соединен также по меньшей мере один датчик 19 комбинированный, конструктивный состав которого раскрыт выше с помощью Фиг. 1 и 2.

Во втором варианте реализации СЭП (Фиг. 5) с контроллером 10 управления и блоком 12 управления клапанами соединено также по меньшей мере одно устройство 20 для блокировки запорного клапана трубопровода, которое раскрыто выше с помощью Фиг. 3.

В первом варианте, затвор для блокировки штока клапана встроен в запорный клапан 21 (API-адаптер).

Контроллер 10 управления является главным управляющим устройством СЭП, предназначен для приема сигналов от датчиков, управления исполнительными устройствами, взаимодействия с пользователем СЭП, сохранения в памяти всех возникающих событий, обмена данными с программным обеспечением верхнего уровня, и представляет собой плату управления, размещенную в защитной оболочке, обеспечивающей необходимую степень взрывозащиты.

Источник 11 бесперебойного питания предназначен для обеспечения питания всех элементов СЭП в течение заданного времени после отключения основного питания, состоит из аккумулятора и контроллера заряда/разряда аккумулятора, расположенных в защитной оболочке, также может быть выполнен в виде отдельного элемента СЭП или совмещен с контроллером 10 управления в одной защитной оболочке.

Блок 12 управления клапанами представляет собой плату управления, набор исполнительных устройств (пневматические распределители, электроклапаны, электродвигатели и т.п.), датчики давления, размещенные в защитной оболочке, обеспечивающей необходимую степень взрывозащиты. Блок 12 обеспечивает управление исполнительными устройствами по командам от контроллера 10 управления, обработку и передачу контроллеру 10 управления сигналов, поступающих от датчика давления.

Каждый пульт 13 местного управления представляет собой плату, дисплей, считыватель идентификаторов, кнопки управления, размещенные в защитной оболочке, обеспечивающей необходимую степень взрывозащиты. Пульты 13 предназначены для взаимодействия с пользователями системы СЭП и информирования пользователя о текущем состоянии датчиков. Пульт 13 отображает на дисплее информацию, полученную от контроллера 10 управления, а также сообщает контроллеру 10 управления о нажатии кнопок и информацию от считывателя идентификаторов.

Коробки распределительные предназначены для подключения кабелей от элементов СЭП.

Антенна 14 предназначена для приема сигналов спутниковой навигации GPS/GLONASS с последующей передачей принятой навигационной информации в контроллер 10 управления для расчета текущих координат в реальном масштабе времени. В одном корпусе с антенной спутниковой навигации размещена антенна GSM для приема и передачи данных в сети сотовой связи.

Принтер 15 состоит из термопринтера, размещенного в металлическом корпусе. Принтер 15 предназначен для печати чеков-отчетов при сливе топлива из автоцистерн, а также печати других отчетов системы по командам пользователя. Принтер 15 устанавливают в кабине водителя.

Каждый датчик 16 угла наклона передвижной цистерны предназначен для определения положения передвижной цистерны и передаче контроллеру 10 управления этой информации, представляет собой плату, размещенную в оболочке, обеспечивающей необходимую степень взрывозащиты. На плате расположен сенсор положения гироскопического или акселерометрического типа и микроконтроллер. Датчик 16 закрепляется на корпусе передвижной цистерны и определяет ее положение путем измерения угла ее наклона и сообщает данные контроллеру 10 управления. Датчик 16 может быть выполнен в виде отдельного элемента СЭП или совмещен с контроллером 10 управления на одной плате.

Каждый датчик 17 угла наклона крышки люка предназначен для определения положения крышки люка и передаче контроллеру 10 управления этой информации, представляет собой плату, размещенную в оболочке, обеспечивающей необходимую степень взрывозащиты. На плате расположен сенсор положения гироскопического или акселерометрического типа и микроконтроллер. Датчик 17 закрепляется на крышке люка и определяет ее положение путем измерения угла ее наклона и сообщает данные контроллеру 10 управления.

Каждый датчик 18 остатка топлива в отсеке предназначен для определения наличия рабочей жидкости в нижней части отсека, представляет собой плату и сенсор, установленные в оболочке, обеспечивающей необходимую степень взрывозащиты. Сенсор срабатывает при наличии/отсутствии рабочей жидкости.

Количество датчиков определяется количеством отсеков в передвижной цистерне и количеством запорных клапанов.

Общая интерфейсная линия передачи данных со взломостойким протоколом предназначена для обеспечения связи компонентов СЭП. Подключение элементов осуществляют с помощью кабелей, которые заводятся через взрывозащищенные кабельные вводы. Жилы кабелей раскрепляют на клеммы внутри корпусов устройств.

Для обмена данными между всеми элементами СЭП используется интерфейсная линия связи. В качестве физического интерфейса предпочтительно использовать отказоустойчивый интерфейс FT-CAN (fault-tolerant). Он обеспечивает связь даже в случае, если один из двух соединяющих проводов интерфейса оборван или замкнут на общий провод или провод питания. Данный интерфейс широко применяется в автомобильной промышленности и используется в системе прямого управления двигателем.

К контроллеру 10 управления подключается внешняя бортовая система 22 электрического питания или иной источник питания с соответствующими параметрами для обеспечения работы СЭП и заряда аккумуляторных элементов источника 11 бесперебойного питания.

При отключении от внешней системы электрического питания СЭП переходит в режим пониженного энергопотребления и продолжает работу с питанием от источника 11 бесперебойного питания. При разряде источника 11 бесперебойного питания ниже установленного порога, СЭП автоматически выключается с сохранением значений рабочих параметров в энергонезависимую память.

СЭП может устанавливаться на передвижные цистерны (например, автоцистерны или полуприцеп-цистерны), предназначенные для перевозки светлых нефтепродуктов, с количеством секций от одной до пяти, с одно- или двухсторонним сливом.

СЭП обеспечивает:

- непрерывный контроль состояния отсеков цистерны, в том числе при отключении бортового питания;

- блокировку несанкционированного доступа к сливным устройствам;

- распечатку чеков-отчетов, сохранение во внутренней памяти и передачу в офис в режиме реального времени действий водителя и всех событий по изменению состояния датчиков;

- блокировку возможности слива после вскрытия электронной пломбы;

- невозможность прекращения слива досрочно или при недопустимом наклоне транспортного средства;

- снятие электронной пломбы только через смарт-карту оператора АЗС или администратора;

- невозможность отключения, подмены элементов системы электронной пломбировки или преднамеренного искажения их состояния;

- вывод на табло пульта 13 местного управления информации о состоянии отсеков цистерны;

- выдачу на табло пульта 13 местного управления ошибок, сохранение сообщений об ошибках в журнале событий устройства;

- сохранение информации во внутренней памяти устройства в течение неограниченного времени при отключении электропитания;

- одновременную работу с несколькими отсеками.

Перед началом использования СЭП необходимо установить все устройства системы на месте эксплуатации, соединить элементы системы между собой и настроить систему.

Настройка СЭП сводится к записи новых значений параметров и конфигурации контроллера 10 управления. Настройка параметров СЭП производится через компьютер с использованием программного обеспечения.

Непосредственно перед вводом в эксплуатацию СЭП опломбируют корпуса устройств системы.

Для работы СЭП достаточно подать электропитание. Управление процессами налива и слива осуществляется при помощи пульта 13 местного управления, установленного в технологическом отсеке транспортного средства.

При включении на табло появляется "главный экран": в верхней строке предлагается выбрать отсек, в нижней – отображаются углы продольного и поперечного наклона цистерны. Состояние (статус) отсека можно определить по цветовым индикаторам состояния на пульте 13 местного управления (Фиг. 6-8).

Для осуществления налива предпринимают следующие действия.

Убеждаются, что статус отсека "Отсек пуст": индикатор состояния отсека на пульте 13 местного управления вспыхивает синим один раз в пять секунд. Если статус отсека "Отсек вскрыт" и на табло пульта 13 отображается причина перехода отсека в это состояние, то выявляют причину возникновения тревожного события и принимают решение о возможности дальнейшей эксплуатации данной передвижной цистерны.

Выбирают отсек для заполнения: нажимают на пульте 13 местного управления кнопку с номером отсека. Индикатор состояния выбранного отсека замигает синим. На табло появляется предложение начать налив. Нажатием кнопки с номером отсека подтверждают операцию.

С помощью кнопок выбора пульта 13 местного управления выбирают вид топлива, который будет залит в отсек. Подтверждают выбор, нажав на кнопку с номером отсека.

На табло высветится: "Выберите налив". При помощи кнопок выбора выбирают верхний или нижний налив. Подтверждают выбор, нажав кнопку с номером отсека.

После выбора верхнего налива открывают крышку люка отсека и заливают топливо. В процессе налива на табло пульта 13 местного управления отображаются подсказки о действиях, необходимых для завершения операции.

После завершения налива топлива в отсек закрывают крышку люка. Отсек перейдет в состояние "Опломбирован" автоматически по истечению тайм-аута завершения операции. Индикатор состояния отсека на пульте 13 местного управления загорится зеленым.

При выборе нижнего налива автоматически откроются рециркуляционные донные клапаны и будет разблокирован API-адаптер отсека с той стороны, с пульта 13 местного управления которой был начат налив. Для начала налива топлива в отсек открывают API-адаптер отсека. В процессе налива на табло пульта 13 местного управления отображаются подсказки о действиях, необходимых для завершения операции.

После завершения налива топлива в отсек необходимо закрыть API-адаптер. Отсек перейдет в состояние "Опломбирован" автоматически по истечению тайм-аута завершения операции. Индикатор состояния отсека на пульте 13 местного управления загорится зеленым.

Если в процессе налива произойдет одно из "тревожных событий": будет открыта крышка люка или API-адаптер другой стороны отсека (при нижнем наливе), открыт любой API-адаптер отсека (при верхнем наливе), произойдет потеря связи с любым датчиком отсека или выключение контроллера 10 управления, то отсек перейдет в состояние "Отсек вскрыт". Тогда выявляют причину возникновения тревожного события и принимают решение о возможности дальнейшей эксплуатации автоцистерны.

Если принято решение о продолжении эксплуатации, то для возврата в исходное состояние и продолжения налива устраняют причину перехода отсека в состояние "Отсек вскрыт", предъявляют карту менеджера и при помощи кнопок выбора пульта 13 местного управления выбирают "Налив". Подтверждают выбор, нажав на кнопку с номером отсека.

В пути следования от нефтебазы до АЗС, при включенном бортовом питании, на табло пульта 13 местного управления светится "главный экран", а индикаторы отображают текущий статус отсеков. При отключении бортового питания табло и индикация гаснут после бездействия в течении одной минуты.

Если после опломбирования отсека не произошло никаких "тревожных событий" (индикатор состояния отсека зеленый), то по прибытии на АЗС слив топлива осуществляют после предъявления карты оператора.

Если в пути следования произошло какое-либо "тревожное событие": пропало питание, открыта крышка люка или любой API-адаптер, выключение контроллера 10 управления, то отсек переходит в состояние "Пломба сорвана" (индикатор состояния отсека красный). При выборе отсека на табло отображается информация о тревожном событии, которое привело к срыву пломбы. С помощью кнопок выбора смотрят текущее состояние датчиков отсека.

В этом случае оператор АЗС связывается с пользователем, обладающим правами менеджера системы электронной пломбировки. Выявляют причину возникновения тревожного события и принимают решение о возможности дальнейшей эксплуатации цистерны.

Если принято решение о продолжении эксплуатации, то для начала операции слива устраняют причину перехода отсека в состояние "Пломба сорвана", предъявляют карту менеджера и при помощи кнопок выбора выбирают "Сброс ошибки". Подтверждают выбор нажатием кнопки с номером отсека. Вместо карты менеджера возможно использование одноразового кода. Одноразовый код предназначен для экстренного аварийного слива топлива из отсеков цистерны.

Если необходимо выполнить слив топлива из бензовоза, но пользователи с правами оператора и менеджера системы электронной пломбировки не доступны, предусмотрена возможность слива после ввода одноразового кода. Для получения кода необходимо связаться с администратором СЭП по любому доступному каналу связи. Полученный код вводят вместо предъявления карты оператора (если отсек в состоянии "Опломбирован") или карты менеджера (если отсек в состоянии "Пломба сорвана" или "Отсек вскрыт"). После первого успешного использования одноразового кода он автоматически стирается из памяти устройства, т.е. повторное использование этого кода невозможно.

Для слива топлива по одноразовому коду:

- выбирают отсек для слива топлива,

- вызывают меню для ввода одноразового кода,

- вводят первую цифру кода и подтверждают ввод кнопкой выбранного отсека,

- аналогично вводят последующие цифры кода.

Если введен верный код, то API-адаптер разблокируется и начинается процедура слива.

Если пользователь два раза подряд ввел некорректный код, то возможность ввода одноразовых кодов блокируется на 20 минут. При попытке ввода кода на табло пульта 13 местного управления отображается сообщение "Попытка подбора" и обратный отсчет времени блокировки. Повторный ввод кода возможен только по истечению времени блокировки.

Для осуществления слива используют пульт 13 местного управления, установленный в технологическом отсеке транспортного средства со стороны слива.

Перед началом слива:

- убеждаются, что включено бортовое питание, и распечатывают чеки-отчеты по всем отсекам;

- по распечатанным отчетам и индикации на пульте 13 местного управления системы электронной блокировки убеждаются, что статус всех сливаемых отсеков "Опломбирован" и в чеках-отчетах отсутствуют тревожные события;

- выключают бортовое питание транспортного стредства;

- корректируют положение цистерны так, чтобы углы наклона (продольного и поперечного) не превышали 1 градус. Контролируют значения углов наклона по табло пульта 13 местного управления – текущие значения углов отображаются на "главном экране" в нижней строке;

- заземляют цистерну;

- подсоединяют сливаемые отсеки к емкостям с помощью шлангов.

Выбирают отсек для слива: нажимают на пульте 13 местного управления кнопку с номером отсека. Индикатор статуса выбранного отсека замигает синим. На табло пульта 13 местного управления отобразится наименование операции – "Слив", вид топлива, налитого в отсек и приглашение поднести карту оператора к считывателю на пульте 13 местного управления.

После поднесения карты оператора автоматически открываются рециркуляционные донные клапаны всех отсеков и разблокируется API-адаптер выбранной стороны. На табло пульта 13 местного управления отображается приглашение открыть API-адаптер для слива топлива. Открывают API-адаптер вручную.

По мере слива топлива из отсека на табло пульта 13 местного управления меняется индикация.

После того, как датчик топлива в трубе сообщит об отсутствии топлива, необходимо выдержать отсек с открытым API-адаптером в течение времени, заданного в настройках контроллера 10 управления системы электронной пломбировки. На табло пульта 13 местного управления отображается обратный отсчет времени ожидания. Все это время углы наклона цистерны должны быть в пределах допуска (по умолчанию 1 градус). Если угол наклона выйдет за установленные пределы или будет закрыт API-адаптер, то обратный отсчет остановится и будет продолжен только после устранения причины - возврата угла в заданные пределы или открытия API-адаптера.

Если до окончания обратного отсчета закрыть API-адаптер, то слив приостанавливается и начинается отсчет времени для открытия адаптера. На табло пульта 13 местного управления появится мигающее сообщение "Откройте API". Если до окончания этого отсчета не открыть API-адаптер, то отсек перейдет в состояние "Отсек вскрыт. Слив не завершен". Отчет полного слива распечатан не будет.

После завершения тайм-аута стекания топлива отсек считается полностью слитым и на табло пульта 13 местного управления отображается приглашение закрыть API-адаптер.

Выполняют действия, описанные выше, поочередно для каждого сливаемого отсека.

Включают бортовое питание – при появлении питания принтер 15 печатает два экземпляра отчетов полного слива для каждого из слитых отсеков. Отчеты печатают в том порядке, в котором завершались сливы отсеков. В отчете полного слива печатают события, произошедшие с момента начала операции слива.

Отсек перейдет в состояние "Пуст". В отчете полного слива печатают события, произошедшие с момента начала операции слива.

Если в процессе слива произойдет одно из "тревожных событий": будет открыта крышка люка или API-адаптер другой стороны отсека, произойдет потеря связи с любым датчиком отсека или выключение контроллера 10 управления, то слив будет остановлен (закрыт донный клапан и заблокирован API-адаптер), отсек перейдет в состояние "Отсек вскрыт". При нажатии кнопки с номером отсека на табло пульта 13 местного управления отобразится состояние отсека и причина перехода в это состояние.

Оператор АЗС определяет причину возникновения тревожного события.

Порядок действий для слива отсека в состоянии "Отсек вскрыт" аналогичен порядку действий при сливе отсека в состоянии "Пломба сорвана".

После слива отсека анализируют причины появления тревожных событий и принимают решение о возможности дальнейшей эксплуатации цистерны или необходимости вывода ее в ремонт.

Группа изобретений относится к оборудованию трубопроводов для перемещения жидкостей, в частности, при осуществлении приходно-расходных операций, перевозки в цистернах транспортными средствами и хранения в стационарных резервуарах. Системы электронной пломбировки включают в себя датчик комбинированный для определения состояния запорного клапана трубопровода, который состоит из блока обработки и соединенных с ним двух сенсоров. Один сенсор представляет собой сенсор закрытия/открытия запорного клапана, выполненный с возможностью определения положения штока запорного клапана. Другой сенсор представляет собой сенсор наличия жидкости, выполненный с возможностью регистрации уровня границы раздела воздушной и жидкой среды. Блок обработки выполнен с возможностью приема сигналов от двух упомянутых сенсоров, их преобразования, кодирования и передачи закодированной информации о состоянии запорного клапана во внешний блок управления. Техническим результатом заявляемой группы изобретений является повышение достоверности информации о состоянии клапана за счет непосредственного определения положения штока запорного клапана и повышения безопасности передачи данных. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Система электронной пломбировки, включающая контроллер управления и соединенные с ним источник бесперебойного питания, блок управления клапанами, по меньшей мере один пульт местного управления, антенну, при этом имеются соединенные с контроллером управления и блоком управления клапанами по меньшей мере один датчик угла наклона автоцистерны, по меньшей мере один датчик угла наклона люка, по меньшей мере один датчик остатка топлива в отсеке, по меньшей мере один датчик комбинированный, причем датчик комбинированный состоит из блока обработки и соединенных с ним двух сенсоров, блок обработки выполнен с возможностью приема сигналов от двух упомянутых сенсоров, их преобразования, кодирования и передачи закодированной информации о состоянии запорного клапана во внешний блок управления, один сенсор представляет собой сенсор наличия жидкости, выполненный с возможностью регистрации уровня границы раздела воздушной и жидкой среды, отличающаяся тем, что второй сенсор представляет собой сенсор закрытия/открытия запорного клапана, выполненный с возможностью определения положения штока запорного клапана.

2. Система электронной пломбировки по п. 1, отличающаяся тем, что сенсор закрытия/открытия запорного клапана представляет собой индуктивный сенсор, или магнитный сенсор, или оптический сенсор.

3. Система электронной пломбировки по п. 1, отличающаяся тем, что сенсор наличия жидкости представляет собой емкостной сенсор, или оптический, или ультразвуковой, или поплавковый.

4. Система электронной пломбировки по п. 1, отличающаяся тем, что кодирование сигнала в блоке обработки осуществляется путем присвоения уникального цифрового идентификационного номера датчику и/или использования электронной цифровой подписи передаваемой информации или ее части и/или публичного и приватного ключа.

5. Система электронной пломбировки, включающая контроллер управления и соединенные с ним источник бесперебойного питания, блок управления клапанами, по меньшей мере один пульт местного управления, антенну, при этом имеются соединенные с контроллером управления и блоком управления клапанами по меньшей мере один датчик угла наклона автоцистерны, по меньшей мере один датчик угла наклона люка, по меньшей мере один датчик остатка топлива в отсеке, по меньшей мере одно устройство для блокировки запорного клапана трубопровода, которое включает корпус, в который встроены датчик комбинированный и затвор с приводом, при этом датчик комбинированный состоит из блока обработки и соединенных с ним двух сенсоров, блок обработки выполнен с возможностью приема сигналов от двух упомянутых сенсоров, их преобразования, кодирования и передачи закодированной информации о состоянии запорного клапана во внешний блок управления, один сенсор представляет собой сенсор наличия жидкости, выполненный с возможностью регистрации уровня границы раздела воздушной и жидкой среды, а затвор представляет собой блокировочный шток, выполненный с возможностью механического блокирования движения штока запорного клапана при своем продольном перемещении перпендикулярно штоку запорного клапана, отличающаяся тем, что второй сенсор представляет собой сенсор закрытия/открытия запорного клапана, выполненный с возможностью определения положения штока запорного клапана.

6. Система электронной пломбировки по п. 5, отличающаяся тем, что привод затвора представляет собой пневматический, гидравлический или электрический привод поступательного либо вращательного движения.

7. Система электронной пломбировки по п. 5, отличающаяся тем, что блокировочный шток представляет собой регулировочный винт.

8. Система электронной пломбировки по п. 5, отличающаяся тем, что сенсор закрытия/открытия запорного клапана представляет собой индуктивный сенсор, или магнитный сенсор, или оптический сенсор.

9. Система электронной пломбировки по п. 5, отличающаяся тем, что сенсор наличия жидкости представляет собой емкостной сенсор, или оптический, или ультразвуковой, или поплавковый.

10. Система электронной пломбировки по п. 5, отличающаяся тем, что кодирование сигнала в блоке обработки осуществляется путем присвоения уникального цифрового идентификационного номера датчику и/или использования электронной цифровой подписи передаваемой информации или ее части и/или публичного и приватного ключа.