立式油罐的液位获取方法和装置、收发油液位预警系统与流程
本发明涉及油罐监测技术领域，特别是涉及一种立式油罐的液位获取方法、立式油罐的液位获取装置、立式油罐收发油液位预警系统和计算机可读存储介质。
背景技术：
在对立式油罐管理的过程中，工作人员经常需要在集控室中对立式油罐的多个数据进行实时监控以确保立式油罐的安全使用，特别是在立式油罐进行收发油过程中，需要对有关的液位进行监控，如利用立式油罐中安装的高液位检测和报警设备以防止液位超过上限出现冒罐引发事故，或低液位检测及报警设备以防止液位过低时泵抽空而导致事故。
在立式油罐进行收发油作业时经常需要预先估算收发油作业完毕时的液位，传统技术提供的计算方式只能是利用立式油罐存油量计算公式计算油量，而无法通过预先设定的收发油量直接进行逆运算得到相应的液位，所以工作人员一般是先设定一个预估液位通过查表的方式利用立式油罐存油量计算公式输入相应的参数数据，并进行多次重新设定预估液位反复运算才能得到目标油量的液位。由于立式油罐存油量计算公式复杂，导致计算目标油量的液位的效率低，也容易出错，影响立式油罐作业安全。
技术实现要素：
基于此，有必要针对传统技术效率偏低的问题，提供一种立式油罐的液位获取方法、立式油罐的液位获取装置、立式油罐收发油液位预警系统和计算机可读存储介质。
一种立式油罐的液位获取方法，包括步骤：
确定目标油量在立式油罐中的预估液位；
从数据库中提取与所述预估液位相对应的预估油量；其中，所述数据库记录所述立式油罐的液位与油量的对应关系；
获取初始油量，获取所述立式油罐的单位液位的容积；根据所述初始油量、预估油量和单位液位的容积计算液位偏差；
利用所述液位偏差对所述预估液位进行修正，获取所述目标油量的液位值。
上述立式油罐的液位获取方法，确定目标油量在立式油罐中的预估液位，从记录有液位与油量对应关系的数据库中提取与该预估液位相对应的预估油量，利用获取的初始油量、立式油罐的单位液位的容积以及预估油量计算液位偏差，通过该液位偏差修正预估液位得到目标油量的液位，使得目标油量的预估液位得到液位偏差的修正，能够根据立式油管的油量获取液位，克服了传统技术无法通过收发油量直接进行逆运算得到相应液位的缺陷，快速而准确地得到该目标油量对应的液位，提高了获取目标油量对应液位的效率和准确性，在该立式油罐收发油的过程中，能够高效且精确地确定收发油作业后的液位值，也提高立式油罐作业的安全性。
一个实施例中，所述确定目标油量在立式油罐中的预估液位的步骤包括：
确定所述目标油量的预估体积；根据所述单位液位的容积和预估体积计算所述目标油量在所述立式油罐中的预估液位。
一个实施例中，所述确定所述目标油量在立式油罐中的预估体积的步骤包括：
获取所述目标油量，获取油的密度值；根据所述目标油量和密度值通过密度公式将所述目标油量转化为与该目标油量对应的所述预估体积。
一个实施例中，所述根据所述单位液位的容积和预估体积计算所述目标油量在所述立式油罐中的预估液位的步骤包括：
计算所述预估体积与单位液位的容积的比值；将所述比值设为所述目标油量在所述立式油罐中的预估液位。
一个实施例中，所述获取所述立式油罐的单位液位的容积的步骤包括：
确定所述立式油罐的几何特征；根据所述立式油罐的几何特征获取所述立式油罐的几何参数；根据所述几何参数计算所述立式油罐的单位液位的容积。
一个实施例中，所述根据所述初始油量、预估油量和单位液位的容积计算液位偏差的步骤包括：
将所述初始油量和预估油量作差得到油量偏差；获取油的密度值；根据所述油量偏差和密度值通过密度公式将所述油量偏差转化为与该油量偏差对应的体积偏差；将所述体积偏差和所述立式油罐的单位液位的容积的比值设为所述液位偏差。
一个实施例中，所述利用所述液位偏差对所述预估液位进行修正，获取所述目标油量的液位值的步骤包括：
a.从所述数据库中提取与所述初始油量相对应的初始液位值；
b.将所述初始液位值和液位偏差进行作差运算，得到参考液位；
c.获取所述预估液位与参考液位的偏差值，将该偏差值与设定的阈值进行比较；若所述偏差值小于或等于设定的阈值，则执行步骤d；否则，执行步骤e；
d.将所述预估液位设为所述目标油量的液位值；
e.将所述参考液位设为所述预估液位，从所述数据库中提取与该预估液位相对应的预估油量，根据所述初始油量、预估油量和所述立式油罐的单位液位的容积计算所述液位偏差，执行步骤b至c。
一个实施例中，还包括步骤：
确定所述立式油罐的液位报警的提前量；根据所述提前量和所述目标油量的液位值设置所述立式油罐的报警液位。
一个实施例中，提供了一种立式油罐的液位获取装置，包括：
确定模块，用于确定目标油量在立式油罐中的预估液位；
提取模块，用于从数据库中提取与所述预估液位相对应的预估油量；其中，所述数据库记录所述立式油罐的液位与油量的对应关系；
计算模块，用于获取初始油量，获取所述立式油罐的单位液位的容积；根据所述初始油量、预估油量和单位液位的容积计算液位偏差；
获取模块，用于利用所述液位偏差对所述预估液位进行修正，获取所述目标油量的液位值。
上述立式油罐的液位获取装置，使得目标油量的预估液位得到液位偏差的修正，能够根据立式油管的油量获取液位，克服了传统技术无法通过收发油量直接进行逆运算得到相应液位的缺陷，快速而准确地得到该目标油量对应的液位，提高了获取目标油量对应液位的效率和准确性，在该立式油罐收发油的过程中，能够高效且精确地确定收发油作业后的液位值，也提高立式油罐作业的安全性。
一个实施例中，提供了一种立式油罐收发油液位预警系统，包括：信号连接的雷达液位计和控制系统；其中，
所述雷达液位计设于立式油罐上，用于获取所述立式油罐在收发油过程中的实时液位，发送至所述控制系统；
所述控制系统，被配置为执行如上任一项实施例所述的立式油罐的液位获取方法获取所述立式油罐的预警液位，并接收所述雷达液位计发送的所述实时液位，根据所述预警液位和实时液位进行报警处理。
上述立式油罐收发油液位预警系统，控制系统信号连接至雷达液位计，控制系统能够通过雷达液位计获取立式油罐的实时液位，并根据设定的预警液位和实时液位进行报警处理，一方面提高了获取目标油量对应液位的效率和准确性，另一方面在该立式油罐收发油的过程中，能够高效且精确地确定收发油作业后的液位值，也提高立式油罐作业的安全性。
一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上任一项实施例所述的立式油罐的液位获取方法。
上述计算机存储介质，通过其存储的计算机程序，使得目标油量的预估液位得到液位偏差的修正，能够根据立式油管的油量获取液位，克服了传统技术无法通过收发油量直接进行逆运算得到相应液位的缺陷，快速而准确地得到该目标油量对应的液位，提高了获取目标油量对应液位的效率和准确性，在该立式油罐收发油的过程中，能够高效且精确地确定收发油作业后的液位值，也提高立式油罐作业的安全性。
附图说明
图1为一个实施例的立式油罐的液位获取方法的应用场景示意图；
图2为一个实施例的立式油罐的液位获取方法的流程示意图；
图3为一个实施例的立式油罐的液位获取装置的结构示意图；
图4为一个实施例的立式油罐收发油液位预警系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供的立式油罐的液位获取方法，可以应用于如图1所示的应用场景当中，图1为一个实施例的立式油罐的液位获取方法的应用场景示意图，在该应用场景中，用户可以通过监控室的监控终端200对立式油罐100的液位进行实时监测，监控终端200与设于立式油罐100上的液位计300进行通信连接，通过获取液位计300采集的立式油罐100的实时液位，例如在油罐收发油过程中，立式油罐100中的液位由液位a下降到液位b或由液位b上升到液位a，在用户通过监控终端200监测到液位到达预警值的时候用户可以对立式油罐液位进行相关预警处理，防止液位超过上限出现冒罐引发事故或液位过低时泵抽空而导致事故，在油罐进行收发油作业，经常需要预先估算收发完毕时的液位，采用本发明提供的立式油罐的液位获取方法能够准确地获取收发油作业后的液位值。其中，监控终端200可以通过个人计算机或者用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。
在一个实施例中，提供了一种立式油罐的液位获取方法，参考图2，图2为一个实施例的立式油罐的液位获取方法的流程示意图，该方法可以应用于图1中的监控终端200对立式油罐100的液位进行获取，立式油罐的液位获取方法可以包括以下步骤：
步骤s101，确定目标油量在立式油罐中的预估液位。
本步骤主要是在对立式油罐进行收发油处理时预先对目标油量的液位进行粗略估计，其中，目标油量是指在对立式油罐进行收发油处理后立式油罐中的油量，目标油量在立式油罐中的预估液位是指该收发油处理后立式油罐中的油量在立式油罐中的液位。
步骤s102，从数据库中提取与该预估液位相对应的预估油量。
本步骤中，数据库用于记录油立式油罐的液位与油量的对应关系，该数据库可以部署在监控终端200中，用户可以通过监控终端200访问数据库查询到立式油罐的液位与油量的对应关系，从数据库中提取与步骤s101确定的预估液位相对应的预估油量。
在立式油罐收发油作业过程中，油立式油罐的液位与油量的对应关系一般通过油量计算公式表达，可以但不限于采用如下计算公式基于液位来计算对应的油量：
其中，m表示与液位相对应的油量，ρ20表示20℃标准密度(该值可以通过查表或计算得到)，vt表示视体积(该值可以通过液位查罐容表得到)，n表示该油罐为保温罐或非保温罐(依次对应数值3和2)，t表示罐内油品实测温度，vcf20表示油品体积修正系数(可以根据物料种类查表或计算等到)，g表示浮盘质量(可以通过查罐容表得到)。
步骤s103，获取初始油量，获取立式油罐的单位液位的容积；根据初始油量、预估油量和单位液位的容积计算液位偏差。
其中，初始油量是指在立式油罐进行收发油作业前的油量，立式油罐的单位液位的容积是指在该立式油罐中，油的单位液位所对应的容积，液位偏差是指在收发油作业前初始油量对应的液位与收发油作业后预估油量对应的液位的偏差值。
本步骤通过获取初始油量，并获取立式油罐的单位液位的容积，能够根据收发油作业前的初始油量、收发油作业后的预估油量以及获取的立式油罐的单位液位的容积计算液位偏差。
步骤s104，利用液位偏差对预估液位进行修正，获取目标油量的液位值。
本步骤主要是利用步骤s103计算的液位偏差对预估的收发油后的液位进行修正，可以在液位偏差与预估液位差别较大时对预估液位进行调整，得到目标油量即收发油后立式油罐中的油量所对应的液位值。
上述立式油罐的液位获取方法，确定目标油量在立式油罐中的预估液位，从记录有液位与油量对应关系的数据库中提取与该预估液位相对应的预估油量，利用获取的初始油量、立式油罐的单位液位的容积以及预估油量计算液位偏差，通过该液位偏差修正预估液位得到目标油量的液位，使得目标油量的预估液位得到液位偏差的修正，能够根据立式油管的油量获取液位，克服了传统技术无法通过收发油量直接进行逆运算得到相应液位的缺陷，快速而准确地得到该目标油量对应的液位，提高了获取目标油量对应液位的效率和准确性，在该立式油罐收发油的过程中，能够高效且精确地确定收发油作业后的液位值，也提高立式油罐作业的安全性。
在一个实施例中，步骤s101中的确定目标油量在立式油罐中的预估液位的步骤可以包括：
确定目标油量的预估体积；根据单位液位的容积和预估体积计算目标油量在立式油罐中的预估液位。
本实施例主要是基于目标油量的预估体积计算目标油量在立式油罐中的所述预估液位。其中，可以预先对油罐收发油后的目标油量的体积进行计算，结合获取的该立式油罐的单位液位的容积计算该目标油量的体积在该立式油罐中对应的液位值。
在一个实施例中，进一步的，步骤s101中的确定目标油量的预估体积的步骤可以包括：
获取目标油量，获取油的密度值；根据目标油量和密度值通过密度公式将目标油量转化为与该目标油量对应的预估体积。
其中，密度公式为用于表示质量、体积和密度之间关联关系的公式，可以通过公式
本实施例通过准确的目标油量获取预估体积，提高了对预估体积计算的准确性，有利于保证了对目标油量的预估液位进行估计的准确性，有利于获取收发油后的准确液位。
在一个实施例中，进一步的，步骤s101中的根据单位液位的容积和预估体积计算目标油量在立式油罐中的预估液位的步骤可以包括：
计算预估体积与单位液位的容积的比值；将比值设为目标油量在立式油罐中的预估液位。
本实施例主要是将收发油后的目标油量对应的预估体积与立式油罐的单位液位的容积的比值设为目标油量在立式油罐中的预估液位。其中，立式油罐的单位液位的容积可以通过查询立式油罐相关数据表的方式准确获取，采用本实施的技术方案能够对预估液位进行准确预估，提高预估数据的精确性。
在一个实施例中，步骤s103中的获取立式油罐的单位液位的容积的步骤可以包括：
确定立式油罐的几何特征；根据立式油罐的几何特征获取立式油罐的几何参数；根据几何参数计算立式油罐的单位液位的容积。
其中，几何特征是指用于刻画立式油罐的几何形状的特征，几何参数是指具有该几何特征的立式油罐的形状特征参数，如长、宽、高等参数。
本实施例通过确定立式油罐的几何特征，并获取该立式油罐的几何参数，根据几何参数计算该立式油罐的单位液位的容积。
一般来说，立式油罐通常可以看作圆柱体，可以通过查看油罐设计图纸的方式获取该圆柱体立式油罐的几何参数如油罐的直径、高度等参数，可以通过圆柱体体积计算公式计算该立式油罐的体积进而确定该立式油罐的单位液位的容积。
本实施例的技术方案考虑到了不同形状设计的立式油罐需要采用不同的计算方式计算单位液位的容积，基于立式油罐的几何特征计算该立式油罐的单位液位的容积，能够结合立式油罐的实际形状对该立式油罐的单位液位的容积进行准确计算，有利于提高获取目标油量的液位值的准确性。
在一个实施例中，步骤s103中的根据初始油量、预估油量和单位液位的容积计算液位偏差的步骤可以包括：
将初始油量和预估油量作差得到油量偏差；获取油的密度值；根据油量偏差和密度值通过密度公式将所述油量偏差转化为与该油量偏差对应的体积偏差；将体积偏差和立式油罐的单位液位的容积的比值设为液位偏差。
本实施例中，油量偏差是指收发油前立式油罐中的初始油量与收发油后的预估油量的偏差。本实施例通过将初始油量和预估油量作差获取油量偏差，并获取油的密度值，基于密度公式将该油量偏差转化为与该油量偏差相对应的体积偏差，即收发油前后的油量偏差所对应的体积偏差，并将体积偏差和立式油罐的单位液位的容积的比值设为液位偏差。
本实施例的技术方案利用准确的密度公式以及立式油罐的单位液位的容积根据初始油量和预估油量的油量偏差计算对应的液位偏差，进一步提高了对目标油量的液位值获取的准确性。
在一个实施例中，步骤s104中的利用液位偏差对预估液位进行修正，获取目标油量的液位值的步骤可以包括：
a.从数据库中提取与初始油量相对应的初始液位值；
本步骤主要是从数据库中提取收发油前的初始油量所对应的初始液位值。
b.将初始液位值和液位偏差进行作差运算，得到参考液位。
其中，将初始液位值与液位偏差相减，得到参考液位，即预估液位的参考值，用于预估液位进行参考并依据实际情况进行调整。
c.获取预估液位与参考液位的偏差值，将该偏差值与设定的阈值进行比较；若偏差值小于或等于设定的阈值，则执行步骤d；否则，执行步骤e。
本步骤中，将预估液位与参考液位进行做差运算，得到预估液位与参考液位的偏差值，并将该偏差值与设定的阈值进行比较，如果偏差值小于或等于设定的阈值则执行下述步骤d，否则执行步骤e。
d.将预估液位设为目标油量的液位值。
本步骤是在偏差值小于或等于设定的阈值时，将预估液位设为目标油量的液位值，完成对目标油量液位值的获取。
e.将参考液位设为所述预估液位，从数据库中提取与该预估液位相对应的预估油量，根据初始油量、预估油量和立式油罐的单位液位的容积计算液位偏差，执行步骤b至c。
本步骤主要是在偏差值大于设定的阈值时，将该参考液位重新设为目标油量的所述预估液位，在数据库中重新提取与该预估液位对应的预估油量，并根据初始油量、预估油量和立式油罐的单位液位的容积重新计算液位偏差，并再次执行步骤b至c，以完成对预估液位的修正。可以理解的是，若重新执行步骤b至c时仍然发现偏差值大于设定的阈值，则可以依据步骤e的方法再次对预估液位进行修正，一般来说，进行三次修正后得到的液位值与目标值非常接近，完全能够满足收发油作业的需求。
本实施例提供了对预估液位进行修正的技术方案，能够根据立式油管的油量获取液位，克服了传统技术无法通过收发油量直接进行逆运算得到相应液位的缺陷，能够准确获取收发油作业的目标油量的液位值，而且计算方式简洁，还能够高效地获取目标油量的液位值，提高收发油作业效率。
在一个实施例中，还可以包括如下步骤：
确定立式油罐的液位报警的提前量；根据提前量和目标油量的液位值设置立式油罐的报警液位。
其中，立式油罐的液位报警的提前量是指在液位到达实际报警液位之前的提前报警液位，这是由于立式油罐的操作员去到作业现场需要时间，而且操作人员在收发油过程中需要时刻监视油罐液位，期间如有其它因素干扰，比如接听电话、其它应急事情等影响对液位的监控，会导致收发油数量偏差大，有时甚至导致事故，考虑到操作安全的问题，报警需要设置提前量，通过实践，不论是收油还是发油，提前50t的预警值是比较合适的(收/发油流量300-800m3/h范围内，反应时间4-10分钟)。
本实施例通过设置立式油罐的液位报警的提前量，并根据该提前量和步骤s104获取的目标油量设置立式油罐的报警液位，在该报警液位发出报警，并通知操作人员提前调小收发流量，有利于操作员及时赶到作业现场并对立式油罐进行相应处理，保证了作业的安全性。
在一个实施例中，提供了一种立式油罐的液位获取装置，参考图3，图3为一个实施例的立式油罐的液位获取装置的结构示意图，该立式油罐的液位获取装置可以包括：确定模块101、提取模块102、计算模块103和获取模块104；其中，
确定模块101，用于确定目标油量在立式油罐中的预估液位；
提取模块102，用于从数据库中提取与所述预估液位相对应的预估油量；其中，所述数据库记录所述立式油罐的液位与油量的对应关系；
计算模块103，用于获取初始油量，获取所述立式油罐的单位液位的容积；根据所述初始油量、预估油量和单位液位的容积计算液位偏差；
获取模块104，用于利用所述液位偏差对所述预估液位进行修正，获取所述目标油量的液位值。
上述立式油罐的液位获取装置，使得目标油量的预估液位得到液位偏差的修正，能够根据立式油管的油量获取液位，克服了传统技术无法通过收发油量直接进行逆运算得到相应液位的缺陷，快速而准确地得到该目标油量对应的液位，提高了获取目标油量对应液位的效率和准确性，在该立式油罐收发油的过程中，能够高效且精确地确定收发油作业后的液位值，也提高立式油罐作业的安全性。
本发明的立式油罐的液位获取装置与本发明的立式油罐的液位获取方法一一对应，在上述立式油罐的液位获取方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于立式油罐的液位获取装置的实施例中，特此声明。关于立式油罐的液位获取装置的具体限定可以参见上文中对于立式油罐的液位获取方法的限定，在此不再赘述。上述立式油罐的液位获取装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种立式油罐收发油液位预警系统，参考图4，图4为一个实施例的立式油罐收发油液位预警系统的结构示意图，该立式油罐收发油液位预警系统可以包括：信号连接的雷达液位计400和控制系统500；其中，
雷达液位计400设于立式油罐上，可以用于获取立式油罐在收发油过程中的实时液位，发送至控制系统500；
控制系统500，被配置为执行如上任一项实施例所述的立式油罐的液位获取方法获取立式油罐的预警液位，并接收雷达液位计400发送的实时液位，根据预警液位和实时液位进行报警处理。
本实施例中，实时液位可以是雷达液位计400在立式油罐进行收发油过程中对液位进行实时采集得到的液位值，预警液位可以采用立式油罐收发油作业后的目标油量的液位值，控制系统500可以采用dcs控制系统即分布式控制系统，该控制系统500可以设于立式油罐的控制室中，使得工作人员可以在控制室分别对不同的立式油罐进行监测和预警处理，以实现对多个立式油罐进行直观、准确以及高效地监控。
上述立式油罐收发油液位预警系统，控制系统信号连接至雷达液位计，控制系统能够通过雷达液位计获取立式油罐的实时液位，并根据设定的预警液位和实时液位进行报警处理，一方面提高了获取目标油量对应液位的效率和准确性，另一方面在该立式油罐收发油的过程中，能够高效且精确地确定收发油作业后的液位值，也提高立式油罐作业的安全性。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
据此，在一个实施例中，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现如上述各实施例中的任意一种油罐液位获取方法。
上述计算机存储介质，通过其存储的计算机程序，使得目标油量的预估液位得到液位偏差的修正，能够根据立式油管的油量获取液位，克服了传统技术无法通过收发油量直接进行逆运算得到相应液位的缺陷，快速而准确地得到该目标油量对应的液位，提高了获取目标油量对应液位的效率和准确性，在该立式油罐收发油的过程中，能够高效且精确地确定收发油作业后的液位值，也提高立式油罐作业的安全性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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