SISTEMA PARA LA IDENTIFICACION DE COMPARTIMENTOS Y CONTROL DE PURGAS EN CAMIONES CISTERNA

CAMPO DE LA INVENCION

La presente invención se enmarca en el ámbito de la logística de hidrocarburos y productos petrolíferos de diferente índole. Más concretamente, la invención se refiere a un sistema para la identificación de compartimentos de camiones cisterna durante sus operaciones de carga y descarga, así como para el control de las operaciones de purgado en dichos compartimentos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En la actualidad, los sistemas nacionales para el almacenamiento y transporte de productos petrolíferos se basan, fundamentalmente, en redes de gran extensión integradas por oleoductos que recorren miles de kilómetros, conectando diferentes puntos de almacenamiento y abastecimiento. España, por ejemplo, cuenta con una red de más de 4.000 kilómetros de oleoductos, 38 nodos integrados por instalaciones de almacenamiento con una capacidad de 7,8 millones de metros cúbicos, que están a disposición de los operadores petrolíferos que actúan en el país, a través de un gran número de puntos de distribución. Estas dimensiones dan una idea de la complejidad que supone controlar la circulación de los productos petrolíferos a lo largo de las redes de transporte, lo cual requiere una adecuada y precisa monitorización para evitar pérdidas de eficiencia, pérdidas materiales y posibles daños medioambientales, por ejemplo en caso de fuga de productos al entorno.

Dentro de la logística asociada al transporte de hidrocarburos, son especialmente importantes los puntos de carga de vehículos cisterna (habitualmente camiones), que se encargan de distribuir los combustibles desde plantas centrales en la red de hidrocarburos hasta las estaciones comerciales de los diferentes operadores de dicha red. En los citados puntos de carga en planta, resulta necesario llevar a cabo un adecuado control de los camiones y sus respectivos compartimentos, registrando en cada momento la información relativa a la identificación de los camiones, de los productos y de las cantidades de carga, adecuándose así los requerimientos operativos de las compañías logísticas y de los operadores. En el estado de la técnica, son conocidos para este fin los sistemas de sellado electrónico de cisternas (conocidos habitualmente por sus siglas, SECC), como por ejemplo el desarrollado por la empresa CEPSA. Dichos sistemas comprenden medios de control de los elementos de las cisternas (por ejemplo a través de sensores para monitorizar el estado de las válvulas de carga o descarga) y de las flotas de vehículos que operan en las plantas. Ello permite, de este modo, controlar los distintos procesos de carga, transporte y descarga del producto, generando información acerca del estado de los compartimentos de los camiones.

Si bien los sistemas citados proporcionan algunos avances frente a las técnicas anteriores en el control de la carga/descarga de los camiones cisterna, éstos poseen aún severas limitaciones que resulta deseable resolver. Dichas limitaciones están relacionadas, principalmente, con el control de purgas de cisternas, de errores en asignación de compartimentos y con la supervisión de cantidades programadas por cada compartimento.

En los sistemas conocidos, la identificación de los compartimentos se apoya en la introducción manual de datos por parte de los conductores en el momento en que se programan las cargas, siendo éstos quienes teclean el número de depósito al que conectan el brazo de carga. Este dato figura, posteriormente, en la documentación que genera el sistema, y en toda la cadena de información asociada a la carga. No obstante, este procedimiento de identificación tiene una alta probabilidad de error, lo que origina un importante impacto en el adecuado control de los procesos de carga, tanto en tiempos de gestión, como en recursos humanos y en costes. Sería deseable, en este contexto, garantizar que la información que disponen los sistemas de control que controlan las cargas de las cisternas, relativa a los compartimentos implicados, se registre de forma correcta.

Asimismo, otra consecuencia de que el control del purgado se realice de forma errónea es la existencia de sobrellenados, reboses y derrames de producto en el cargadero. Ello hace necesario impedir, por una parte, la carga de los compartimentos si no han sido purgados previamente y, por otra parte, impedir la predeterminación de cantidades superiores a la capacidad máxima de carga de cada compartimento.

Con el objetivo de solucionar los problemas y limitaciones del estado de la técnica, la presente invención plantea un novedoso sistema para la identificación de compartimentos y control de purgas en camiones cisterna. DESCRIPCIÓN BREVE DE LA INVENCIÓN

Según la información planteada en el apartado anterior, un objeto de la presente invención es, pues, la obtención de medios que permitan un control más preciso de la carga de combustible en distintos depósitos, evitando además desbordamientos y errores humanos, que permitan ahorrar costes e identificar de forma fidedigna los productos cargados en los albaranes, gracias un control preciso y automatizable de los compartimentos de los camiones cisterna.

Este objeto se realiza, preferentemente, mediante un sistema para la identificación de compartimentos y control de purgas en un camión cisterna estacionado en una isleta de carga/descarga, donde dicha isleta está equipada con una pluralidad de brazos de carga/descarga y/o de mangueras o brazos de purgado, destinados para su conexión a bridas de acoplamiento conectadas a los compartimentos de la cisterna del camión, y donde dicho sistema comprende, ventajosamente:

- una pluralidad de identificadores pasivos conectados a la brida de acoplamiento de carga y descarga de cada compartimento; y

- un lector/grabador de la información contenida en los identificadores pasivos, instalado en la estructura de la isleta de carga y conectado con el acoplamiento de los brazos de carga/descarga y/o de las mangueras de purgado.

En una realización preferente de la invención, cada identificador posee un código interno único, accesible para su lectura, y un módulo de memoria para la escritura y lectura de datos. Más preferentemente, cada identificador comprende un emisor/receptor por lazo de corriente, configurado para lectura y registro de datos.

En otra realización preferente de la invención, el lector/grabador comprende medios de comunicación con el emisor/receptor del identificador, capturando el código del mismo y pudiendo escribir en él los datos asociados a las cargas.

En otra realización preferente de la invención, el sistema comprende un subsistema de control comunicado en red, implementado por medio de hardware/software. Más preferentemente, dicho subsistema de control comprende un monitor de purgado instalado en la isleta de carga, conectado al subsistema de control y configurado para indicar el estado de purga de cada compartimento. Dicho monitor comprende, asimismo, una pluralidad de indicadores visuales para indicar si un determinado compartimento ha sido purgado o no.

En una realización preferente de la invención, el subsistema de control posee una CPU para gestionar el proceso de purga y la gestión de los procesos de lectura/escritura de los identificadores de la cisterna. Más preferentemente, la CPU está enlazada a un servidor remoto a través de una conexión serie RS-232 convertida a una conexión Ethernet sobre fibra óptica.

En una realización preferente de la invención, el lector/grabador está conectado a la CPU a través de una conexión de tipo CAN-BUS para la lectura de identificadores, y a través de una conexión tipo RS-232 para la escritura de los identificadores.

En una realización preferente de la invención, el subsistema de control comprende un módulo de detección de la presencia de líquido en la manguera de purgado y/o de la posición de apertura o cierre de la válvula de dicha manguera, a través de sensores integrados en el propio acoplamiento a la brida de carga/descarga. Más preferentemente, el subsistema comprende una conexión de tipo CAN-BUS con dispositivos de inferíase de los sensores, para el intercambio de información en dicho subsistema de control.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Las Figura 1 del presente documento muestra una vista esquemática del sistema de la invención, donde se representa un camión cisterna estacionado en una isleta de carga, así como los elementos principales que forman parte de dicho sistema y de su subsistema de control.

- Descripción de las referencias numéricas de la Figura 1 : (1) Camión cisterna.

(2) Isleta de carga.

(3) Brazos de carga.

(4) Bridas de acoplamiento de carga/descarga.

(5) Compartimentos de combustible.

(6) Cisterna.

(7) Identificadores pasivos.

(8) Lector/grabador de la isleta de carga. (9) Subsistema de control.

(10) Monitor de purgado.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Se expone, a continuación, una descripción detallada de la invención, referida a una realización preferente de la misma basada en la Figura 1 del presente documento. Dicha realización se aporta con fines ilustrativos y no limitativos, pudiendo aplicarse también a otras realizaciones preferentes.

La Figura 1 muestra una vista de perfil de un camión cisterna (1) estacionado en una isleta (2) de carga, donde dicha isleta (2) está equipada con una pluralidad de brazos de carga (3) y/o de mangueras de purgado (3'), destinados para su conexión a una pluralidad de bridas (4) de acoplamiento correspondientes, instaladas en el camión (1), estando dichas bridas (4) conectadas a los compartimentos (5) de la cisterna (6) del mismo.

Para la adecuada monitorización de los procesos de carga y descarga, el sistema de la invención incorpora al menos dos componentes fundamentales:

- Una pluralidad de identificadores pasivos (7) (denominados genéricamente como "TAGs"), asociados a cada compartimento (5) de la cisterna (6) y conectados a la brida (4) de acoplamiento de carga y descarga. Cada identificador (7) comprende un emisor/receptor por lazo de corriente, configurado para lectura y registro de datos. Preferentemente, cada identificador (7) tiene grabado un código interno único, accesible para su lectura. De esta forma, se establece una relación biunívoca entre dicho identificador (7) y el compartimento (5). Además, el identificador dispone de una zona de memoria libre que permite la escritura de datos por parte del usuario.

- Un lector/grabador (8) instalado en la estructura de la isleta de carga (2) y conectado con el acoplamiento del brazo de carga (3) y/o de la manguera de purgado (3'), conectándose éstos, a su vez, a la brida (4) de carga/descarga del camión (1). Dicho lector/grabador (8) está configurado para comunicarse con el emisor/receptor del identificador (7), capturando el código del mismo y pudiendo escribir en él los datos asociados a las cargas que le proporciona un subsistema de control (9) en red remoto (típicamente, dicho sistema de control (9) está implementado por medio de hardware/software). Los datos escritos en el identificador (7) son, típicamente: fecha y hora de la carga, número del documento de identificación de carga, código del producto, descripción del producto, cantidad cargada a temperatura, cantidad cargada neta, densidad, temperatura, carga de aditivo, descripción del aditivo, cantidad de aditivo, porcentaje de mezcla, cantidad a temperatura del primer y segundo componente de la mezcla, etc.

Cuando el sistema realiza lecturas de los identificadores (7) a través de los equipos lector-grabador (8), los datos a recibir en las tramas de comunicación incluyen, por un lado, datos fijos asociados a cada identificador (7), imborrables, que permiten la asociación inequívoca de los compartimentos (5) de las cisternas (6) con el identificador (7), para asignar en bases de datos del subsistema de control (9) la relación biunívoca de identificador (7) con el compartimento (5) y, adicionalmente, los datos grabados en los identificadores (7) en operaciones de carga anteriores. De tal forma que en dicho subsistema de control (9), antes de iniciar una nueva carga, se pueda recoger información de la carga previa realizada por esa cisterna (6) y, una vez acabada la carga en curso, se puedan grabar en el identificador (7) los datos de ésta.

Cuando se acopla el brazo de carga (3) a la boca del compartimento (5) en el momento de iniciar una carga, el lector/grabador (8), conectado al canal de lectura/escritura asociado al brazo (3), lee el código del identificador (7) asociado al compartimento (5) estableciendo una relación única del punto de carga con el compartimento (5) al que se conecta y, en consecuencia, proporcionando la identificación segura de dicho compartimento (5) para el subsistema de control (9) de carga. Preferentemente, la interacción entre el lector/grabador (8) de la isleta de carga y el identificador (7) instalado en el camión se realiza mediante una conexión eléctrica, (por ejemplo, por lazo de corriente) utilizando la brida de conexión entre el brazo de carga (3) y el compartimento (5) como elemento conductor intermediario. Dicha interacción se realiza de forma análoga con una manguera o brazo de purgado (3').

Una vez identificado el compartimento (5) de forma segura y disponiendo en el subsistema de control (9) de una base de datos con las capacidades de los diversos compartimentos (5), es factible supervisar las programaciones de las cargas para evitar que se predeterminen cargas que puedan suponer reboses de las cisternas (6).

Otra aplicación preferente del sistema es el control de las operaciones de purgado de los compartimentos (5). En relación con esta funcionalidad, para garantizar su realización previa a la autorización de la carga, se requiere de la disponibilidad de la lectura de los identificadores (7) asociada a un acoplamiento de purgas, mecánicamente conectado al circuito de purgas del cargadero (2) por medio de una manguera (3'), de tal modo que quede identificada y registrada la conexión del acoplamiento, y el consiguiente purgado, de cada compartimento (5) de la cisterna (6) antes de la autorización de la carga. Este acoplamiento de purgas requiere, como se ha mencionado, el uso de un detector de líquidos y de otro del posicionamiento de apertura y cierre del acoplamiento a la brida de carga (4) del compartimento (5), de tal modo que se garantice que, tras la apertura del mismo, haya transcurrido un tiempo sin presencia de líquidos antes de su cierre, para habilitar su carga posterior.

El sistema de la invención comprende, asimismo, preferentemente un monitor de purgado (10) instalado en la isleta de carga (2), conectado al subsistema de control (9) y configurado para indicar el estado de purga de cada compartimento (5). Preferentemente, dicho monitor (10) comprende una pluralidad de indicadores visuales (por ejemplo, indicadores luminosos) para indicar si un determinado compartimento (5) ha sido purgado o no previamente a su carga. Cuando un camión cisterna (1) llega a la isleta de carga (2) tras ser autorizado, se conecta el brazo de purgas (3') y se procede al purgado consecutivamente de cada uno de los compartimentos (5).

El subsistema de control (9), a través de los equipos lector/grabador (8), solicita periódicamente el estado del compartimento (5) hasta que éste esté purgado completamente. Cuando ello ocurre, el monitor de purgado (10) informa de esta situación indicándolo tanto en una pantalla instalada al efecto en la isleta (2), como por ejemplo con una señalización luminosa verde de intermitencia rápida.

Cuando el subsistema de control (9) considera que el compartimento (5) está purgado, en función de sus propios controles y campos de su base de datos, envía una instrucción para que se pase al estado de purgado finalizado del compartimento (5). En ese momento, se activa el piloto luminoso correspondiente con un color verde fijo en el monitor (10), indicando que ya se ha finalizado la purga de este compartimento (5) y se puede continuar con la purga del siguiente. Una vez estén purgados todos los compartimentos (5), es decir estén todos los pilotos en verde fijo, comienza la carga en isleta (2) siguiendo el procedimiento habitual.

En todo momento el subsistema de control está informado del número de serie de cada identificador (7) en cada compartimento (5), mientras el brazo de carga (3) permanezca conectado a la cisterna (6), por lo que se evitarán, así, contaminaciones de productos y sobrellenados. Cuando el proceso de carga finaliza y el subsistema de control (9) estime conveniente, se reinician todos los estados de purga y se apagarán todos los pilotos luminosos.

El subsistema de control (9) de cada isleta (2) posee, preferentemente, una CPU para gestionar el proceso de purga y la gestión de los procesos de lectura/escritura de los identificadores (7) de la cisterna (5) a bajo nivel. Esta CPU se enlaza a un servidor remoto, por ejemplo a través de una conexión serie RS-232, que se convierte a una conexión Ethernet sobre fibra óptica.

Otro componente del subsistema de control (9) es un módulo que informa si hay presencia de líquido en el brazo de purgas (3') y la posición de apertura o cierre de la válvula del mismo, a través de dos sensores integrados en el propio acoplamiento a la brida (4) de carga/descarga. Dichos sensores comprenden un sensor de líquido, que detecta humedad y está localizado en el interior del acoplamiento, y otro asociado a la válvula de apertura del acoplamiento. Esta información se envía en forma de señales discretas a uno o más dispositivos de inferíase del subsistema de control (9) y, desde éstos, a la CPU a través de, por ejemplo, una conexión de tipo CAN-BUS.

Como se ha mencionado previamente, cada módulo lector / grabador (8), que se encarga de leer la información de cada uno de los identificadores (7) situados en las bocas (3) de carga/descarga de la cisterna (6), y de registrar en ellos los datos pertinentes. Este módulo (8) está enlazado, preferentemente, por medio de una conexión de tipo CAN-BUS con la CPU para la lectura de identificadores (7), y a través de una conexión tipo RS-232, convertida a conexión Ethernet sobre fibra óptica, con un servidor remoto para la escritura.

La introducción del sistema de identificación de compartimentos de la invención en los camiones cisterna (1) permite el desarrollo de funcionalidades diversas:

En primer lugar, el sistema permite tener un control de purgado de los compartimientos (5), dando lugar a la opción de obtener, mediante el subsistema de control (9), las identificaciones de los compartimentos (5) de cada cisterna (6). Además, junto con una instrumentación adicional en el acoplamiento de la manguera de purgas (3') (típicamente, un detector de líquidos y un detector del posicionamiento de apertura y cierre de la válvula del acoplamiento a la brida (4)), permite establecer la supervisión inicial del purgado de los compartimentos (5) como condición previa al comienzo de la carga, asegurando de esta manera la limpieza y vaciado del compartimento (5) y la capacidad de carga del mismo, controlando ambos de forma automática. Adicionalmente, el sistema permite un control de cantidad previo a la carga. Se identificarán, así, de forma correcta los compartimentos (5) de las cisternas (6), y se obtendrán los valores de las capacidades reales de los mismos, con lo que se tiene la posibilidad de verificar que las cantidades predeterminadas por los conductores son adecuadas antes de iniciar la carga. Con ello se evitan los sobrellenados y los derrames en el cargadero.

El sistema permite también asignar adecuadamente los productos a los compartimentos (5), ya que al ser correcta su identificación, el subsistema de control (9) de carga tiene una información real de los productos cargados en cada compartimento (5), reduciendo los errores humanos de programación por parte de los conductores de los camiones (1).

Al permitir la grabación en el identificador (7) de los datos de las cargas, se pueden establecer y controlar posibles incompatibilidades de cargas de productos entre cargas sucesivas para cada compartimento (5), ya que se pueden escribir los datos de la carga, tales como el producto, cantidad, aditivo, etc., al finalizar en cada compartimento (5). Además, se dispondrá de forma continua de la información del identificador (7) del compartimento (5) y, mientras el brazo de carga (3) está conectado, el sistema permite establecer un control adicional sobre el flujo de carga.

Además, el sistema también permite la identificación correcta de productos en los albaranes: Al controlar la identificación del compartimento (5) con los brazos de carga (3) se puede garantizar, de una parte, que la información reflejada del producto cargado para cada compartimento (5) es la real y, de otra, que la información disponible en el subsistema de control (9) es correcta.

Asimismo, la implementación de este sistema puede facilitar el desarrollo de nuevas funcionalidades en los puntos de descarga, en la línea de evitar contaminaciones y sobrellenados de tanques de descarga, dotando a este tipo de instalaciones de los medios correspondientes. Por un lado, pudiendo leerse en destino el identificador (7) pasivo asociado a cada compartimento (5), se puede conocer con certeza el producto que éste contiene y, dotando al acoplamiento de la manguera de descarga de un enclavamiento de apertura, se podría evitar el inicio de la descarga si el compartimento (5) al que se conecta la manguera no contiene el mismo producto.

Por otro lado, si se dispone de instrumentación en los tanques de recepción que informen del vacío disponible leyendo los identificadores (7) de la cisterna (5), se podría conocer previamente al inicio de la descarga si ésta es posible en su totalidad o no, y tomar precauciones en su caso.

Asimismo, la característica de que los identificadores (7) permitan la escritura puede habilitar nuevas vías para transferir datos del producto, aditivos, etc. entre los sistemas del cargadero (2) y los de las estaciones de destino.

Para la comunicación entre el subsistema de control (9) de planta y el equipo lector / grabador (8), se diseña un protocolo de comunicación, de modo que se permita una correcta identificación de los compartimentos (5) de las cisternas (6) que se conectan a los brazos de carga (3).