定量装车控制系统在石油化工液态产品装卸过程中的应用

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【摘要】分布式定量装车系统可分为火车装车系统和汽车装车系统，其系统主要由上位机系统，现场定量装车仪及现场仪表两部分组成。自动定量装车控制系统在石油化工液态产品装卸过程的应用，可以提高装车精度和加快装车速度，避免反复多次装车；减少人工工作强度和操作人员数量；实现自动关阀、停泵，实现自动化装车生产。

【关键词】定量装车控制系统、定量装车仪、流量计、装车鹤管

前言：

石油化工企业及储运油库，其日常的生产原料、成品的装车（火车罐车、汽车罐车）、码头装船作业都十分繁忙，为了克服人工操作、管理带来的弊端，减少环境污染、提高储运管理作业的效率和石油化工企业的整体效益，以适应经济发展的需求。石油化工企业迫切需求机械化自动化程度高、安全可靠性好、便于操作维护的储运装车自动化系统。

1、系统概述：

分布式定量装车系统可分为火车装车系统和汽车装车系统，有独立的火车装车自动控制系统和汽车装车自动控制系统，也有火车、汽车均包括的集中装车控制系统，其系统主要由上位机系统，现场定量装车仪及现场仪表两部分组成。整个系统采用二级布网方式，一级网采用以太网，操作站连接厂管理部门局域网，为RealMIs/ERP或Dcs系统提供接口，接受厂管理部门业务指令并将装车数据回传管理部门，另外操作站同时通过以太网连接协议转换器，与现场的装车控制仪通讯，操作站可互为冗余功能。第二级网采用RS485串行通讯网，由现场各装车仪相连，通过光纤或电缆上传至装车控制室。形成以厂管理部门为集中监控单元，定量装车仪为分散独立控制单元的集散控制系统，实行整个系统监控管理集中、控制风险分散的目的，保证系统安全、环保、可靠、高效地运行

2、分布式定量自动化装车系统的构成原理

一般装车控制系统是采用两级主从分布控制系统。由一台或多台用于“集中管理”的PC机（上位机）和安装在装车台现场的若干台用于“分散发油控制”的下位机（即定量装车控制仪）组成，下位机与上位机之间通过RS485通讯网络或工业以太网及相应的通讯协议来达到数据采集、装车管理和流程控制的功能。

图1中，自动装车控制系统的工艺流程包括一些数据采集设备、控制设备、安全保护设备。分别如下：

（1）、流量计：一般采用质量流量计（或螺旋转子体积流量计）。流量计的流量信号输出一般为脉冲输出。装车控制仪采集其流量信号完成对已装车量的计量，流量计的精度直接影响整体装车系统的精度。

（2）、阀门：为消除装车过程中出现“水击”现象，提高装车的精度并满足国家装车安全标准要求，装车系统控制阀一般选择气动两段切断球阀，阀门受装车控制仪控制。

（3）、消气过滤器：为一种安全保护设备，用于过滤液体中的一些杂质以免损坏流量计和阀门，一般常配置在体积流量计系统中。

（4）、防溢开关：是一种防止装车过量而冒罐的安全保护装置。

（5）、静电接地夹：与大地连接，将槽车上的静电倒人大地。当接地夹与槽车接触不良时其触点信号进入装车控制仪，装车控制仪将输出控制信号自动停止装车。

（6）、可燃气体探测器：在装车现场检测挥发性气体是否在要求标准范围之内，如果一旦浓度超标，则发出报警信号给装车仪和上位机，输出信号命令停止装车。

（7）、付油泵：是装车的动力装置，其起、停受装车控制仪控制。由于泵一般为强电供电，所以其起停控制信号必须先发到电气开关柜，然后再由电气开关控制输出。

（8）、装车鹤管：是实现装车的主要设备之一，物料通过装车鹤管输送到槽车之中，配套活动梯，供操作工人进行鹤管对位。

（9）、定量装车控制仪：是实现定量自动装车的核心设备。其主要功能是对装车过程进行程序控制和安全联锁。

3、分布式定量装车控制系统基本功能：

操作站用于工艺流程的操作及监视，设备状态的监视、设备故障的监视及确认，图形化动态显示，现场检测点的显示、检测和报警，工艺参数的设定、阀门的远程控制、过程趋势的显示及存储、故障及生产报表打印等。

3.1 票据功能

系统可以根据业主要求提供各式各样的单据，方便业务管理。

装车计划单：销售车间给装车控制室提交相关车辆的装车计划

卸车计划单：销售车间给装车控制室提交相关车辆的卸车计划

产品交款单：提货单位在销售车间的交款单据

装车通知单：装车控制室给司机出具的装车通知单

出货单：装车完毕后装车控制室给司机提供的出货单据

3.2 报警功能

系统可以产生以下几类报警：

工艺过程报警：包括绝对值报警、偏差报警、变化速度报警等

故障报警：包括诊断报警和后备硬件故障报警等

连锁动作报警；紧急停车报警：当发生紧急情况按紧急停车按钮时报警。其他自定义的报警

报警可以根据严重性和轻重缓急划分不同的报警级别，不同级别的报警具有不同的表现形式。报警在监控系统上可有以下几种表现方式：

文字提示：在发生报警的位置和报警画面上均以文字显示相应报警信息

颜色变化：在发生报警的位置和报警画面上以不同颜色标识不同的报警

声音报警：发生报警时，系统将以音响形式反映报警

闪烁：在发生报警的位置，相应的测点对象闪烁，提示操作人员此处发生报警。

3.3 数据存储和处理功能

对于实时测点数据、操作记录、报警记录等，监控系统均可自动登录到数据库中。在数据库中这些数据还可分类存储在不同的表格中，按不同的要求排序等。

3.4 连锁及生产过程操作控制功能

在操作站能对现场被控设备如阀门等进行控制，实现罐区自动化管理。具有良好的人机界面，所有控制命令均有信息提示。当某些参数报警并处于紧急情况时，系统可产生连锁，自动切断相关设备。

3.5 报表生成及打印功能

操作站上位机软件提供报表编辑工具，可根据用户需要定制生成各类报表并可打印输出。系统可生成以下几类报表：即时报表、定期报表、报警汇总报表、操作记录报表、系统维护报表。

3.6 操作安全

操作站设计3级以上操作口令，不同的操作员具有不同的操作员代码和口令，口令和操作代码可修改。系统的一些重要的相关操作均要验证操作员代码和口令，这些操作发生时系统将自动记录操作员代码、操作开始时间和结束时间以及操作内容。对于一些日常操作，系统也会给出相应提示。

3.7 趋势数据输出功能

操作站的实时数据可历史趋势数据可转换为标准的PC格式（如*.TXT、*.DOC及*.DBF）等数据文件格式输出。

3.8 通讯

如果安装相应的软件组件WEBVIEW SERVER，其他系统可通过Ⅲ等浏览器浏览监控系统和数据。

4、结束语

通过自动定量装车控制系统在石油化工液态产品装卸过程的应用，可以提高装车精度和加快装车速度，避免反复多次装车；减少人工工作强度和操作人员数量；实现自动关阀、停泵，实现自动化装车生产。同时提高企业管理水平，规范装车控制流程，实现装车过程的监控（远程、就地、网络）；实现数据的实时存储；实现个各类生产报表的实时和定时生成；实现数据的网络共享和与ERP现代管理软件接口。还增强了生产与物资的安全性，实现静电连锁，防止火灾及爆炸等事故的发生；实现防溢流连锁，防止冒罐带来的物料损失和人身伤害；防止“水击”等类似事故；也可避免用传统地磅计量带来的物料偷盗及管理问题；采用多级管理，防止错装。

总之，通过自动化定量装车系统的应用不但取得了良好的经济效益和管理效果，同时也响应了国务院安全生产监督管理委员会办公室安委办[2008326号文《进一步加强危险化学品安全生产工作的指导意见》要求通过装备集散控制和紧急停车系统，提高生产装置自动化控制水平的要求，使企业的安全生产得到更好的保障。