危化品火車裝車棧橋定量裝車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

于楓（新疆化工設(shè)計(jì)研究院新疆 烏魯木齊830006）

一、概述

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,為了減少工人勞動強(qiáng)度,減少環(huán)境污染,提高儲運(yùn)管理作業(yè)的效率和石油化工企業(yè)的整體效益,以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。 需裝車轉(zhuǎn)運(yùn)的生產(chǎn)過程中的中間物料和成品物料如何快速高效的完成裝車、降低人工成本、實(shí)現(xiàn)裝車自動化日益顯得十分迫切。 石油化工企業(yè)迫切需求自動化程度高、安全可靠性好、便于操作維護(hù)的裝車自動化系統(tǒng),借以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)及管理自動化、信息數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化、控制程序化,并使計(jì)量達(dá)到商務(wù)交接標(biāo)準(zhǔn)。

本論文主要論述如何運(yùn)用定量裝車控制儀及PLC 控制系統(tǒng)完成對整個(gè)火車棧橋裝車系統(tǒng)的控制。

二、定量裝車系統(tǒng)

定量裝車系統(tǒng)由PC 機(jī)、定量裝車控制儀、通訊模塊等組成,由一臺用于“集中管理”的PC 機(jī)作為上位機(jī),安裝在裝車棧橋現(xiàn)場的若干臺用于“分散控制”的定量裝車控制儀作為下位機(jī)。 下位機(jī)與上位機(jī)之間通過RS485 通訊網(wǎng)絡(luò)及相應(yīng)的通訊協(xié)議來達(dá)到數(shù)據(jù)采集、裝車管理和流程控制的功能。 一臺PC 機(jī)能管理多臺定量裝車控制儀,PC 機(jī)與局域網(wǎng)相連,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。 在PC 機(jī)上可以實(shí)現(xiàn)下位機(jī)與上位機(jī)之間通過RS485 通訊網(wǎng)絡(luò)及相應(yīng)的通訊協(xié)議來達(dá)到數(shù)據(jù)采集、裝車管理和流程控制的功能。

三、PLC 控制系統(tǒng)在裝車系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC 系統(tǒng)即邏輯可編程控制系統(tǒng),在最初主要應(yīng)用于電力行業(yè), 隨著國際上各PLC 系統(tǒng)產(chǎn)品生產(chǎn)大公司對其功能的完善,其控制功能越來越強(qiáng)大,在化工過程控制中得到了廣泛的應(yīng)用。 化工產(chǎn)品在鐵路發(fā)運(yùn)過程中,根據(jù)鐵路安全管理規(guī)定,對每具槽車均有安全充裝范圍的要求,不允許超裝也不允許欠裝。 因此在手工裝車時(shí)代,充裝工人憑眼睛和經(jīng)驗(yàn)判斷充裝量,經(jīng)常存在較大誤差,造成欠裝和超裝,增加了二次裝車或卸車的工作量,同時(shí)增加了安全風(fēng)險(xiǎn)。 為了降低工人的勞動強(qiáng)度及接觸有毒化學(xué)品的安全風(fēng)險(xiǎn),大量新建的化工產(chǎn)品棧橋均上了控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了定量裝車控制?，F(xiàn)在用的定量裝車控制系統(tǒng)大部分采用PLC 系統(tǒng)+定量裝車控制儀實(shí)現(xiàn)定量裝車控制系統(tǒng)。 應(yīng)用定量裝車控制儀對裝車過程實(shí)現(xiàn)控制。 應(yīng)用PLC 控制系統(tǒng)對整個(gè)站場儲罐的液位、溫度、壓力及可燃/有毒氣體濃度的檢測，對所有設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的檢測與裝車控制集中在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)。

四、裝車控制過程

火車槽車在鐵路上與裝車鶴位對應(yīng)停好后,裝車工人先在現(xiàn)場手動操作將鶴管對入槽車充裝口， 該?dān)Q管內(nèi)部包含液相管及氣相回流管各一根。 由于火車槽車的型號是固定的，每個(gè)槽車的充裝量也是一定的， 裝車工人根據(jù)槽車的型號對每個(gè)鶴位在定量裝車控制儀中設(shè)定好本次裝運(yùn)累計(jì)量的設(shè)定值,對每個(gè)鶴位的上次充裝累計(jì)量數(shù)據(jù)復(fù)位清零，確認(rèn)無誤后啟動裝車泵、打開流量計(jì)后的電動球閥，開始裝車。 現(xiàn)場定量裝車控制儀將流量信號通過RS485 通訊實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程至上位機(jī)PLC， 上位機(jī)畫面上將顯示瞬時(shí)流量及累積流量。 當(dāng)定量裝車控制儀中顯示的累積流量與設(shè)定值相同時(shí),充裝線上的電動球閥連鎖關(guān)閉,該槽車完成裝車過程。 當(dāng)所有鶴位的累積量均達(dá)到設(shè)定值停止裝車時(shí),關(guān)閉裝車泵,停止裝車。 每個(gè)鶴位上均安裝有液位開關(guān),當(dāng)液位到達(dá)液位開關(guān)所安裝的位置時(shí),液位開關(guān)動作,關(guān)閉流量計(jì)后的電動球閥,防止累積量設(shè)定錯(cuò)誤或流量計(jì)計(jì)量有誤時(shí)造成溢出罐車的安全事故。

五、裝車系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)

除了以上裝車控制過程中所用到的必要操作及聯(lián)鎖外，對于裝車過程中的安全設(shè)計(jì)也不容忽視。 設(shè)計(jì)中在每個(gè)裝車鶴位上均安裝有溢油保護(hù)器及靜電接地夾， 溢油保護(hù)器和靜電接地夾的狀態(tài)引入定量裝車控制儀， 當(dāng)這兩個(gè)信號任意一個(gè)出現(xiàn)異常狀況時(shí)聯(lián)鎖關(guān)電動球閥，停止裝車。 另外，充裝的介質(zhì)多為易燃易爆或者有毒介質(zhì)， 火車裝車棧橋周圍設(shè)置有可燃/有毒氣體探測器并帶有就地聲光報(bào)警功能， 對泄漏在空氣中的可燃/有毒氣體含量進(jìn)行檢測， 檢測信號遠(yuǎn)傳引入上位機(jī)PLC 控制系統(tǒng)中監(jiān)測。 當(dāng)發(fā)生泄漏探測器發(fā)出聲光報(bào)警，PLC 系統(tǒng)將報(bào)警信號遠(yuǎn)傳至現(xiàn)場定量裝車控制儀， 現(xiàn)場定量裝車控制儀聯(lián)鎖關(guān)閉電動球閥停止裝車。

六、結(jié) 論

以上內(nèi)容是我對危化品火車裝車棧橋定量裝車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案， 希望能為進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)的工程人員以及設(shè)計(jì)方案提供有益的幫助。

［1］定量裝車系統(tǒng)在瀝青火車棧橋的應(yīng)用。 燕莎，張強(qiáng)。 《電子設(shè)計(jì)工程》。 2012

［2］基于PLC 的火車定量裝車控制系統(tǒng)。陳麗，薛海鴻，王衛(wèi)軍。 化工自動化及儀表。 2010