定量裝車系統(tǒng)的應(yīng)用及研究

定量裝車管理系統(tǒng)的應(yīng)用及研究摘要：定量裝車系統(tǒng)的自動(dòng)化程度是原油儲(chǔ)運(yùn)現(xiàn)代化水平的主要標(biāo)志之一。我國(guó)原油裝車操作方式各異，水平參差不齊，其中還存在許多人工裝車、人工計(jì)帳的方式。這些方式一方面是由于自動(dòng)化程度不高，影響生產(chǎn)的高效性；另一方面，不便于有關(guān)人員及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況，不利于提高企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化管理水平。隨著我國(guó)石油事業(yè)的開展和國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，這些裝車系統(tǒng)的自動(dòng)化水平己經(jīng)不能滿足生產(chǎn)需要，提高定量裝車的自動(dòng)化水平是我國(guó)石油行業(yè)開展中的一項(xiàng)急迫任務(wù)。目前原油運(yùn)銷公司濱海原油拉運(yùn)站采用這套定量裝車系統(tǒng)采用上下位機(jī)控制模式，上位機(jī)采用通用PC機(jī)+組態(tài)軟件，下位機(jī)采用深圳微分科技設(shè)計(jì)的智能定量裝車控制儀，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，到達(dá)了定量裝車的目的。本文分析了原油運(yùn)銷公司濱海原油拉運(yùn)站裝車作業(yè)的現(xiàn)狀和定量裝車控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題。關(guān)鍵詞：定量裝車系統(tǒng)；批量控制器；裝車控制；平安保障定量裝車管理系統(tǒng)的應(yīng)用及研究一、簡(jiǎn)介原油運(yùn)銷公司濱海原油拉運(yùn)站是專門從事原油陸運(yùn)的站場(chǎng),本站建于2023年，同年11月份投產(chǎn)，全套裝車系統(tǒng)也采用了比擬先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想，充裝系統(tǒng)采用的流量計(jì)和靜電接地檢測(cè)報(bào)警儀等部件都具有信號(hào)遠(yuǎn)傳和輸出功能,整個(gè)過(guò)程自動(dòng)化程度高，能實(shí)現(xiàn)快速、高效、平安地完成裝車,降低了裝車人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高了企業(yè)自動(dòng)化管理水平。二、定量裝車控制系統(tǒng)定量裝車自動(dòng)控制系統(tǒng)就是將儀表自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)等和傳統(tǒng)的裝車系統(tǒng)技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來(lái),實(shí)現(xiàn)了原油充裝系統(tǒng)的分散控制和集中管理,一定程度上解決了充裝過(guò)程中存在的工藝管線“水擊〞現(xiàn)象,提高了系統(tǒng)的裝車精度和效率,降低了產(chǎn)品損耗,減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過(guò)程自動(dòng)化管理奠定了根底。濱海原油拉運(yùn)站的充裝系統(tǒng)采用了深圳微分科技配套生產(chǎn)的定量裝車控制系統(tǒng),投用了2年多的時(shí)間,效果顯著,應(yīng)用很成功。裝車管理電腦通過(guò)網(wǎng)線和交換機(jī)與效勞器相聯(lián)接，裝車管理電腦可以從效勞器獲取裝車數(shù)據(jù)，裝車結(jié)束后將裝車數(shù)據(jù)回寫到效勞器〔此功能需定制〕。裝車管理電腦通過(guò)RS232串口與寫卡器相連，它們之間通過(guò)RS232通訊。裝車管理電腦通過(guò)寫卡器讀寫IC卡數(shù)據(jù)。裝車管理電腦通過(guò)RS232串口、通訊轉(zhuǎn)換器與現(xiàn)場(chǎng)防爆讀卡器相連，它們之間通過(guò)RS485通訊。裝車管理電腦直接從現(xiàn)場(chǎng)防爆讀卡器讀取刷卡的信息。裝車管理電腦通過(guò)RS232串口、通訊轉(zhuǎn)換器與現(xiàn)場(chǎng)智能定量裝車控制儀相連，它們之間通過(guò)RS485通訊。裝車管理電腦直接從現(xiàn)場(chǎng)智能定量裝車控制儀讀取裝車的相關(guān)信息。裝車管理電腦可根據(jù)刷卡的信息直接向現(xiàn)場(chǎng)智能定量裝車控制儀下傳裝車數(shù)據(jù)，裝車管理電腦還可以直接對(duì)現(xiàn)場(chǎng)智能定量裝車控制儀進(jìn)行啟動(dòng)、暫停和停止〔結(jié)束〕等操作?，F(xiàn)場(chǎng)智能定量裝車控制儀的系統(tǒng)參數(shù)大局部都可以通過(guò)裝車管理電腦進(jìn)行設(shè)置。裝車管理系統(tǒng)構(gòu)成圖三、定量裝車管理系統(tǒng)功能和特點(diǎn)1、功能1〕通過(guò)該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)、客觀、準(zhǔn)確地計(jì)量裝車全過(guò)程數(shù)據(jù)，包括方案量、實(shí)發(fā)量、待發(fā)量等數(shù)據(jù)；2〕完成準(zhǔn)確發(fā)貨、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)匯總并自動(dòng)生成各類報(bào)表，降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率。3〕分二級(jí)用戶管理〔操作員、管理員〕，可設(shè)定用戶權(quán)限，最大限度的保障監(jiān)控管理的平安。4〕采用現(xiàn)場(chǎng)總線集散式控制方式，現(xiàn)場(chǎng)的各種儀器儀表的數(shù)據(jù)，如流量、控制閥、泵的控制信號(hào)直接傳給定量控制儀，由現(xiàn)場(chǎng)定量控制儀直接數(shù)據(jù)處理、判斷、并進(jìn)行相關(guān)的操作。5〕將現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)信息以光纖通過(guò)總線方式與上位效勞器通訊，實(shí)現(xiàn)分散控制，集中管理，上位機(jī)管理系統(tǒng)進(jìn)行定量發(fā)油控制管理，處理現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，也可進(jìn)行相關(guān)遠(yuǎn)程設(shè)定等操作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)打印等功能。6〕下位機(jī)狀態(tài)巡查和裝車記錄瀏覽查詢功能：現(xiàn)場(chǎng)儀器信號(hào)通過(guò)總線方式傳遞給管理站，管理站人員可了解當(dāng)前各下位機(jī)裝車狀態(tài)、提貨單號(hào)、應(yīng)發(fā)量、實(shí)發(fā)量、待發(fā)量等參數(shù)。并可查詢包括裝車量統(tǒng)計(jì)、日志管理、數(shù)據(jù)備份等內(nèi)容，并按日期、車位、產(chǎn)品名稱、銷售單位、車號(hào)、提單號(hào)等內(nèi)容進(jìn)行單位或綜合查詢，報(bào)警記錄、操作記錄顯示、查詢。2特點(diǎn)1〕適時(shí)監(jiān)控上位機(jī)操作界面直觀表達(dá)出現(xiàn)場(chǎng)工藝設(shè)備物理位置及現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)動(dòng)態(tài)情景，使操作人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)設(shè)備工作情況一目了然。2〕控制精度批量控制儀對(duì)多段式電動(dòng)閥實(shí)施精確流量控制〔精度在0.1%之內(nèi)〕，有效地減少了裝車過(guò)程中的水擊現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)低流速啟動(dòng)、高流速裝車、低流速關(guān)閉，保證準(zhǔn)確流量控制。3〕可靠性現(xiàn)場(chǎng)各批量控制儀采用單路控制方式，相互獨(dú)立，互不影響。當(dāng)與上級(jí)效勞器通信被中斷，系統(tǒng)仍然可以在沒有主機(jī)的狀態(tài)下運(yùn)行〔需授權(quán)〕，當(dāng)與主機(jī)恢復(fù)通訊后，上傳數(shù)據(jù)；當(dāng)系統(tǒng)掉電時(shí)自動(dòng)保存當(dāng)前信息，確保系統(tǒng)整體的可靠性。4〕標(biāo)準(zhǔn)管理自動(dòng)定量裝車極大地降低勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)消除了人為操作因素干擾。按設(shè)定的報(bào)表格式自動(dòng)打印數(shù)據(jù)報(bào)表，標(biāo)準(zhǔn)管理。5〕平安保證當(dāng)靜電接地未接或接地不良時(shí)，不能發(fā)油，并向操作站發(fā)出報(bào)警信號(hào)現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警。如果裝車過(guò)程中，靜電夾接地不良時(shí)，無(wú)論流量是否到達(dá)預(yù)定量，批量控制儀都將自動(dòng)關(guān)閉電液閥，同時(shí)停泵〔降頻〕，并向操作平臺(tái)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。定量裝車系統(tǒng)配備防溢油保護(hù)系統(tǒng)，通過(guò)附著在鶴管上的溢油開關(guān)探頭進(jìn)行控制。當(dāng)所罐裝的油品接觸探頭時(shí)，溢油報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。通過(guò)上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)進(jìn)行適時(shí)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，生成銷售報(bào)表，詳細(xì)記錄每筆業(yè)務(wù)相關(guān)信息，包括：方案量、實(shí)發(fā)量、待發(fā)量、裝車單位、開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間等。不同操作人員設(shè)定不同密碼登陸界面操作，有效防止誤操作，并自動(dòng)記錄各項(xiàng)操作指令，并為追查事故原因及責(zé)任人提供事后依據(jù)。三、在生產(chǎn)過(guò)程中不斷優(yōu)化系統(tǒng)和提高操作水平1、針對(duì)在過(guò)磅中出現(xiàn)的問(wèn)題，逐步去除了一些在實(shí)際生產(chǎn)中不需要的功能和增加了一些功能，有效的控制了可能由過(guò)磅過(guò)程中出現(xiàn)的過(guò)失。2、摸索、測(cè)試變頻器頻率與裝車的鶴管數(shù)以及流量之間的規(guī)律，使裝車作業(yè)最高效。3、通過(guò)在生產(chǎn)中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)和對(duì)數(shù)據(jù)的分析，調(diào)整定量裝車管理系統(tǒng)中的流速參數(shù)、低速裝載量和減速值、提前量等增加裝車量的精準(zhǔn)度。4、針對(duì)在生產(chǎn)中容易出現(xiàn)‘憋壓’的現(xiàn)象，幾次調(diào)整了裝車儀的脈沖當(dāng)量、電動(dòng)閥的動(dòng)作間隔和掃描周期，一定程度上解決了憋壓的問(wèn)題。四、裝車系統(tǒng)存在的缺乏和改良措施以及想法1、水擊現(xiàn)象定量裝車系統(tǒng)雖然在一定程度上緩解了水擊現(xiàn)象，但在生產(chǎn)過(guò)程中還是存在的，當(dāng)產(chǎn)生水擊時(shí)，管線震動(dòng)很大，有跳動(dòng)感，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)損壞電動(dòng)控制閥。產(chǎn)生水擊現(xiàn)象的原因主要有以下幾點(diǎn)：空車開始進(jìn)油時(shí)，使管線內(nèi)壓力產(chǎn)生大的變化。因?yàn)榭哲嚬迌?nèi)壓力很低，而管線內(nèi)壓力較高，當(dāng)原油開始進(jìn)入空車內(nèi)時(shí)，壓力突然降低，產(chǎn)生很強(qiáng)的壓力變化。裝車泵的啟動(dòng)和停止造成壓力變化。閥門關(guān)閉階段的控制參數(shù)設(shè)置不適宜，閥門沒有經(jīng)過(guò)調(diào)解階段，使瞬時(shí)流量比擬平緩的降低，在流速很高的情況下關(guān)斷，使管線內(nèi)壓力瞬間增大。裝車情況比擬復(fù)雜，比方車容量不同，裝滿的時(shí)間就不同，各鶴管的流速也不同，裝車時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)有車參加，有車離開的情況，這個(gè)時(shí)候罐內(nèi)壓力就需要重新調(diào)整，調(diào)整的過(guò)程中必然有壓力的變化，劇烈的時(shí)候極易引起水擊現(xiàn)象。預(yù)防措施：在充裝啟動(dòng)時(shí)，控制流速的大小，將壓力變化降到最低。拉運(yùn)站的裝車系統(tǒng)與泵進(jìn)行了聯(lián)動(dòng)，由裝車儀在充裝的開始和結(jié)束時(shí)控制泵的啟停和升降頻率，使壓力提升和降低比擬平緩的進(jìn)行，一定程度上降低了水擊現(xiàn)象。如果能使泵隨著管線壓力的變化而調(diào)整輸出就更好了。設(shè)置適宜的閥門控制參數(shù)。合理的安排罐車的進(jìn)出，最大程度上減少因泵頻繁的啟?；蛏殿l帶來(lái)的壓力變化。2、靜電問(wèn)題在定量裝車系統(tǒng)中，靜電危害是對(duì)系統(tǒng)平安運(yùn)行的最大威脅。靜電聚集到一定程度得不到釋放，就可能引發(fā)爆炸。在用的這套裝車系統(tǒng)，靜電夾接地不良時(shí)，無(wú)論流量是否到達(dá)預(yù)定量，批量控制儀都將自動(dòng)關(guān)閉電液閥，同時(shí)停泵〔降頻〕，并向操作平臺(tái)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。但如果因流速過(guò)快等原因靜電就不能及時(shí)釋放，而且目前的接地報(bào)警裝置只是當(dāng)接地不良時(shí)才會(huì)報(bào)警，而不能測(cè)量靜電的大小，根據(jù)靜電的多少報(bào)警。預(yù)防措施：增加接地?cái)?shù)量，裝車時(shí)多點(diǎn)接地，靜電在罐車內(nèi)不是均勻分布的，多點(diǎn)設(shè)置，有利于靜電釋放。3、溢油報(bào)警器定量裝車系統(tǒng)配備防溢油保護(hù)系統(tǒng)，通過(guò)附著在鶴管上的溢油開關(guān)探頭進(jìn)行控制。當(dāng)所罐裝的油品接觸探頭時(shí)，溢油報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。改良想法：當(dāng)所罐裝的油品接觸探頭時(shí)，溢油開關(guān)發(fā)出控制信號(hào)，裝車儀自動(dòng)關(guān)閉電動(dòng)閥和泵，防止溢油事故發(fā)生。4、控制精度裝車儀通過(guò)控制提前量和電動(dòng)閥實(shí)施精準(zhǔn)流量控制。改良想法：實(shí)施實(shí)時(shí)測(cè)溫、自動(dòng)溫度動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，保證準(zhǔn)確流量控制。5、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)急停按鈕，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生溢油、火災(zāi)等事故時(shí)快速停止裝車，從而使裝車過(guò)程更平安。五、總結(jié)拉運(yùn)站采用基于裝車儀、監(jiān)控軟件定