劉宇(錦州石化公司成品車間 遼寧 錦州 121000)

一、引言

近年來(lái)國(guó)內(nèi)大型煉化企業(yè)為提高成品油的出廠能力，紛紛進(jìn)行火車裝車自動(dòng)化改造，由原來(lái)的小鶴管手動(dòng)裝車形式改為大鶴管集中裝車形式，這種形式的優(yōu)點(diǎn)是棧橋占地面積小，設(shè)備投入少，裝車精度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，便于控制與管理，且利于油氣回收等特點(diǎn)。

大鶴管遠(yuǎn)程控制定量裝車是大型石化企業(yè)應(yīng)用的一項(xiàng)新技術(shù)，通過(guò)PLC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制裝車作業(yè)，使大鶴管裝車控制室與裝車位相分離，兩者達(dá)到了事故狀態(tài)下的有效安全距離，為安全生產(chǎn)提供了有力的保障。

二、工作原理

上位操作站根據(jù)裝車計(jì)劃將裝車信息下發(fā)到裝車控制站。控制站控制牽引爬車進(jìn)行槽車與鶴管的粗對(duì)位，大鶴管自動(dòng)定位系統(tǒng)（或者手動(dòng)對(duì)位）實(shí)現(xiàn)大鶴管自動(dòng)精確對(duì)位。預(yù)裝油品經(jīng)過(guò)裝車泵、油品選擇閥送至棧橋的裝油集油管，當(dāng)鶴管降到最低位置時(shí)，密閉蓋已壓緊槽車口，電液控制閥打開(kāi)一定開(kāi)度，進(jìn)行小流量裝車，待油品液面淹沒(méi)升降管出油口時(shí)，電液控制閥以較大開(kāi)度開(kāi)啟，進(jìn)行額定流量裝車，當(dāng)質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量到預(yù)置值時(shí)，關(guān)閉電液控制閥至一定開(kāi)度，以小流量裝車，待流量計(jì)計(jì)量至最終值時(shí)，電液控制閥關(guān)閉，完成一輛槽車裝車。

工藝流程說(shuō)明如下：

三、自動(dòng)裝車系統(tǒng)組成及功能：

1.大鶴管裝車控制系統(tǒng)

（1）大鶴管裝車控制系統(tǒng)描述

大鶴管裝車控制系統(tǒng)是火車大鶴管裝車系統(tǒng)的控制核心，主要實(shí)現(xiàn)大鶴管裝車自動(dòng)計(jì)量、批量裝車控制、安全監(jiān)控和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)管理和打印。

（2）大鶴管裝車控制系統(tǒng)構(gòu)成

大鶴管裝車控制系統(tǒng)由裝車棧橋內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備、控制室內(nèi)遠(yuǎn)程裝車控制站組成，遠(yuǎn)程裝車控制站由PLC控制系統(tǒng)、裝車操作電腦及配套軟件、視頻監(jiān)控設(shè)備等三部分組成。

裝車棧橋內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備主要由大鶴管系統(tǒng)、爬車系統(tǒng)、質(zhì)量流量計(jì)、電液閥、氣動(dòng)切斷閥、大鶴管手動(dòng)防爆操作箱、防爆攝像機(jī)及云臺(tái)、防溢油控制器、防靜電控制器等組成。

PLC系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)儀表連接，按照控制程序和操作人員的指令，對(duì)小爬車、大鶴管和液壓站進(jìn)行控制，同時(shí)能夠控制裝車閥門動(dòng)作，接收流量計(jì)信號(hào)，接收靜電和防溢信號(hào)，實(shí)現(xiàn)定量裝車功能。PLC控制系統(tǒng)采用通訊（PROFBUS-RTU）連接裝車操作電腦，接受來(lái)自裝車操作電腦的命令，遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場(chǎng)大鶴管系統(tǒng)；同時(shí)將來(lái)自大鶴管系統(tǒng)裝車狀態(tài)和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的傳遞給裝車操作電腦，完成人機(jī)交互功能，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程裝車。

控制室內(nèi)視頻監(jiān)控設(shè)備包括控制矩陣、LCD顯示器，畫(huà)面分割器和控制鍵盤等。其控制原理為：每套大鶴管通過(guò)棧橋內(nèi)的三臺(tái)攝像機(jī)監(jiān)視大鶴管和小爬車的運(yùn)行狀態(tài)，然后通過(guò)大鶴管PLC控制系統(tǒng)操作大鶴管和小爬車的動(dòng)作。每臺(tái)大鶴管通過(guò)三臺(tái)攝像機(jī)觀察現(xiàn)場(chǎng)情況，一臺(tái)安裝在槽車底部側(cè)后方，用來(lái)觀察小爬車運(yùn)行，采用廣角鏡頭攝像機(jī)；另兩臺(tái)水平垂直安裝在槽車罐口正上方，來(lái)觀察鶴管的動(dòng)作和鶴管的精確對(duì)位。如圖所示，其中一號(hào)攝像機(jī)采用云臺(tái)控制，另兩臺(tái)同樣采用廣角鏡頭攝像機(jī)。

2.大鶴管自動(dòng)對(duì)位系統(tǒng)

大鶴管自動(dòng)對(duì)位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了火車大鶴管與槽車罐口自動(dòng)對(duì)正位置功能。該系統(tǒng)與大鶴管定量裝車控制系統(tǒng)相結(jié)合，與裝車控制系統(tǒng)同步運(yùn)行。

自動(dòng)定位系統(tǒng)包括：1個(gè)安裝支架、4個(gè)激光傳感器、專用導(dǎo)線、防爆解碼器和PLC（和控制系統(tǒng)共用），鶴管初對(duì)位完成后，當(dāng)鶴管向前（或者向后）移動(dòng)時(shí)，雷達(dá)傳感器檢測(cè)探頭和罐車之間的距離，當(dāng)4個(gè)激光探頭同時(shí)檢測(cè)到罐底時(shí)，表明對(duì)位正確，鶴管停止移動(dòng)。

3.大鶴管控制系統(tǒng)聯(lián)鎖功能

（1）升降管高位行程開(kāi)關(guān)閉合，說(shuō)明升降管處于高位，小爬車才能動(dòng)作。

（2）小爬車動(dòng)作時(shí)，升降管不得下降。

（3）接油斗高位行程開(kāi)關(guān)閉合，說(shuō)明接油斗已經(jīng)提起，升降管才能下降。

（4）升降管處于最低位、接油斗處于高位、油氣控制閥門處于開(kāi)通狀態(tài)時(shí)，主、限流管路的閥門才能開(kāi)啟。

（5）裝油管線自動(dòng)控制閥門打開(kāi)時(shí)，鶴管和小爬車的任何動(dòng)作都處于鎖定狀態(tài)。

（6）裝車時(shí)管道中油品無(wú)流速時(shí)報(bào)警并切斷閥門，進(jìn)行聯(lián)鎖保護(hù)。

（7）裝車結(jié)束后系統(tǒng)自動(dòng)提示操作人員進(jìn)行爬車后退，避免出現(xiàn)生產(chǎn)事故。

（8）溢油信號(hào)報(bào)警并停止裝車，進(jìn)行聯(lián)鎖保護(hù)。

（9）自動(dòng)對(duì)位沒(méi)有完全結(jié)束或自動(dòng)對(duì)位不準(zhǔn)確時(shí)不能付油。

（10）靜電接地沒(méi)有接好時(shí)不能付油。

（11）裝車過(guò)程中靜電接地脫落或接觸不良時(shí)報(bào)警并延時(shí)停止裝車聯(lián)鎖保護(hù)。

（12）裝車結(jié)束后如靜電接地夾不摘下爬車不能前進(jìn)，防止車體移動(dòng)損壞設(shè)備。

4.大鶴管安全保護(hù)系統(tǒng)

（1）采用隔爆型安全電器元件，解決了現(xiàn)場(chǎng)電器防爆問(wèn)題，保證了安全生產(chǎn)。

（2）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)有可燃?xì)怏w報(bào)警器，可隨時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一旦超標(biāo)便有報(bào)警提示。

（3）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)有消防系統(tǒng)，在遠(yuǎn)程操作室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)均有控制按鈕，實(shí)現(xiàn)控制的雙重保險(xiǎn)。

（4）在現(xiàn)場(chǎng)的集油管上設(shè)有緊急切斷閥門，遇有緊急情況，可以在控制室內(nèi)對(duì)閥門進(jìn)行控制，使得在事故狀態(tài)下，操作人員能夠安全的、及時(shí)的切斷油源。

（5）閥門、爬車、鶴管、接油斗等重要設(shè)備都設(shè)有位置檢測(cè)開(kāi)關(guān)，以保證系統(tǒng)在安全范圍內(nèi)運(yùn)行。另外系統(tǒng)對(duì)每個(gè)動(dòng)作同時(shí)采用時(shí)間限制策略，以避免了誤操作的發(fā)生。

結(jié)束語(yǔ)

大鶴管遠(yuǎn)程控制定量裝車系統(tǒng)的運(yùn)行不僅極大地減輕了員工裝車的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了裝車的安全性，同時(shí)減少油品的揮發(fā)，節(jié)約了能源，保護(hù)了環(huán)境，真正意義上實(shí)現(xiàn)了安全、環(huán)保、健康的理念。

[1]油氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京石油工業(yè)出版社.1997.

[2]《密閉浸沒(méi)式外壓大鶴管產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)》連云港遠(yuǎn)洋液體裝卸設(shè)備有限公司.

[3]孫德利.火車自動(dòng)裝車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].石油化工自動(dòng)化，2008.

[4]徐華.大鶴管自動(dòng)化遠(yuǎn)程控制裝車系統(tǒng)改造.中國(guó)化工貿(mào)易，2012.