定量装车系统的应用及研究

定量装车管理系统的应用及研究
摘要：定量装车系统的自动化程度是原油储运现代化水平的主要标志之一。

我国原油装车操作方式各异，水平参差不齐，其中还存在许多人工装车、人工计帐的方式。

这些方式一方面是由于自动化程度不高，影响生产的高效性；另一方面，不便于有关人员及时了解现场的实时运行情况，不利于提高企业的规范化管理水平。

随着我国石油事业的发展和国际市场竞争的加剧，这些装车系统的自动化水平己经不能满足生产需要，提高定量装车的自动化水平是我国石油行业发展中的一项急迫任务。

目前原油运销公司滨海原油拉运站采用这套定量装车系统采用上下位机控制模式，上位机采用通用PC机+组态软件，下位机采用深圳微分科技有限公司设计的智能定量装车控制仪，充分发挥各自优势，达到了定量装车的目的。

本文分析了原油运销公司滨海原油拉运站装车作业的现状和定量装车控制系统存在的问题。

关键词：定量装车系统；批量控制器；装车控制；安全保障
定量装车管理系统的应用及研究
一、简介
原油运销公司滨海原油拉运站是专门从事原油陆运的站场,本站建于2011年，同年11月份投产，全套装车系统也采用了比较先进的设计思想，充装系统采用的流量计和静电接地检测报警仪等部件都具有信号远传和输出功能,整个过程自动化程度高，能实现快速、高效、安全地完成装车, 降低了装车人员的劳动强度、提高了企业自动化管理水平。

二、定量装车控制系统
定量装车自动控制系统就是将仪表自动化技术、计算机控制技术、网络技术、通讯技术等和传统的装车系统技术有机结合起来, 实现了原油充装系统的分散控制和集中管理, 一定程度上解决了充装过程中存在的工艺管线“水击”现象, 提高了系统的装车精度和效率, 降低了产品损耗, 减轻了操作人员的劳动强度, 为实现生产全过程自动化管理奠定了基础。

滨海原油拉运站的充装系统采用了深圳微分科技有限公司配套生产的定量装车控制系统, 投用了2年多的时间, 效果显著, 应用很成功。

装车管理电脑通过网线和交换机与服务器相联接，装车管理电脑可以从服务器获取装车数据，装车结束后将装车数据回写到服务器（此功能需定制）。

装车管理电脑通过RS232串口与写卡器相连，它们之间通过RS232通讯。

装车管理电脑通过写卡器读写IC卡数据。

装车管理电脑通过RS232串口、通讯转换器与现场防爆读卡器相连，它们之间通过RS485通讯。

装车管理电脑直接从现场防爆读卡器读取刷卡的信息。

装车管理电脑通过RS232串口、通讯转换器与现场智能定量装车控制仪相连，它们
之间通过RS485通讯。

装车管理电脑直接从现场智能定量装车控制仪读取装车的相关信息。

装车管理电脑可根据刷卡的信息直接向现场智能定量装车控制仪下传装车数据，装车管理电脑还可以直接对现场智能定量装车控制仪进行启动、暂停和停止（结束）等操作。

现场智能定量装车控制仪的系统参数大部分都可以通过装车管理电脑进行设置。

装车管理系统构成图
三、定量装车管理系统功能和特点
1、功能
1）通过该系统可实时、客观、准确地计量装车全过程数据，包括计划量、实发量、待发量等数据；
2）完成准确发货、数据统计汇总并自动生成各类报表，降低员工劳动强度，提高生产率。

3）分二级用户管理（操作员、管理员），可设定用户权限，最大限度的保障监控管理的安全。

4）采用现场总线集散式控制方式，现场的各种仪器仪表的数据，如流量、控制阀、泵的控制信号直接传给定量控制仪，由现场定量控制仪直接数据处理、判断、并进行相关的
操作。

5）将现场相关信息以光纤通过总线方式与上位服务器通讯，实现分散控制，集中管理，上位机管理系统进行定量发油控制管理，处理现场监控，也可进行相关远程设定等操作，实现数据采集、数据处理、存储打印等功能。

6）下位机状态巡查和装车记录浏览查询功能：现场仪器信号通过总线方式传递给管理站，管理站人员可了解当前各下位机装车状态、提货单号、应发量、实发量、待发量等参数。

并可查询包括装车量统计、日志管理、数据备份等内容，并按日期、车位、产品名称、销售单位、车号、提单号等内容进行单位或综合查询，报警记录、操作记录显示、查询。

2 特点
1）适时监控
上位机操作界面直观体现出现场工艺设备物理位置及现场作业动态情景，使操作人员对现场作业设备工作情况一目了然。

2）控制精度
批量控制仪对多段式电动阀实施精确流量控制（精度在0.1%之内），有效地减少了装车过程中的水击现象，实现低流速启动、高流速装车、低流速关闭，保证准确流量控制。

3）可靠性
现场各批量控制仪采用单路控制方式，相互独立，互不影响。

当与上级服务器通信被中断，系统仍然可以在没有主机的状态下运行（需授权），当与主机恢复通讯后，上传数据；当系统掉电时自动保存当前信息，确保系统整体的可靠性。

4）规范管理
自动定量装车极大地降低劳动强度，同时消除了人为操作因素干扰。

按设定的报表格式自动打印数据报表，规范管理。

5）安全保证
当静电接地未接或接地不良时，不能发油，并向操作站发出报警信号现场报警。

如果装车过程中，静电夹接地不良时，无论流量是否达到预定量，批量控制仪都将自动关闭电液阀，同时停泵（降频），并向操作平台发出报警信号。

定量装车系统配备防溢油保护系统，通过附着在鹤管上的溢油开关探头进行控制。

当所罐装的油品接触探头时，溢油报警器发出报警信号。

通过上位监控计算机进行适时数据统计，生成销售报表，详细记录每笔业务相关信息，包括：计划量、实发量、待发量、装车单位、开始时间、结束时间等。

不同操作人员设定不同密码登陆界面操作，有效防止误操作，并自动记录各项操作指令，并为追查事故原因及责任人提供事后依据。

三、在生产过程中不断优化系统和提高操作水平
1、针对在过磅中出现的问题，逐步去除了一些在实际生产中不需要的功能和增加了一些功能，有效的控制了可能由过磅过程中出现的差错。

2、摸索、测试变频器频率与装车的鹤管数以及流量之间的规律，使装车作业最高效。

3、通过在生产中总结的经验和对数据的分析，调整定量装车管理系统中的流速参数、低速装载量和减速值、提前量等增加装车量的精准度。

4、针对在生产中容易出现‘憋压’的现象，几次调整了装车仪的脉冲当量、电动阀的动作间隔和扫描周期，一定程度上解决了憋压的问题。

四、装车系统存在的不足和改进措施以及想法
1 、水击现象
定量装车系统虽然在一定程度上缓解了水击现象，但在生产过程中还是存在的，当产生水击时，管线震动很大，有跳动感，严重时可能会损坏电动控制阀。

产生水击现象的原因主要有以下几点：
（1）空车开始进油时，使管线内压力产生大的变化。

因为空车罐内压力很低，而管线内压力较高，当原油开始进入空车内时，压力突然降低，产生很强的压力变化。

（2）装车泵的启动和停止造成压力变化。

（3）阀门关闭阶段的控制参数设置不合适，阀门没有经过调解阶段，使瞬时流量比较平缓的降低，在流速很高的情况下关断，使管线内压力瞬间增大。

（4）装车情况比较复杂，比如车容量不同，装满的时间就不同，各鹤管的流速也不同，装车时经常出现有车加入，有车离开的情况，这个时候罐内压力就需要重新调整，调整的过程中必然有压力的变化，剧烈的时候极易引起水击现象。

预防措施：
（1）在充装启动时，控制流速的大小，将压力变化降到最低。

（2）拉运站的装车系统与泵进行了联动，由装车仪在充装的开始和结束时控制泵的启停和升降频率，使压力提升和降低比较平缓的进行，一定程度上降低了水击现象。

如果能使泵随着管线压力的变化而调整输出就更好了。

（3）设置合适的阀门控制参数。

（4）合理的安排罐车的进出，最大程度上减少因泵频繁的启停或升降频带来的压力变化。

2 、静电问题
在定量装车系统中，静电危害是对系统安全运行的最大威胁。

静电聚集到一定程度得不到释放，就可能引发爆炸。

在用的这套装车系统，静电夹接地不良时，无论流量是否达到预定量，批量控制仪都将自动关闭电液阀，同时停泵（降频），并向操作平台发出报警信号。

但如果因流速过快等原因静电就不能及时释放，而且目前的接地报警装置只是当接地不良时才会报警，而不能测量静电的大小，根据静电的多少报警。

预防措施：增加接地数量，装车时多点接地，静电在罐车内不是均匀分布的，多点设置，有利于静电释放。

3、溢油报警器
定量装车系统配备防溢油保护系统，通过附着在鹤管上的溢油开关探头进行控制。

当所罐装的油品接触探头时，溢油报警器发出报警信号。

改进想法：当所罐装的油品接触探头时，溢油开关发出控制信号，装车仪自动关闭电动阀和泵，防止溢油事故发生。

4、控制精度
装车仪通过控制提前量和电动阀实施精准流量控制。

改进想法：实施实时测温、自动温度动态补偿，保证准确流量控制。

5、现场设急停按钮，当现场发生溢油、火灾等事故时快速停止装车，从而使装车过程更安全。

五、总结
拉运站采用基于装车仪、监控软件定量装车控制系统，该系统软件具有良好的人机界面。

操作简单实用，运行可靠。

即使非计算机专业人员根据系统提示，也能较快掌握对控制系统的操作。

采用二级结构，完成各类数据的采集并控制装车流程，保证系统安全、准确地完成装车作业；服务器提供完美的B/S功能，管理者随时都可以浏览现场装车的情况。

目前该系统已经运行正常，效果良好，极大提高了自动化水平，降低了工人的劳动强度，提高了作业效率。