危化品火車裝車棧橋定量裝車系統的設計

于楓（新疆化工設計研究院新疆 烏魯木齊830006）

一、概述

隨著國民經濟的發展,為了減少工人勞動強度,減少環境污染,提高儲運管理作業的效率和石油化工企業的整體效益,以適應經濟發展的需求。 需裝車轉運的生產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、實現裝車自動化日益顯得十分迫切。 石油化工企業迫切需求自動化程度高、安全可靠性好、便于操作維護的裝車自動化系統,借以實現生產及管理自動化、信息數據網絡化、控制程序化,并使計量達到商務交接標準。

本論文主要論述如何運用定量裝車控制儀及PLC 控制系統完成對整個火車棧橋裝車系統的控制。

二、定量裝車系統

定量裝車系統由PC 機、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 機作為上位機,安裝在裝車棧橋現場的若干臺用于“分散控制”的定量裝車控制儀作為下位機。 下位機與上位機之間通過RS485 通訊網絡及相應的通訊協議來達到數據采集、裝車管理和流程控制的功能。 一臺PC 機能管理多臺定量裝車控制儀,PC 機與局域網相連,實現數據共享。 在PC 機上可以實現下位機與上位機之間通過RS485 通訊網絡及相應的通訊協議來達到數據采集、裝車管理和流程控制的功能。

三、PLC 控制系統在裝車系統中的應用

PLC 系統即邏輯可編程控制系統,在最初主要應用于電力行業, 隨著國際上各PLC 系統產品生產大公司對其功能的完善,其控制功能越來越強大,在化工過程控制中得到了廣泛的應用。 化工產品在鐵路發運過程中,根據鐵路安全管理規定,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。 因此在手工裝車時代,充裝工人憑眼睛和經驗判斷充裝量,經常存在較大誤差,造成欠裝和超裝,增加了二次裝車或卸車的工作量,同時增加了安全風險。 為了降低工人的勞動強度及接觸有毒化學品的安全風險,大量新建的化工產品棧橋均上了控制系統,實現了定量裝車控制。現在用的定量裝車控制系統大部分采用PLC 系統+定量裝車控制儀實現定量裝車控制系統。 應用定量裝車控制儀對裝車過程實現控制。 應用PLC 控制系統對整個站場儲罐的液位、溫度、壓力及可燃/有毒氣體濃度的檢測，對所有設備運行參數的檢測與裝車控制集中在一個系統內實現。

四、裝車控制過程

火車槽車在鐵路上與裝車鶴位對應停好后,裝車工人先在現場手動操作將鶴管對入槽車充裝口， 該鶴管內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，每個槽車的充裝量也是一定的， 裝車工人根據槽車的型號對每個鶴位在定量裝車控制儀中設定好本次裝運累計量的設定值,對每個鶴位的上次充裝累計量數據復位清零，確認無誤后啟動裝車泵、打開流量計后的電動球閥，開始裝車。 現場定量裝車控制儀將流量信號通過RS485 通訊實時遠程至上位機PLC， 上位機畫面上將顯示瞬時流量及累積流量。 當定量裝車控制儀中顯示的累積流量與設定值相同時,充裝線上的電動球閥連鎖關閉,該槽車完成裝車過程。 當所有鶴位的累積量均達到設定值停止裝車時,關閉裝車泵,停止裝車。 每個鶴位上均安裝有液位開關,當液位到達液位開關所安裝的位置時,液位開關動作,關閉流量計后的電動球閥,防止累積量設定錯誤或流量計計量有誤時造成溢出罐車的安全事故。

五、裝車系統的安全設計

除了以上裝車控制過程中所用到的必要操作及聯鎖外，對于裝車過程中的安全設計也不容忽視。 設計中在每個裝車鶴位上均安裝有溢油保護器及靜電接地夾， 溢油保護器和靜電接地夾的狀態引入定量裝車控制儀， 當這兩個信號任意一個出現異常狀況時聯鎖關電動球閥，停止裝車。 另外，充裝的介質多為易燃易爆或者有毒介質， 火車裝車棧橋周圍設置有可燃/有毒氣體探測器并帶有就地聲光報警功能， 對泄漏在空氣中的可燃/有毒氣體含量進行檢測， 檢測信號遠傳引入上位機PLC 控制系統中監測。 當發生泄漏探測器發出聲光報警，PLC 系統將報警信號遠傳至現場定量裝車控制儀， 現場定量裝車控制儀聯鎖關閉電動球閥停止裝車。

六、結 論

以上內容是我對危化品火車裝車棧橋定量裝車系統的設計方案， 希望能為進行相關設計的工程人員以及設計方案提供有益的幫助。

［1］定量裝車系統在瀝青火車棧橋的應用。 燕莎，張強。 《電子設計工程》。 2012

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