定量裝車控制系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用

定量裝車控制系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用定量裝車控制系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用定量裝車系統(tǒng)簡介油品裝車外運(yùn)是石油煉制和銷售的一個重要環(huán)節(jié)。近幾年，國內(nèi)石油企業(yè)油品裝車普遍采用定量裝車控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)油品裝車過程自動化、生產(chǎn)管理計算機(jī)化和信息管理網(wǎng)絡(luò)化。定量裝車控制系統(tǒng)計量精度高，勞動強(qiáng)度低，平安性高，環(huán)保性好，大大提高了企業(yè)的管理水平和銷售效益。定量裝車系統(tǒng)構(gòu)架方案介紹及比選目前油品灌裝定量裝車系統(tǒng)主要分為2類：集中式定量裝車系統(tǒng)和分布式定量裝車系統(tǒng)。2.1集中式定量裝車系統(tǒng)集中式定量裝車系統(tǒng)主要由現(xiàn)場裝車儀表、可編程控制器(PLC)和上位機(jī)組成?，F(xiàn)場每個鶴位的裝車儀表信號接入控制室PLC，PLC完成現(xiàn)場裝車數(shù)據(jù)的采集和集中管理，由控制室操作人員向相應(yīng)的裝車鶴位發(fā)出控制指令，實(shí)現(xiàn)油品灌裝自動控制。2.2分布式定量裝車系統(tǒng)分布式定量裝車系統(tǒng)主要由現(xiàn)場裝車儀表、批量控制器和上位機(jī)組成。在現(xiàn)場每個鶴位設(shè)置1臺批量控制器，現(xiàn)場裝車儀表信號接入批量控制器，由批量控制器完成油品灌裝自動控制，防溢油、防靜電平安聯(lián)鎖保護(hù)。同時現(xiàn)場批量控制器可通過通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)控制室集中管理。實(shí)現(xiàn)了油品自動灌裝的分散控制、集中管理。圖2-1：集中式定量裝車系統(tǒng)圖圖2-2；分別式定量裝置系統(tǒng)圖2.3定量裝車系統(tǒng)構(gòu)架比選兩種裝車系統(tǒng)構(gòu)架中，都各自存在優(yōu)缺點(diǎn)，在設(shè)計過程中，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行合理配置。表2-1：定量裝車系統(tǒng)構(gòu)架比選系統(tǒng)構(gòu)架比照分布式集中式主要設(shè)備上位機(jī)+定量裝車儀+現(xiàn)場儀表儀表上位機(jī)+PLC+現(xiàn)場儀表主設(shè)備投資少于20鶴位時，投資較低多于20鶴位時，投資較低材料及施工投資電纜進(jìn)裝車儀，電纜少，施工量小電纜進(jìn)控制室，電纜多，施工量大操作性強(qiáng)，控制室監(jiān)控管理，現(xiàn)場操作弱，操作都在控制室，現(xiàn)場無法操作平安性故障點(diǎn)分散，個別鶴位的故障不影響其它鶴位裝車故障點(diǎn)集中，一旦PLC故障，整個裝車停止工作可擴(kuò)展性方便，只需安鶴位擴(kuò)展不方便，需考慮系統(tǒng)余量，施工麻煩可維護(hù)性強(qiáng)，可單鶴位斷電維護(hù)弱，全部停電才能維護(hù)目前，分布式定量裝車系統(tǒng)因其平安性高，擴(kuò)展性好、維護(hù)方便等優(yōu)勢在煉油企業(yè)和銷售油庫的油品裝車控制中占有主導(dǎo)地位。定量裝車系統(tǒng)檢測儀表介紹及比選定量裝車系統(tǒng)現(xiàn)場儀表主要包括：溫度計〔質(zhì)量流量計時可取消〕、流量計、裝車控制閥、防靜電開關(guān)、防溢油開關(guān)等。在工程設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)油品的性質(zhì)、計量交接方式及工程投資進(jìn)行現(xiàn)場檢測儀表的選型。3.1油品計量交接方案介紹及比選在石油煉制和銷售企業(yè)中，油品自動灌裝計量交接及裝車控制方案主要有：方案一：地衡〔計量交接和裝車控制〕；方案二：地衡〔計量交接〕+質(zhì)量流量計〔裝車控制〕；方案三：地衡〔計量交接〕+體積流量計〔裝車控制〕；方案四：質(zhì)量流量計〔計量交接和裝車控制〕；方案五：體積流量計〔計量交接和裝車控制〕。方案一：在每個裝車鶴位安裝一臺地衡，地衡稱重數(shù)據(jù)用于計量交接，同時直接參與批量控制器的裝車流量控制。該方案出場計量精度高、裝車控制精度高，不存在多裝或少裝狀況，灌裝場裝車效率高；地衡標(biāo)定簡單，但標(biāo)定工作量大，標(biāo)定費(fèi)用低，地衡投資高。方案二：在裝車場出入口安裝一臺地衡，分別對空車和重車進(jìn)行稱重，地衡稱重數(shù)據(jù)用于交接；在每個鶴位安裝質(zhì)量流量計用于裝車流量控制。該方案出場計量精度高、裝車控制精度高，根本不存在多裝或少裝狀況，灌裝場裝車效率高；地衡標(biāo)定簡單，標(biāo)定工作量小，標(biāo)定費(fèi)用最低，地衡、流量計投資高。方案三：在裝車場出入口安裝一臺稱重地衡，分別對空車和重車進(jìn)行稱重，地衡稱重數(shù)據(jù)用于交接；在每個鶴位安裝體積流量計用于裝車流量控制。該方案出場計量精度高、裝車控制精度較高，偶爾存在多裝或少裝狀況，灌裝場裝車效率較高；地衡標(biāo)定簡單，標(biāo)定工作量小，標(biāo)定費(fèi)用最低，地衡、流量計投資較高。方案四：在每個鶴位安裝質(zhì)量流量計用于計量交接和裝車控制。該方案出場計量精度高、裝車控制精度高，灌裝場裝車效率高；質(zhì)量流量計標(biāo)定難、標(biāo)定費(fèi)用最高，流量計投資高。方案五：在每個鶴位安裝體積流量計用于計量交接和裝車控制。該方案出場計量精度較高、裝車控制精度較高，灌裝場裝車效率高；體積流量計標(biāo)定難、標(biāo)定費(fèi)用高，流量計投資最低。表3-1：計量交接方案比選選型方案計量精度裝車精度裝車效率標(biāo)定安裝投資方案一〔地衡〕高高高簡單，標(biāo)定量大，費(fèi)用低難高方案二〔地衡+質(zhì)量〕高高高簡單，標(biāo)定量小，費(fèi)用最低方便高方案三〔地衡+體積〕高較高較高簡單，標(biāo)定量小，費(fèi)用最低難較高方案四〔質(zhì)量流量計〕高高高麻煩，標(biāo)定量大，費(fèi)用最高方便高方案五〔體積流量計〕較高較高高麻煩，標(biāo)定量大，費(fèi)用高難最低實(shí)際工程中，方案二與方案三的使用最多，對于民營煉油企業(yè)，從減少投資考慮，優(yōu)先選用方案三；對于國有煉油企業(yè)或油品含雜質(zhì)較多時，可優(yōu)先選用方案二。方案一使用較少，除非業(yè)主提出明確需求，目前在鎮(zhèn)海煉化裝車控制中有使用。方案四和方案五使用也較少，這兩種方案后續(xù)的運(yùn)行本錢太高，而且交接時容易引起買賣雙方糾紛，一般適用于內(nèi)部企業(yè)間的油品轉(zhuǎn)運(yùn)。3.2裝車控制閥介紹及比選裝車控制閥主要作用有一是確保油品貿(mào)易交接時的控制精度，二是在裝車鶴管浸沒前，以小流量裝車，防止流量太高產(chǎn)生靜電造成危險，三是在裝車快結(jié)束時，實(shí)現(xiàn)分段關(guān)閥，防止管道產(chǎn)生“水擊〞。目前裝車用控制閥主要有：氣動兩〔多〕段式開關(guān)球閥、數(shù)控電液閥、電動V型球閥和氣動調(diào)節(jié)閥。氣動兩段式開關(guān)球閥提供了一種0~45~90或0~90~180的操作方式，主要由主閥及雙氣缸的氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。數(shù)控電液閥通過數(shù)控方式現(xiàn)場多段開關(guān)，主要由主閥、兩個電磁閥和兩個手動針芯閥組成〔關(guān)速調(diào)節(jié)閥和開速調(diào)節(jié)閥〕。電液閥的開啟、關(guān)閉或保持是利用管線內(nèi)的介質(zhì)壓力，由電磁閥控制主閥閥瓣兩端的壓力差來實(shí)現(xiàn)的，電磁閥由批量控制器控制。圖3-1：電液閥控制原理示意圖圖3-2：定量裝車系統(tǒng)發(fā)油裝車流量曲線圖表3-2：裝車控制閥比選閥門選型方案氣動兩段閥數(shù)控電液閥氣動調(diào)節(jié)閥電動V型球閥介質(zhì)適應(yīng)性所有介質(zhì)粘度高、腐蝕性強(qiáng)介質(zhì)不適用所有介質(zhì)所有介質(zhì)控制性能實(shí)現(xiàn)多段開關(guān)，速度快實(shí)現(xiàn)多段開關(guān)，速度快可實(shí)現(xiàn)PID條件，控制效果最好實(shí)現(xiàn)多段開關(guān)或調(diào)節(jié)，速度慢密封性好，可到達(dá)Ⅵ級較好不好，一般做到Ⅳ級好，可到達(dá)Ⅵ級外部條件需氣源，24V或220V電源無需氣源，需24V或220V電源需要?dú)庠?，AO輸出信號，24V電源無需氣源，需220V或380V電源附件電磁閥+過濾器+閥位回訊電磁閥，無閥位回訊閥門定位器閥位回訊投資高低高最高在實(shí)際工程設(shè)計中，對于獨(dú)立的成品油或化工品油庫，由于沒有儀表氣源，油品性質(zhì)好，可優(yōu)先選用數(shù)控電液閥；對于獨(dú)立的原油油庫，由于沒有氣源，同時考慮油品中含有雜質(zhì)，可優(yōu)先選用電動V型球閥；對于煉廠成品油裝車，往往有可靠的儀表氣源，同時煉廠裝車產(chǎn)品種類多，油品性質(zhì)差異大，可優(yōu)先選用氣動兩段閥，該閥門對各種油品的適應(yīng)性好。油品自動裝車系統(tǒng)集成油品自動裝車不僅關(guān)系到煉油、銷售企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，同時也關(guān)系到企業(yè)的平安和環(huán)保要求。一個完整的油品自動裝車往往有多套系統(tǒng)構(gòu)成，其主要包括：門禁系統(tǒng)、地衡稱重系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、定量裝車系統(tǒng)、銷售開票系統(tǒng)、周界安防系統(tǒng)等。各系統(tǒng)需要相互配合，共同確保裝車現(xiàn)場的平安、可靠。門禁系統(tǒng)主要包括：讀卡器、門禁上位機(jī)、門禁管理軟件。地衡稱重系統(tǒng)主要包括：稱重地衡、地衡上位機(jī)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要包括：攝像頭、視頻監(jiān)控上位機(jī)。定量裝車系統(tǒng)主要包括：溫度計、流量計、裝車控制閥、防靜電開關(guān)、防溢油開關(guān)、批量控制器、上位機(jī)、監(jiān)控軟件、報表打印機(jī)。銷售開票系統(tǒng)主要包括：讀卡器、開票計算機(jī)、開票管理軟件、票據(jù)打印機(jī)。周界安防系統(tǒng)主要包括：圍欄探測器、報警器、監(jiān)控上位機(jī)。油品自動裝車流程油品裝車根本程序如下：進(jìn)場確認(rèn)：空車至停車場，如司機(jī)持IC卡入庫可進(jìn)行一卡通自助發(fā)油；如司機(jī)持提貨單可在銷售控制室進(jìn)行業(yè)務(wù)確認(rèn)并換成IC卡。司機(jī)在門口打卡確認(rèn)身份，確認(rèn)通過后自動門禁道閘起桿允許進(jìn)入裝車場。進(jìn)行裝車：空車經(jīng)地衡，稱量空車重量，然后將車開至指定鶴位，刷卡確認(rèn)身份并從系統(tǒng)獲取預(yù)裝量。司機(jī)接好鶴管、接好油氣回收軟管、接好防靜電接地裝置，如一切正常，按“啟動〞按鈕，啟動確認(rèn)后，按程序翻開裝車控制閥，到預(yù)裝量時，按程序關(guān)閉裝車控制閥，完成裝車。操作人員可以通過計算機(jī)以畫面或文字方式全面監(jiān)視整個現(xiàn)場裝車工況。裝車完成：司機(jī)將鶴管、油氣回收軟管、防溢防靜電接頭等取下放回裝車?？吭O(shè)施，操作無誤后，司機(jī)將車開至地衡，稱重并在門口刷卡打印裝車清單，駕駛車輛出場。一切報警及操作內(nèi)容均由操作站自動記錄，無法修改。杜絕各類經(jīng)濟(jì)犯罪，維護(hù)公司利益。為保證裝車的平安，在每個