陳武朝 朱曉智

（浙江省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院, 浙江 杭州 310020）

移動(dòng)式壓力容器分為罐式汽車(chē)、鐵路罐車(chē)和罐式集裝箱等三大類(lèi)別，其儲(chǔ)運(yùn)的介質(zhì)大部分具有危險(xiǎn)性，多易燃易爆。為了防止介質(zhì)的泄漏，最大限度降低事故發(fā)生率，我們需要對(duì)移動(dòng)式壓力容器進(jìn)行極為嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)，制定系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方案，形成合理有效的監(jiān)測(cè)體系。

一、儲(chǔ)運(yùn)介質(zhì)的探測(cè)

要對(duì)壓力容器進(jìn)行系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，首先就要從其儲(chǔ)運(yùn)的介質(zhì)入手，對(duì)其探測(cè)和報(bào)警是整個(gè)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，需要對(duì)所儲(chǔ)運(yùn)的介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和參數(shù)分析，精確記錄，為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供相關(guān)的信息。特別需要注意的是儲(chǔ)運(yùn)的液體，是最容易出現(xiàn)泄漏的，在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，非常容易由于設(shè)備的安全監(jiān)測(cè)和保養(yǎng)不當(dāng)，造成泄漏，主要泄漏部位是設(shè)備結(jié)合的地方，閥門(mén)密封周?chē)取６夯瘹獾膬?chǔ)運(yùn)有著更大的安全隱患，液化氣的特殊質(zhì)地，使其在很小的體積內(nèi)積聚了相當(dāng)大的能量，如果在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中與外界環(huán)境接觸不當(dāng)，很容易形成沸騰甚至是爆炸。由于所儲(chǔ)運(yùn)介質(zhì)的上述特殊性，對(duì)其探測(cè)就成為必不可少的工作，要獲取不同介質(zhì)在不同事故發(fā)生時(shí)的初期信息，將這些信息記錄下來(lái)，并且轉(zhuǎn)換為信號(hào)，為后期的報(bào)警系統(tǒng)做足準(zhǔn)備?；镜膱?bào)警系統(tǒng)主要有溫度和壓力的傳感器，火災(zāi)探測(cè)器等等，這些報(bào)警設(shè)施在探測(cè)介質(zhì)的儲(chǔ)運(yùn)狀況方面有很大的作用。

二、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基本功能和特點(diǎn)

移動(dòng)式壓力容器的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有其自身的基本功能和基本特點(diǎn)，這些系統(tǒng)基本上市通過(guò)特殊的上位機(jī)，對(duì)儲(chǔ)運(yùn)中的介質(zhì)的溫度、壓力、濃度等重要參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，上位機(jī)中有數(shù)值設(shè)定和報(bào)警界限，并且安裝有聲光報(bào)警訊號(hào)，一旦儲(chǔ)運(yùn)的介質(zhì)出現(xiàn)異常情況，會(huì)及時(shí)反映在數(shù)據(jù)變化和實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線中，必要時(shí)進(jìn)行報(bào)警提示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

具體來(lái)講，這種系統(tǒng)的信息采集是相對(duì)獨(dú)立的，對(duì)所儲(chǔ)運(yùn)的介質(zhì)也是采用多點(diǎn)多種參數(shù)的記錄，并通過(guò)RS485網(wǎng)絡(luò)和USB 接口上傳數(shù)據(jù)，這種形式的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)易于操作且價(jià)格低廉，可以及時(shí)有效地反映介質(zhì)的異常參數(shù)變化。另外，在主監(jiān)控中線的電腦上，這種監(jiān)測(cè)參數(shù)是更為人性化的，一般采用圖形等方式，讓工作人員可以更加直觀和準(zhǔn)確地判斷介質(zhì)儲(chǔ)運(yùn)情況。

圖2 USB 設(shè)備軟件結(jié)構(gòu)示意圖

三、安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案分析

本文研究的移動(dòng)式壓力容器安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是由一臺(tái)PC機(jī)作為上位機(jī)，若干塊單片機(jī)承擔(dān)下位機(jī)的角色，進(jìn)行介質(zhì)的探測(cè)、記錄、采集、分析、轉(zhuǎn)換，然后通過(guò)RS485網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)USB轉(zhuǎn)換模塊互連成分布式計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（一）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

上文中提到，這個(gè)系統(tǒng)是由上位機(jī)和下位機(jī)組成，而下位機(jī)又是由多單片機(jī)來(lái)工作的，通過(guò)多個(gè)模塊的數(shù)據(jù)采集，多點(diǎn)多路地進(jìn)行。每個(gè)模塊上有多個(gè)參數(shù)輸入回路，不單單是對(duì)單個(gè)介質(zhì)參數(shù)，而是對(duì)介質(zhì)的溫度、壓力、濃度等多個(gè)參數(shù)進(jìn)行采集，在同一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)上又有許多不同的集成模塊，這些模塊基本上構(gòu)成了所有下位機(jī)乃至整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)

（二）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

我們這個(gè)設(shè)計(jì)方案主要采用美國(guó)國(guó)家儀器（NI）公司開(kāi)發(fā)的Lab VIEW語(yǔ)言系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)是一種編程語(yǔ)言，其中包括了十分豐富和大量的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析程序，使用這種編程語(yǔ)言的用戶可以用其編寫(xiě)程序，寫(xiě)出來(lái)的程序一般都比較簡(jiǎn)單和直觀，便于掌控和調(diào)試，是適合移動(dòng)式壓力容器安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用的。另外，利用它編制USB應(yīng)用程序，將兩者結(jié)合可以最大限度發(fā)揮它們的優(yōu)勢(shì)，既便于調(diào)試和掌控又精準(zhǔn)到位。具體來(lái)講就是通過(guò)USB總線，最大限度和最快速地采集參數(shù)數(shù)據(jù)，并且實(shí)時(shí)傳送到主機(jī)，主機(jī)通過(guò)Lab VIEW的運(yùn)用進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和記錄。因此，需要制作一個(gè)USB設(shè)備的軟件，并且生成相應(yīng)的接口模塊。具體的USB設(shè)備軟件如圖2所示。

結(jié)語(yǔ)

綜上，在本研究中對(duì)移動(dòng)壓力容器在介質(zhì)儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的重要意義做了闡述，進(jìn)而從介質(zhì)的探測(cè)入手，重點(diǎn)分析監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基本功能和特點(diǎn)，并且提出了具體的設(shè)計(jì)方案，以期對(duì)其安全性做出有益思考，最大限度消除安全隱患。

[1]石玉美.國(guó)內(nèi)外移動(dòng)式壓力容器法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展與設(shè)想[J].壓力容器.2012（36）.

[2]蔡信炎.液化危險(xiǎn)品儲(chǔ)罐泄漏擴(kuò)散監(jiān)測(cè)及仿真預(yù)警系統(tǒng)[J].壓力容器,2011（36）.