劉宇(錦州石化公司成品車間 遼寧 錦州 121000)

一、引言

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

大鶴管遠(yuǎn)程控制定量裝車是大型石化企業(yè)應(yīng)用的一項新技術(shù)，通過PLC系統(tǒng)實現(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)裝車計劃將裝車信息下發(fā)到裝車控制站?？刂普究刂茽恳儡囘M(jìn)行槽車與鶴管的粗對位，大鶴管自動定位系統(tǒng)（或者手動對位）實現(xiàn)大鶴管自動精確對位。預(yù)裝油品經(jīng)過裝車泵、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，密閉蓋已壓緊槽車口，電液控制閥打開一定開度，進(jìn)行小流量裝車，待油品液面淹沒升降管出油口時，電液控制閥以較大開度開啟，進(jìn)行額定流量裝車，當(dāng)質(zhì)量流量計計量到預(yù)置值時，關(guān)閉電液控制閥至一定開度，以小流量裝車，待流量計計量至最終值時，電液控制閥關(guān)閉，完成一輛槽車裝車。

工藝流程說明如下：

三、自動裝車系統(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，主要實現(xiàn)大鶴管裝車自動計量、批量裝車控制、安全監(jiān)控和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的自動管理和打印。

（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、電液閥、氣動切斷閥、大鶴管手動防爆操作箱、防爆攝像機及云臺、防溢油控制器、防靜電控制器等組成。

PLC系統(tǒng)和現(xiàn)場儀表連接，按照控制程序和操作人員的指令，對小爬車、大鶴管和液壓站進(jìn)行控制，同時能夠控制裝車閥門動作，接收流量計信號，接收靜電和防溢信號，實現(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，接受來自裝車操作電腦的命令，遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場大鶴管系統(tǒng)；同時將來自大鶴管系統(tǒng)裝車狀態(tài)和數(shù)據(jù)實時的傳遞給裝車操作電腦，完成人機交互功能，實現(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，畫面分割器和控制鍵盤等。其控制原理為：每套大鶴管通過棧橋內(nèi)的三臺攝像機監(jiān)視大鶴管和小爬車的運行狀態(tài)，然后通過大鶴管PLC控制系統(tǒng)操作大鶴管和小爬車的動作。每臺大鶴管通過三臺攝像機觀察現(xiàn)場情況，一臺安裝在槽車底部側(cè)后方，用來觀察小爬車運行，采用廣角鏡頭攝像機；另兩臺水平垂直安裝在槽車罐口正上方，來觀察鶴管的動作和鶴管的精確對位。如圖所示，其中一號攝像機采用云臺控制，另兩臺同樣采用廣角鏡頭攝像機。

2.大鶴管自動對位系統(tǒng)

大鶴管自動對位系統(tǒng)實現(xiàn)了火車大鶴管與槽車罐口自動對正位置功能。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)同步運行。

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

3.大鶴管控制系統(tǒng)聯(lián)鎖功能

（1）升降管高位行程開關(guān)閉合，說明升降管處于高位，小爬車才能動作。

（2）小爬車動作時，升降管不得下降。

（3）接油斗高位行程開關(guān)閉合，說明接油斗已經(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通狀態(tài)時，主、限流管路的閥門才能開啟。

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

（6）裝車時管道中油品無流速時報警并切斷閥門，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）溢油信號報警并停止裝車，進(jìn)行聯(lián)鎖保護(hù)。

（9）自動對位沒有完全結(jié)束或自動對位不準(zhǔn)確時不能付油。

（10）靜電接地沒有接好時不能付油。

（11）裝車過程中靜電接地脫落或接觸不良時報警并延時停止裝車聯(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)場電器防爆問題，保證了安全生產(chǎn)。

（2）現(xiàn)場設(shè)有可燃?xì)怏w報警器，可隨時對現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，一旦超標(biāo)便有報警提示。

（3）現(xiàn)場設(shè)有消防系統(tǒng)，在遠(yuǎn)程操作室內(nèi)和現(xiàn)場均有控制按鈕，實現(xiàn)控制的雙重保險。

（4）在現(xiàn)場的集油管上設(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)有位置檢測開關(guān)，以保證系統(tǒng)在安全范圍內(nèi)運行。另外系統(tǒng)對每個動作同時采用時間限制策略，以避免了誤操作的發(fā)生。

結(jié)束語

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

[1]油氣儲運設(shè)計手冊[M].北京石油工業(yè)出版社.1997.

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

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

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