朱紹巖(中國石油廣西石化公司儲運一部，廣西 欽州 535000)

1 引言

中國石油廣西石化公司儲運一部裝車設施自2008年建成投用到2020年大檢修為止已運行12年，技術(shù)和設備已經(jīng)老舊，需進行安全升級改造。目前國內(nèi)主流裝車技術(shù)分為兩種：小型油庫以及2013年以前建設投用的普遍都是采取PLC技術(shù)，該技術(shù)牽一發(fā)動全身，一旦系統(tǒng)出問題所有鶴位都受影響，且安全裝備技術(shù)欠缺；新技術(shù)的發(fā)油設施一般采取批控器技術(shù)，每個鶴位都獨立運行，互不影響，且能符合裝車安全設計規(guī)范。本次升級改造著重提高自動化及安防技術(shù)裝備水平，消除隱患，保證裝車安全。

2 升級改造主要內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)

2.1 升級改造目標

完成裝車系統(tǒng)自動化改造，實現(xiàn)集中顯示監(jiān)控、分散控制(批控器)裝車技術(shù)；通過增加發(fā)油系統(tǒng)安全聯(lián)鎖保護、監(jiān)控報警、緊急停車連鎖保護、安防系統(tǒng)連鎖保護以及蒸汽幕簾安防措施，保證日常及緊急情況下的裝車安全。

2.2 技術(shù)方向

按照智能化工廠的建設方向，裝車系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求全部上傳到MES系統(tǒng)，實現(xiàn)與全廠的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享，實現(xiàn)銷售公司的計劃和一卡通進入裝車系統(tǒng)，最終以一卡通完成場車輛進廠、門禁審核、全自動裝車和開票出單的全過程，減少人員的過程操控。增加緊急聯(lián)鎖、消防汽幕、一鍵拍停等安全保護功能。

2.3 關(guān)鍵技術(shù)

(1)公路裝車。采用批控器集散式裝車系統(tǒng)實現(xiàn)高精度裝車控制，每個鶴位獨立控制。裝車系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、對接，實現(xiàn)一卡通裝車運行，減少中間人工開票環(huán)節(jié)，提高效率、降低人員工作強度；增加緊急停車和一鍵拍停功能。

(2)鐵路裝車。通過增加多點液位開關(guān)，實現(xiàn)大小車的精準液位控制，保證裝車安全；通過增加全新視頻自動對位系統(tǒng)，實現(xiàn)裝車鶴管的精準對位；大鶴管自動對位系統(tǒng)原理圖如圖1所示。

圖1 大鶴管自動對位系統(tǒng)原理圖

增加了鐵路各種車型裝車量上限設置功能，防止超量、冒罐事故發(fā)生；增加裝車智能流速控制功能，實現(xiàn)開始小流速裝車，當液位浸沒鶴管分流頭后，大流速裝車，結(jié)束時流程多級控制，保證裝車過程中的靜電安全及控制精度；裝車流量梯度控制邏輯圖如圖2所示。

圖2 裝車流量梯度控制邏輯圖

3 技術(shù)方案

3.1 裝車控制系統(tǒng)改造方案

(1)發(fā)油島改造。每個裝車鶴位新增1臺裝車批量控制器、1臺下裝溢油靜電報警器、1個防爆讀卡器、1個防爆顯示屏，每個島位增加一臺可燃氣提報警器、1個緊急停車按鈕，緊急停車按鈕信號及界區(qū)油品管線緊急切斷閥信號接至油品PLC控制機柜，新增可燃氣體和原有可燃氣體報警器信號通過一分二信號分配器分別接至原GDS機柜和油品PLC控制機柜，實現(xiàn)緊急停車、可燃氣體報警及聯(lián)動控制[1]。

(2) PLC控制系統(tǒng)改造。利舊油品機柜間現(xiàn)有機柜，增加1套新PLC控制器，采集裝車棧橋新增所有緊急停車按鈕、可燃氣體報警、界區(qū)緊急切斷閥，數(shù)采和控制卡件全部采用冗余設計，確?？煽縖2]。

(3)一卡通集成。本次裝車場門禁和排隊系統(tǒng)由規(guī)劃院實施，需要發(fā)油系統(tǒng)與門禁系統(tǒng)、排隊系統(tǒng)進行業(yè)務數(shù)據(jù)共享。本次改造在油品地付裝車設置1臺冗余熱備數(shù)據(jù)服務器，由數(shù)據(jù)服務器為門禁系統(tǒng)、排隊系統(tǒng)、開票系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)共享和交互，實現(xiàn)一卡通流程管理。

(4)油品監(jiān)控及管理軟件。重新對地付裝車監(jiān)控進行組態(tài)，所有監(jiān)控操作站要實現(xiàn)完全互為熱備，確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。發(fā)生緊急停車時監(jiān)控操作站要向現(xiàn)場批量控制器發(fā)送停止裝車指令，停止裝車作業(yè)。發(fā)油過程多種安全聯(lián)鎖保護措施：溢油、靜電異常、無流量、超量程、超流速、溫度異常、緊急停車、通訊故障等報警，系統(tǒng)可自動關(guān)閥、停止發(fā)油。

(5)監(jiān)控組態(tài)畫面優(yōu)化。實現(xiàn)自動提示報警信息和報警原因，同時對應區(qū)域的視頻監(jiān)視圖像可自動彈出，便于工作人員及時了解現(xiàn)場情況，及時采取對應措施。

(6)發(fā)油設備設施安全防護。系統(tǒng)實施監(jiān)測液相鶴管、氣相鶴管、溢油靜電插頭的位置信息，并與發(fā)油車位前的防爆道閘聯(lián)鎖，只有在上述發(fā)油設施全部、可靠歸位后，系統(tǒng)才輸出指令控制道閘抬起，放行車輛出道，切實保障發(fā)油設施安全。

(7)安防系統(tǒng)聯(lián)鎖保護。系統(tǒng)可接收庫區(qū)安防系統(tǒng)的報警信息，當出現(xiàn)火情、可燃氣體泄露等緊急情況時，裝車控制系統(tǒng)可根據(jù)需要自動聯(lián)鎖停止裝車作業(yè)，對裝車記錄進行存儲。

(8)緊急停車聯(lián)鎖保護?？刂葡到y(tǒng)實施監(jiān)測緊急停車按鈕的工作狀態(tài)，當現(xiàn)場出現(xiàn)緊急情況，按鈕被觸動后，控制系統(tǒng)按預定程序控制各類閥門、機泵至故障安全狀態(tài)，實現(xiàn)一鍵緊急停車功能。

3.2 方案實施

(1)油品鐵路裝卸車設施。①本次控制系統(tǒng)改造。正壓防爆柜利舊，對6臺正壓防爆柜內(nèi)PLC控制器、觸摸屏、柜內(nèi)控制輔件進行更換；對PLC裝車邏輯軟件包進行升級，增加前后車防追掛聯(lián)鎖、搭車梯與爬車聯(lián)鎖、不同槽車液位智能報警聯(lián)鎖、緊急停車切斷等功能[3]。②對大鶴管裝車遠程監(jiān)控。重新進行組態(tài)，增加報表管理系統(tǒng)及鐵路計量單管理系統(tǒng)，增加1臺操作站，實現(xiàn)二臺操作站完全互為備用；大鶴管裝車系統(tǒng)設1臺冗余熱備數(shù)據(jù)服務器，為營銷、mes提供生產(chǎn)業(yè)務數(shù)據(jù)。大鶴管裝車系統(tǒng)采用體積和質(zhì)量值設定裝車功能。③鐵路小鶴管裝車增加緊急停車按鈕(帶聲光報警器)。報警按鈕信號及界區(qū)緊急切斷閥信號接至小鶴管PLC控制系統(tǒng)；對現(xiàn)有PLC系統(tǒng)進行擴容，對小鶴管裝車監(jiān)控進行重新組態(tài)。④更換12套鶴管自動對位系統(tǒng)。對位系統(tǒng)采用天源公司二代視頻自動對位系統(tǒng)，對位識別率不低于99%，提高對位效率及對位安全。⑤更換12臺高液位報警開關(guān)?，F(xiàn)有大鶴管裝車系統(tǒng)采用的是單點液位報警開關(guān)，不能滿足不同車型高液位報警應用，所以本次更換為天源公司多點高液位報警開關(guān)的專利產(chǎn)品，改造多點液位開關(guān)的安裝結(jié)構(gòu)。⑥增加12臺緊急停車按鈕。6個大鶴管現(xiàn)場裝車操作間各上一臺緊急停車按鈕(共6臺)、小鶴管裝車現(xiàn)場裝6臺緊急停車按鈕，合計共12臺。并在每個現(xiàn)場操作間增設1臺帶聲光報警的緊急停車按鈕，急停按鈕信號及界區(qū)緊急切斷控制信號接至正壓柜PLC控制系統(tǒng)，當有緊急按鈕按下時，裝車控制在關(guān)斷緊急切斷閥的同時，關(guān)斷所有正在作業(yè)棧橋的油品選擇閥和電液閥，停止裝車作業(yè)。⑦棧橋搭車梯增加12點歸位檢測。大鶴管現(xiàn)場裝車操作間每側(cè)棧橋搭車梯增加1點歸位檢測(共12點)在搭車梯上增加歸位檢測開關(guān)，信號接至正壓柜PLC控制系統(tǒng)，實現(xiàn)搭車梯不收起歸位，爬車不允許拖動的聯(lián)鎖控制。⑧12點爬車監(jiān)視攝像頭更換?，F(xiàn)有爬車攝像機信號模擬信號傳輸，圖像畫面模糊；本次改造將模擬攝像機更換為數(shù)字高清攝像機，提高現(xiàn)場爬車操作精度。安裝位置依據(jù)實際位置可進行調(diào)整。

(2)油品汽車裝車設施。①發(fā)油島改造。本次改造在每個裝車鶴位新上1臺裝車批量控制器、1臺固定式可燃氣提報警器(配不銹鋼柜式殼體)、1臺下裝溢油靜電報警器，并將原鶴位在棧橋二層的移至地面安裝、1個緊急停車按鈕、原鶴位火災報警器在棧橋二層的移至地面安裝、緊急停車按鈕信號及界區(qū)油品管線緊急切斷閥信號接至油品PLC控制機柜，新增可燃氣體和原有可燃氣體報警器信號通過一分二信號分配器分別接至原GDS機柜和油品PLC控制機柜，實現(xiàn)緊急停車、可燃氣體報警及聯(lián)動控制。②PLC控制系統(tǒng)改造。利舊油品機柜間現(xiàn)有機柜，增加1套新PLC控制器，采集裝車棧橋新增所有緊急停車按鈕、可燃氣體報警、界區(qū)緊急切斷閥，數(shù)采和控制卡件全部采用冗余設計，確?？煽?。③油品監(jiān)控及管理軟件。重新對地付裝車監(jiān)控進行組態(tài)，所有監(jiān)控操作站要實現(xiàn)完全互為熱備，確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。發(fā)生緊急停車時監(jiān)控操作站要向現(xiàn)場批量控制器發(fā)送停止裝車指令，停止裝車作業(yè)。

(3)液化烴產(chǎn)品銷售設施完善工程。液化烴裝車場改造與油品汽車裝車基本相同，為確保閥門受控性及裝車控制精度，本次改造增加18套批控器、將18臺數(shù)字電液閥更換為氣動多段控制閥、增加蒸汽汽幕、儀表風線改造、18臺氣動切斷閥、18套鶴管安裝雙斷面拉斷閥、鶴管垂管改造，裝車島上新增可燃氣體報警儀10臺，現(xiàn)場新增10個急停按鈕[4]。

4 效果

改造項目實施之后，汽車、火車裝車穩(wěn)定運行已1年有余，在此期間再沒出現(xiàn)過系統(tǒng)改造前出現(xiàn)的問題，徹底解決了裝車安全隱患。得益于穩(wěn)定可靠的系統(tǒng)，裝車更加精準，不需要反復過磅，同比改造前，大大提升了裝車效率，實現(xiàn)了設施的本質(zhì)安全。

5 結(jié)語

裝車系統(tǒng)的智能化、網(wǎng)絡化是大勢所趨，不僅是煉化企業(yè)，油庫、油站、化工園區(qū)都存在很多相似裝車場景，裝車系統(tǒng)都可通過類似的優(yōu)化方案，實現(xiàn)高效、安全運行。本次改造成果不僅在廣西石化有寬廣的應用前景，對同類裝車項目具有借鑒意義。