近年來，隨著稱重技術(shù)的飛速發(fā)展，在提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、保證 安全生產(chǎn)、減少環(huán)境污染等方面，基于數(shù)字地磅技術(shù)的定量裝車控制系統(tǒng)越來越發(fā)揮著 更大的作用，精確的監(jiān)控和計(jì)量對于提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益具有重要的意義。該文敘述了一 種應(yīng)用于化工行業(yè)的定量裝車系統(tǒng)及其控制技術(shù)，具有一定的參考應(yīng)用價(jià)值。

1.前言

石油化工企業(yè)及油庫日常的原料、成品的裝車 (火車、汽車）、裝船作業(yè)十分繁忙，因而迫切需求機(jī) 械化自動化程度高、安全可靠性好、便于操作維護(hù)的 自動裝車控制系統(tǒng)。由于液下密閉小鶴管裝車具有 節(jié)能、安全等優(yōu)點(diǎn)許多企業(yè)均巳采用這種裝車設(shè)備。

該系統(tǒng)基于數(shù)字化地磅稱重技術(shù)，以西門子PLC 為控制核心，功能齊全、技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)合理、操作方 便、運(yùn)行穩(wěn)定可靠，能有效地完成裝車作業(yè)過程中的 動態(tài)稱重、參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)采集、定量控制、防溢防靜 電聯(lián)鎖控制、運(yùn)行監(jiān)控、報(bào)表打印等各項(xiàng)工作。裝車 精度高、速度快、杜絕人為差錯(cuò)、減少環(huán)境污染、高效節(jié) 能、安全生產(chǎn)、省人、省力、省時(shí),經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。

整個(gè)系統(tǒng)主要由數(shù)字地磅、汽車裝車鶴管及

找橋、大屏幕顯示器、多段式控制閥、操作按鈕柱、防 溢防靜電接地檢測開關(guān)、PLC控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)管 理系統(tǒng)等組成。

其中可根據(jù)需要選擇配置防爆IC卡、防爆監(jiān) 控等。

3.主要技術(shù)指標(biāo) 防爆標(biāo)志:Ex ib ib) IICT4 基本參數(shù)：

靜態(tài)準(zhǔn)確度等級：符合JJG555-96： OIML R76)

中準(zhǔn)精確度⑩

裝車動態(tài)精度：±).1% 允許誤差：

工作溫度：稱重顯示控制器：-10-40^;稱重部 分：-40^70 蚓

相對濕度：040%RI|但須無結(jié)露）

,… +10%

電源：AC220V. 15%; 50Hzd2%

雙管密閉汽車裝車鶴管：公稱口徑DN100;設(shè) 計(jì)壓力1.6Mpa

活動梯：水平伸展長度1350mm;踏步寬度 548mm;操作角度90°?30°

雙側(cè)作業(yè)汽車棧橋:4000 >2000 >250(( mm) 防溢油靜電保護(hù)系統(tǒng)：工作電流15mA;響應(yīng)時(shí) 間<2秒

4.定量裝車的工作流程 空車行至操作室窗口進(jìn)行業(yè)務(wù)確認(rèn)，在計(jì)算機(jī) 上輸入用戶名、車號、鶴位號、定量值等參數(shù)后，司機(jī) 得到一張標(biāo)有指定鶴位號的裝車單。接著空車開至 指定鶴位，在鶴位下的數(shù)字汽車衡上停穩(wěn)，然后放下 鶴管，接好防溢防靜電接地檢測開關(guān)，一切正常，按 啟動”按鈕，系統(tǒng)自動去除槽車皮重。PLC按程序通 過多段式裝車控制閥控制加料，先保持慢加料，當(dāng)物 料淹沒鶴管后再快速加料。系統(tǒng)時(shí)刻監(jiān)視槽車內(nèi)的物料重量，當(dāng)槽車內(nèi)物料達(dá)到予置的第一提前量時(shí), 系統(tǒng)發(fā)出信號，通過控制閥關(guān)閉快給料，系統(tǒng)繼續(xù)保 持慢給料。當(dāng)物料達(dá)到最終裝車設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)關(guān)閉 裝車控制閥，完成裝車。滿車駛離鶴位，司機(jī)行至控 制室窗口取出打出的裝車單后離場出門。

5.基本功能和特點(diǎn) 5.1數(shù)字化的地磅稱重模式 基于數(shù)字地磅裝車方式，邊裝車邊計(jì)量，高效 快捷、精度高。采用100噸無基坑數(shù)字地磅，其信 號傳輸采用數(shù)字通訊技術(shù)，總線結(jié)構(gòu)，RS485接口實(shí) 現(xiàn)信號遠(yuǎn)距離傳輸。在校驗(yàn)、抗干擾等方面具有較大 的優(yōu)勢，在防止利用遙控接收裝置進(jìn)行作弊這方面 也具有非常顯著的效果

5.2高精度的裝車控制 基于西門子S7- 300 PLC控制技術(shù)和符合JJG555 -96： OIML R76)中準(zhǔn)精確度⑩的數(shù)字汽車衡稱重 技術(shù)，其動態(tài)裝車精度可達(dá)0.1%，完全滿足物料的 裝車貿(mào)易需求。

5.3智能化的稱重模式 高可靠性的產(chǎn)品滿足惡劣的工業(yè)現(xiàn)場，具有裝 車稱量參數(shù)設(shè)定功能，可設(shè)置多級給料設(shè)定值，并在 稱量過程中相應(yīng)發(fā)出給料控制信號，稱量準(zhǔn)、精度 高；具有置零和自動零位跟蹤、自動落差補(bǔ)償功能; 具有自動去皮功能；具有抗震動的數(shù)字濾波功能。

5.4可靠的安全保障

防爆電子衡器系統(tǒng)防爆等級：Exib( ib) IICW， 現(xiàn)場其它電氣設(shè)備同樣均采用防爆型式。具有防溢、 防靜電連鎖控制功能：控制系統(tǒng)探測到防溢液位開 關(guān)動作：意味著異常滿罐）立即關(guān)閉灌裝閥，探測到 防靜電接地開關(guān)動作意味著防靜電接地?cái)嚅_）立即 關(guān)閉灌裝閥。灌裝和檢測系統(tǒng)連鎖動作，有效地保證 了系統(tǒng)的安全。當(dāng)裝車閥門打開而槽車重量不增加。

如超過設(shè)定時(shí)間，系統(tǒng)報(bào)警或切斷裝車閥門。系統(tǒng) 通過用戶名、密碼、權(quán)限的設(shè)置,可以確保系統(tǒng)的安 全，防止系統(tǒng)參數(shù)及數(shù)據(jù)被隨意更改。

5.5實(shí)用的操作方式

充分結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況和用戶需求，注重實(shí) 用性、有效性。系統(tǒng)操作靈活方便,界面直觀,便于 現(xiàn)場操作人員使用和維護(hù)。

5.6完善的計(jì)算機(jī)管理功能 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控,人機(jī)界面友好、直接,可以通過 全貌圖“單鶴位圖”等窗口以圖形或文字方式進(jìn) 行顯示整個(gè)裝車過程,操作簡單實(shí)用,運(yùn)行可靠,并 有在線幫助系統(tǒng)。即使非計(jì)算機(jī)專業(yè)人員根據(jù)系統(tǒng) 提示，也能較快掌握對控制系統(tǒng)的操作。可打印各 種報(bào)表和查詢歷史裝車記錄。

5.7豐富的可選擇推薦配置 用戶可根據(jù)需要選擇防爆監(jiān)控、防爆IC卡、防 爆防作弊系統(tǒng)和防爆交通信號燈等裝車輔助設(shè)備。

6.系統(tǒng)設(shè)計(jì)的幾個(gè)關(guān)鍵問題

6.1數(shù)字地磅主要由鋼結(jié)構(gòu)承重臺、數(shù) 字稱重顯示控制儀表、數(shù)字式稱重傳感器和基礎(chǔ)四 部分組成；秤臺整體采用設(shè)計(jì)模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列 化、可以自由組合成744米范圍內(nèi)多種規(guī)格尺寸 的地磅。采用模塊化秤臺，承重臺為根據(jù)長度不 同，幾段全鋼框架組合結(jié)構(gòu)，承重臺結(jié)構(gòu)為槽鋼、鋼 板焊接而成箱型框架結(jié)構(gòu)，板式箱型體的框架構(gòu)件 具有良好的稱重能力，強(qiáng)度、撓度均達(dá)到技術(shù)要求， 有良好的抗過載能力。傳感器受力位置設(shè)計(jì)在各種 車型的輪下方，垂直受力，受力形式最佳，有良好的 使用性能和最佳的安裝形式。汽車衡秤臺整體結(jié)構(gòu) 采用無蓋板方式設(shè)計(jì)，表面無活動蓋板，整體外形美 觀大方。秤體的傳感器支點(diǎn)與受力點(diǎn)重合，則軸載 荷重產(chǎn)生的翻轉(zhuǎn)力矩為零，秤臺受力后重心更加平 穩(wěn)。地磅限位裝置采用外置式，安裝在地磅的 兩端外側(cè)，便于觀察汽車衡限位情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)因限 位裝置松動、卡死造成地磅計(jì)量失誤等問題。

6.2裝車鶴管關(guān)鍵的部位是旋轉(zhuǎn)接頭，該系統(tǒng) 選用的鶴管設(shè)計(jì)配有高性能的旋轉(zhuǎn)接頭，旋轉(zhuǎn)接頭 具有設(shè)計(jì)合理、旋轉(zhuǎn)靈活、密封性好，能適應(yīng)較為惡 劣的環(huán)境。旋轉(zhuǎn)接頭內(nèi)圈304不銹鋼，外圈材料采 用合金鋼，密封面奧氏體不銹鋼，增加抗點(diǎn)蝕，鋼球 材料為GCr15，旋轉(zhuǎn)接頭主密封采用填充聚四氟乙 烯，內(nèi)襯高彈性不銹鋼板：316L)制成的骨架，因此 具有高耐磨性、自潤滑性等特點(diǎn)，還具有磨損自動補(bǔ) 償性。

6.3多段裝車控制閥采用兩個(gè)閥并聯(lián)控制，具 有兩段開-多段關(guān)”的理想加料特性。“兩段開”即 開始時(shí)少量或中等流量給料，裝車時(shí)當(dāng)物料淹沒鶴 管出口時(shí)再快速加料，減少了鶴管出口處介質(zhì)的噴 射損耗和罐車液面上方物料蒸氣濃度，并降低靜電 積聚;‘多段關(guān)”可有效消除水擊，保護(hù)管道及其管道 儀表，同時(shí)可大大提高系統(tǒng)裝車控制精度，達(dá)到降 耗、降靜電、既高速給料又平穩(wěn)起閉的理想效果。

6.4防溢油靜電保護(hù)系統(tǒng)能有效地防止液體 溢出，同時(shí)保證靜電接地電阻符合相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)的 規(guī)定。在石油、化工液體物料的汽車槽車裝車發(fā)運(yùn)作 業(yè)時(shí)，避免物料過裝溢出是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。防溢液 位開關(guān)就是用于裝車時(shí)探測槽車內(nèi)液位是否接近滿 溢的儀表。當(dāng)槽車內(nèi)液位接近防溢液位開關(guān)時(shí)，開關(guān) 動作，其信號送至裝車控制儀表，控制儀發(fā)出關(guān)閥命 令，關(guān)閉裝車閥，以防止物料溢出，起到防溢安全連 鎖的作用，確保裝車作業(yè)安全。

7.結(jié)束語

定量裝車控制系統(tǒng)是一門綜合性較強(qiáng)的技術(shù)， 與控制理論、傳感器檢測技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及生 產(chǎn)工藝等信息相關(guān)。近年來，隨著相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā) 展，在提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、保證安全生產(chǎn)、 減少環(huán)境污染等方面，先進(jìn)的裝車控制系統(tǒng)越來越 發(fā)揮著更大的作用，精確的監(jiān)控和計(jì)量對于提高企 業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益具有重要的意義。