流量批量控制仪在装运系统中的应用

熊小荣　张　昊

摘要：流量批量控制仪由于控制器是为流量批量控制专门设计，因而使用简单方便，它省去了传统的PLC批量控制系统需自行编程控制的程序，同时功能全面，控制准确。它拥有流量和温度的测量、计算、控制、显示、报警等功能，且采用9段折线对流量传感器、变送器的非线性误差进行自动校正，并通过温度补偿使流量计量更为精准。兰州石化公司丙烯酸厂的乙酯、丁酯装卸车在采用高精度批量控制仪和质量流量计的基础上通过软件集成构成化工产品装车计量控制系统。

关键词：流量批量控制仪；装运系统：批量控制流程

中图分类号：TP273

文献标识码：A

文章编号：1009-2374(2009)04-0083-02

兰州石化8万吨／年丙烯酸装置包括氧化、精致、甲乙酯、灌区、废水处理、循环水、140废气、火车装车、汽车装车、940成品桶灌装等单元组成，其中装运系统控制原料输入和产品输出，它关系着丙烯酸厂的贸易往来，如果产生误差会产生不良后果，可以说装运系统的准确控制能给企业带来更好的效益和信誉。它选择KESSLER-ELLISPRODUCTS公司新型仪表FBC10型流量批量控制仪来实现对装运流量的精准控制。

一、流量批量控制仪的用途与特点

(一)用途

流量批量控制仪是一种以单片机为基础的，有通信能力的，带数字显示的流量批量控制仪表，其输入端与多种流量变送器、传感器配合，其输出接点可与电磁阀以及保护开关等配合，能完成定量装桶、装车，定量发料等任务。通过面板上的操作键可方便地设置定量值和提前值，与大、小阀门开度的控制动作相配合，可实现精确定量，广泛用于液体的定量发料、装车、装桶和生产过程中的配料等。

(二)特点

流量批量控制仪作为一种新型仪表它拥有完善精准的流量控制功能，例如，大、小阀门开度控制，定量更精确；单摆控制，适合交替装桶；对继电器、电磁阀的时滞进行动态校正，提高定量精度；流体温度自动补偿功能；9段折线法校正功能，能对传感器、变送器的非线性误差进行自动校正等特点。

二、控制原理与功能

(一)批置控制流程

批量控制系统由批量控制仪、流量测量仪表(传感器、变送器)和执行器组成，批量控制系统图如图1所示：

(二)功能与原理

仪表的核心是单片机，批量仪主要功能是接收流量仪的信号，通过内部潜入程序进行整理，计算输出信号控制电磁阀，同时实现温度的测量、计算、控制、显示、报警等任务。下面对其功能原理进行主要介绍：

1．大小阀控制功能：仪表有两副控制接点，一副控制大阀，一副控制小阀，两台阀并联使用。大阀用于快速发料，小阀用于精确定量。两台阀在仪表中的单片机控制下，协调动作，完成发料任务。

2．交替装桶功能：仪表中的两副控制接点分别与两个台位上的电磁阀相连，在单片机的控制下，依次对两个容器灌装。为了使由操作人员手工完成的部分操作在时间上与控制器的操作周期相匹配，在前一台位灌装完毕与开始下一台位灌装之间，安排了一个可以设置的“间歇时间”。使用前可根据具体情况将这一时间由长到短逐步调试，甚至最佳。

3．小流量监视功能：这一功能是为了灌装和发料的安全而设计的。有时候由于输送泵未进入正常工作状态以及管路上的人工切断阀忘记打开等原因，虽然按了控制器上的“启动”按键，但是相应的瞬时流量并未升起来，这时，操作人员就得去查找原因，有时候一面查找原因，一面还要观察流量是否已经升起来。

4．发料量设定范围判别功能：为了消除因发料量设定误操作引起错误发料，可利用仪表中“发料量设定值范围判别功能”。仪表中有两条菜单。一条写入“发料量设定值上限”，另一条写入“发料量设定值下限”，根据使用对象的具体情况合理设置这两个数据。按下控制器的启动按钮后，仪表先对相应窗口内所填写的“本批发料设定值”进行判别，如果落在上限与下限之间，则启动有效，予以执行；如果落在上限与下限所设定的区间之外，则启动无效，控制器相应的指示灯闪烁，提请操作人员处理。

5．联锁保护功能：控制器备有一个开关量输入口，用于安全保护和联锁。可与现场的无源接点相连，完成特定的安全保护和联锁任务。例如，在易燃易爆场所，常常装有静电接地开关，当输送物料的管道静电接地完好时，接点闭合，否则断开。将该开关与控制器相连，就可完成该项保护。再如，定量装车时常带有槽车液位继电器，在发料时，不管什么原因导致液位继电器动作时，控制器立即将电磁阀关闭，以确保安全。

三、应用

(一)应用实例

要求允许最大批量为15吨，小流量发料提前量：0.5吨。批量仪设定步骤：

1．首先进入批量模式。

2．最大批量预设。最大批量预设即是允许最大批量，我们设为15吨，如果操作员想输入一个大于这个值的数值，控制器不会接受并会提醒操作者输入的值过大。

3．自动批量开始设定。自动批量开始功能允许用户设定一个间歇时间，在完成一个批量控制后自动开始下一个批量控制，这个间歇时间可以设定为1～99秒。

4．流量信号间歇时间设定。流量信号间歇时间允许用户输入一个时间值0—99秒，如果一个批量正在填充过程而零流量信号持续的时间超过用户设定的时间值，那么这个批量将会取消，终止主要是防止因为流量传感器故障或者接线的原因使填充过量。

5．最大排空时间设定。

6．缓慢启动量设定。缓慢启动量允许输入一个量作为一个缓慢的启动。这个功能需要一个两段阀来完成，继电器RLY 1(小流量)会启动缓慢开始，当到达设定的缓慢启动量后，继电器RLY 2(大流量)会动作打开主阀。这里我们设为0.5吨。这样，我们就完成了这个任务的主要参数设定。

(二)应用中的问题解决

1．在发料过程中，突然不能检测到流量信号了。这时应该立刻按下面板上的“停止”键，暂停发料。故障原因可能是送料泵停止，输送管道不畅通或是流量信号传输出现问题等。排除问题后，若需继续发料，按下“启动”键继续未完成的发料作业，若需进行新的批量发料则先按下“复位”键，再按下“启动”键即可。

2．输入发料量后，启动无效。原因可能是输入发料量过大。超过了发料量的设定范围。解决办法，将输入量减小分多次发料，或者联系操作人员更改设定范围设置。

3．多次试验发料量总是比设定值大出近似的量。原因是执行器动作滞后引起的误差，解决办法，每次设定发料量时将发料量设为：实际发料量－滞后产生的误差量即可。

四、结语

经过一年多的实际应用，FBC10型流量批量控制仪取得了较好的现场应用效果。它有效提高了装车系统的计量技术水平，在8万吨／年丙烯酸装置装车系统中它发挥了至关重要的作用。由于它是为流量批量控制而专门设计的，因而使用简单、计量精准，必将在流量批量控制领域得到广泛使用。