自动计量装车控制系统选型简介

2012-02-27王以懿

化工与医药工程 2012年2期

王以懿

（中国石化集团上海工程有限公司，上海 200120）

随着企业的大型化，效益提高，自动化计量装车控制系统已成为很多公司综合提高的重要部分，相应的成套公司亦应运而生，也有用户自己配置。由于批量控制的软件要求一般都能尽量符合用户要求，而工程上易疏忽，本文从工程角度提出自动计量装车控制系统比一般工厂装置更应重视的问题，如计量用流量计的精度要求，为精确计量要采用二段式球阀；批量控制器的防爆要求、槽车液位计的防爆要求、槽车的接地要求、防静电保护开关的报警电阻要求，以及之间的联锁要求。

1 自动计量装车控制系统的控制目标

石油油品、天然气及医药公司的发货方式多以铁路槽车和汽车槽车装灌。其计量装车控制系统可分为集中式和分布式两大类。目前，分布式自动计量装车控制系统被广泛应用[1]。

自动计量装车控制系统的控制目标如下：

（1）定量装车的程序控制：当操作人员完成人工将鹤管对位后，由批量控制器程序控制两段控制阀的开关，根据采集的流量计流量累积值，完成流量的定量控制，当累积量达到预定值时关控制阀。

（2）安全保障控制：为防止装车过程中定量装车控制失灵，造成油品满溢，设置安全保障控制系统。当防溢液位开关发送满溢信号时，及时关闭装车阀，停止装车，避免发生溢油事故。为防止静电造成火花，设置防静电接地开关，当批量控制器接收到防静电接地开关信号时，立即关闭装车阀，保证装车的安全。

（3）操作管理和销售管理：由操作站和业务站完成操作管理和销售管理。

2 自动计量装车控制系统的基本组成

分布式自动计量装车控制系统是在每一装车鹤位附近安装一台智能型防爆多功能批量控制器和相应的计量仪表、两段控制阀等组成[2]。

2.1 流量仪表

当装车过程的流量控制不作为最终计量器具时，为节省投资，可选用过程控制级的流量计。当作为最终计量器具时，应选用计量级流量计，计量精度应不低于0.2%，使计量检测系统的总精度不低于0.35%。选用体积流量计时应考虑温度补偿，为此，应加装热电阻温度计。

目前一般选用科氏质量流量计和涡轮流量计。

2.2 控制阀

早期的装车控制阀由两个大小不等的切断控制阀组成的阀组实现。近年已采用多段控制阀（电液或气动）。因此，大大简化设计和安装，其控制效果也明显提高。

通常，重质油品和液态烃可选用球阀。装车现场有仪用压缩空气时，可选用气动执行机构的控制阀。无仪用压缩空气时，可选用电动执行机构的控制阀。

最近几年来多段控制阀已陆续问世,如丹尼尔788DVC型数控阀。

Emerson旗下的丹尼尔（Daniel）控制阀可用于装车控制系统。788DVC型数字控制阀可提供精确的流速控制功能和批量控制媒介功能。788DVC型阀门由PetroCount自动控制，实现低流量启动、高流速控制、低流量关闭和最终截断。通过在不同的管线压力下保持恒定流速，该阀门还实现了最高的流量计精度。788DVC型带有外部导阀控制回路，该回路由常开电磁导阀、常闭电磁导阀、滤网和开启/关闭速度控制件构成[3]。

其工作原理是：阀门由导阀操作，以平衡活塞原理工作。弹簧向关闭位置偏置。当差压超过弹簧力时，主阀打开，出现流量。导阀控制件改变活塞弹簧侧的压力，实现阀门的动作。

2.3 批量控制器

它用于实现定量装车的程序控制。可采用可编程控制器实现。为便于操作和管理，宜选用带通信接口及人机交互界面的产品。通常可选有带少量模拟量输入输出接口和开关量输入输出接口的标准产品。

2.4 人机界面

为便于现场操作，宜选用有坚固防爆外壳的大尺寸的液晶显示器。可选用工业级的显示器。

自动计量装车控制系统目前国内、外已有多家专用的系统。据资料介绍，如合肥精大的EL－5092BK汉字型防爆定值系统，在用于液态测量，一机一位，一机二位，一机一位配比已有成功应用的经验[4]；又如邯郸奥图威尔AWZ－II批量控制系统，用于液化气、丙烯、丙烷等气体装车已有成功应用的经验[5]；再如E＋H的NXF581控制系统，在用于单鹤位、双鹤位、多舱下装式、多品种比例混合，多品种管道调和已有成功应用的经验[6]；又如Emerson的DL8000控制系统可接入HART及AMS资产管理软件，在液态烃装汽车、罐车、火车罐车、轮船、存储罐已有成功应用的经验[7]。

2.5 防溢液位开关

该开关用于联锁关闭多段切断阀。当槽车内液位达到防溢液位开关的设定值时，开关动作，经批量控制器输出联锁信号，关闭切断阀，并提供信号报警。目前选用的有JD－01静电溢出保护器，也有选用音叉限位开关等。

2.6 防静电接地开关

为泄放槽车上可能存在的静电，检测其接地电阻，应设置防静电接地开关。常用的防静电接地开关可选用防静电接地吸盘（目前已应用较少）或防静电接地钳，或防静电接地保护器，只有现场防静电接地钳(夹)接好后,系统才能投入工作。其接地电阻有的资料报道大于60Ω应报警，但接地电阻仍应符合整个装置的要求,一般小于4Ω。有的资料没有具体数值，用户要根据项目了解接地要求。