危化品火车装车栈桥定量装车系统的设计

2013-08-15于枫新疆化工设计研究院新疆乌鲁木齐830006

化工管理 2013年18期

于枫（新疆化工设计研究院新疆乌鲁木齐830006）

一、概述

随着国民经济的发展,为了减少工人劳动强度,减少环境污染,提高储运管理作业的效率和石油化工企业的整体效益,以适应经济发展的需求。需装车转运的生产过程中的中间物料和成品物料如何快速高效的完成装车、降低人工成本、实现装车自动化日益显得十分迫切。石油化工企业迫切需求自动化程度高、安全可靠性好、便于操作维护的装车自动化系统,借以实现生产及管理自动化、信息数据网络化、控制程序化,并使计量达到商务交接标准。

本论文主要论述如何运用定量装车控制仪及PLC 控制系统完成对整个火车栈桥装车系统的控制。

二、定量装车系统

定量装车系统由PC 机、定量装车控制仪、通讯模块等组成,由一台用于“集中管理”的PC 机作为上位机,安装在装车栈桥现场的若干台用于“分散控制”的定量装车控制仪作为下位机。下位机与上位机之间通过RS485 通讯网络及相应的通讯协议来达到数据采集、装车管理和流程控制的功能。一台PC 机能管理多台定量装车控制仪,PC 机与局域网相连,实现数据共享。在PC 机上可以实现下位机与上位机之间通过RS485 通讯网络及相应的通讯协议来达到数据采集、装车管理和流程控制的功能。

三、PLC 控制系统在装车系统中的应用

PLC 系统即逻辑可编程控制系统,在最初主要应用于电力行业, 随着国际上各PLC 系统产品生产大公司对其功能的完善,其控制功能越来越强大,在化工过程控制中得到了广泛的应用。化工产品在铁路发运过程中,根据铁路安全管理规定,对每具槽车均有安全充装范围的要求,不允许超装也不允许欠装。因此在手工装车时代,充装工人凭眼睛和经验判断充装量,经常存在较大误差,造成欠装和超装,增加了二次装车或卸车的工作量,同时增加了安全风险。为了降低工人的劳动强度及接触有毒化学品的安全风险,大量新建的化工产品栈桥均上了控制系统,实现了定量装车控制。现在用的定量装车控制系统大部分采用PLC 系统+定量装车控制仪实现定量装车控制系统。应用定量装车控制仪对装车过程实现控制。应用PLC 控制系统对整个站场储罐的液位、温度、压力及可燃/有毒气体浓度的检测，对所有设备运行参数的检测与装车控制集中在一个系统内实现。

四、装车控制过程

火车槽车在铁路上与装车鹤位对应停好后,装车工人先在现场手动操作将鹤管对入槽车充装口，该鹤管内部包含液相管及气相回流管各一根。由于火车槽车的型号是固定的，每个槽车的充装量也是一定的，装车工人根据槽车的型号对每个鹤位在定量装车控制仪中设定好本次装运累计量的设定值,对每个鹤位的上次充装累计量数据复位清零，确认无误后启动装车泵、打开流量计后的电动球阀，开始装车。现场定量装车控制仪将流量信号通过RS485 通讯实时远程至上位机PLC，上位机画面上将显示瞬时流量及累积流量。当定量装车控制仪中显示的累积流量与设定值相同时,充装线上的电动球阀连锁关闭,该槽车完成装车过程。当所有鹤位的累积量均达到设定值停止装车时,关闭装车泵,停止装车。每个鹤位上均安装有液位开关,当液位到达液位开关所安装的位置时,液位开关动作,关闭流量计后的电动球阀,防止累积量设定错误或流量计计量有误时造成溢出罐车的安全事故。

五、装车系统的安全设计

除了以上装车控制过程中所用到的必要操作及联锁外，对于装车过程中的安全设计也不容忽视。设计中在每个装车鹤位上均安装有溢油保护器及静电接地夹，溢油保护器和静电接地夹的状态引入定量装车控制仪，当这两个信号任意一个出现异常状况时联锁关电动球阀，停止装车。另外，充装的介质多为易燃易爆或者有毒介质，火车装车栈桥周围设置有可燃/有毒气体探测器并带有就地声光报警功能，对泄漏在空气中的可燃/有毒气体含量进行检测，检测信号远传引入上位机PLC 控制系统中监测。当发生泄漏探测器发出声光报警，PLC 系统将报警信号远传至现场定量装车控制仪，现场定量装车控制仪联锁关闭电动球阀停止装车。