MACS控制系统在装油栈桥上的开发及应用研究

2021-07-30柴双

中国设备工程 2021年14期

柴双

（大庆石化公司炼油厂，黑龙江大庆 163711）

目前，国内铁路大鹤管定量装车控制系统多采用人工付油、手工检尺，即油品装车结束后，操作人员再通过投尺和取样两道工序直接测量油品的液高、温度、密度等数据，在实际操作中，由于受到人工测量数据的影响最终油品质量计量的精确度很低，偏差较大。另外，油品装车的过程中还存在静电、溢油等很多不安全因素，鉴于诸多上述因素，大庆石化公司为了生产安全需要，对我厂火车装油栈桥大鹤管装车控制系统进行了改造，控制系统采用和利时MACS控制系统，在铁路装车控制室增加了上位机，在现场装车台增设了防爆触摸屏。此套控制系统的应用提高了装车精度，减轻了职工的劳动强度，提高了现场装车操作的安全性，特别是在工厂操作人员日益减少的情况下，它的作用日益凸显。

1 问题的提出

1.1 装油栈桥设备简介

铁路大鹤管装车系统基本由以下部分组成：大鹤管、小行车、小车轨道、水平油缸、伸缩套、来油管线、接油斗、油槽车、牵引设备、小爬车等组成。

1.2 我厂栈桥状况及控制系统的选用

我厂铁路装车栈桥共有4个栈桥、8条铁道，分为南北7个装车台、18个自动装车鹤位。针对我厂控制室较远及装车站台及鹤位较多的特点，我们在改造中控制系统采用的是和利时公司的MACSV 5-SM系统，现场装车操作站采用的是STAHL ET-436型防爆触屏。SM系列硬件系统是和利时公司基于现场总线技术而设计、开发的分布、开放式过程控制硬件系统，具有先进、可靠、高效、节能等特点。现场应用SM系列硬件系统的体系结构如图1所示，主要由工程师站、操作员站、主控机笼、I/O机笼、端子模块和通讯网络等组成。

图1

1.3 栈桥装车操作顺序程序（如图2）

图2

2 部分重要控制逻辑的实现

2.1 液压油自循环阀联锁逻辑开发

当进行鹤管操作时，打开控制油路电磁阀时，同时关闭自循环阀，当操作完成，关闭操作油路电磁阀时，同时打开自循环阀。

液压站动作：装车时，在启动液压油泵时，自循环阀与液压油泵同步打开，提供液压油循环通路。避免油系统憋压。开发逻辑见图3。

图3

2.2 爬车系统控制逻辑

爬车进行前进时，油斗收回必须到位，才允许爬车前进动作；爬车后退时，不需要油斗收回信号，爬车后退指定时间后自停；前进与后退有互锁，不能同时执行两个动作。

（1）爬车前进逻辑如图4。

图4

（2）爬车后退逻辑如图5。

图5

2.3 鹤管动作逻辑的实现

（1）鹤管下降动作控制逻辑（如图6）。

图6

CV2_N34：二栈桥南台3道鹤管下降油路开通。

CK2_N31：二栈桥南台3道油斗提起回讯。

CK2_N34：二栈桥南台3道鹤管下降回讯。

CV2_N32：二栈桥南台3道油斗收回油路开通。

CV2_N34MAN：S3鹤管下降手动操作。

CV2_N33：二栈桥南台3道鹤管上升油路开通。

（2）鹤管上升动作控制逻辑。

自动控油：工艺要求装车完成5s后自动启动液压泵自动提鹤管，鹤管上升15s后，停止10s控油完成后自动上升到位。组态中，装车完成5s后，同时将ZQ2_S3P置1执行鹤管上升动作并开始15s计时，15s计时到后将ZQ2_S3Q置1并开始10s计时，时间到提鹤管到位。其组态逻辑如图7所示。

图7

2.4 装油阀控制

手动关阀：可以随时按触屏上的装车阀按钮，进行关阀。

说明：按钮是一个翻转按钮，开和关用同一个钮。

3 装车计量

装车计量采用质量流量计测量，具有测量精度高的特点，能够达到出厂计量级的标准，直接出厂计量，既减少了装车计量检尺时间，又降低了操作人员的劳动强度。质量流量计与系统采用脉冲和RS485两种方式传输数据，其中脉冲计数方式用于装车控制，就是画面上的当前量；RS485通讯是将流量计内的累积量读出来，经过计算，得出每车的实际装车量，用于出厂计量。示意图如图8所示。