利用遠程控制實現大鶴管定量裝車

劉宇(錦州石化公司成品車間 遼寧 錦州 121000)

一、引言

近年來國內大型煉化企業為提高成品油的出廠能力，紛紛進行火車裝車自動化改造，由原來的小鶴管手動裝車形式改為大鶴管集中裝車形式，這種形式的優點是棧橋占地面積小，設備投入少，裝車精度高，勞動強度低，便于控制與管理，且利于油氣回收等特點。

大鶴管遠程控制定量裝車是大型石化企業應用的一項新技術，通過PLC系統實現了遠程控制裝車作業，使大鶴管裝車控制室與裝車位相分離，兩者達到了事故狀態下的有效安全距離，為安全生產提供了有力的保障。

二、工作原理

上位操作站根據裝車計劃將裝車信息下發到裝車控制站。控制站控制牽引爬車進行槽車與鶴管的粗對位，大鶴管自動定位系統（或者手動對位）實現大鶴管自動精確對位。預裝油品經過裝車泵、油品選擇閥送至棧橋的裝油集油管，當鶴管降到最低位置時，密閉蓋已壓緊槽車口，電液控制閥打開一定開度，進行小流量裝車，待油品液面淹沒升降管出油口時，電液控制閥以較大開度開啟，進行額定流量裝車，當質量流量計計量到預置值時，關閉電液控制閥至一定開度，以小流量裝車，待流量計計量至最終值時，電液控制閥關閉，完成一輛槽車裝車。

工藝流程說明如下：

三、自動裝車系統組成及功能：

1.大鶴管裝車控制系統

（1）大鶴管裝車控制系統描述

大鶴管裝車控制系統是火車大鶴管裝車系統的控制核心，主要實現大鶴管裝車自動計量、批量裝車控制、安全監控和生產數據的自動管理和打印。

（2）大鶴管裝車控制系統構成

大鶴管裝車控制系統由裝車棧橋內的現場儀表設備、控制室內遠程裝車控制站組成，遠程裝車控制站由PLC控制系統、裝車操作電腦及配套軟件、視頻監控設備等三部分組成。

裝車棧橋內的現場儀表設備主要由大鶴管系統、爬車系統、質量流量計、電液閥、氣動切斷閥、大鶴管手動防爆操作箱、防爆攝像機及云臺、防溢油控制器、防靜電控制器等組成。

PLC系統和現場儀表連接，按照控制程序和操作人員的指令，對小爬車、大鶴管和液壓站進行控制，同時能夠控制裝車閥門動作，接收流量計信號，接收靜電和防溢信號，實現定量裝車功能。PLC控制系統采用通訊（PROFBUS-RTU）連接裝車操作電腦，接受來自裝車操作電腦的命令，遠程控制現場大鶴管系統；同時將來自大鶴管系統裝車狀態和數據實時的傳遞給裝車操作電腦，完成人機交互功能，實現遠程裝車。

控制室內視頻監控設備包括控制矩陣、LCD顯示器，畫面分割器和控制鍵盤等。其控制原理為：每套大鶴管通過棧橋內的三臺攝像機監視大鶴管和小爬車的運行狀態，然后通過大鶴管PLC控制系統操作大鶴管和小爬車的動作。每臺大鶴管通過三臺攝像機觀察現場情況，一臺安裝在槽車底部側后方，用來觀察小爬車運行，采用廣角鏡頭攝像機；另兩臺水平垂直安裝在槽車罐口正上方，來觀察鶴管的動作和鶴管的精確對位。如圖所示，其中一號攝像機采用云臺控制，另兩臺同樣采用廣角鏡頭攝像機。

2.大鶴管自動對位系統

大鶴管自動對位系統實現了火車大鶴管與槽車罐口自動對正位置功能。該系統與大鶴管定量裝車控制系統相結合，與裝車控制系統同步運行。

自動定位系統包括：1個安裝支架、4個激光傳感器、專用導線、防爆解碼器和PLC（和控制系統共用），鶴管初對位完成后，當鶴管向前（或者向后）移動時，雷達傳感器檢測探頭和罐車之間的距離，當4個激光探頭同時檢測到罐底時，表明對位正確，鶴管停止移動。

3.大鶴管控制系統聯鎖功能

（1）升降管高位行程開關閉合，說明升降管處于高位，小爬車才能動作。

（2）小爬車動作時，升降管不得下降。

（3）接油斗高位行程開關閉合，說明接油斗已經提起，升降管才能下降。

（4）升降管處于最低位、接油斗處于高位、油氣控制閥門處于開通狀態時，主、限流管路的閥門才能開啟。

（5）裝油管線自動控制閥門打開時，鶴管和小爬車的任何動作都處于鎖定狀態。

（6）裝車時管道中油品無流速時報警并切斷閥門，進行聯鎖保護。

（7）裝車結束后系統自動提示操作人員進行爬車后退，避免出現生產事故。

（8）溢油信號報警并停止裝車，進行聯鎖保護。

（9）自動對位沒有完全結束或自動對位不準確時不能付油。

（10）靜電接地沒有接好時不能付油。

（11）裝車過程中靜電接地脫落或接觸不良時報警并延時停止裝車聯鎖保護。

（12）裝車結束后如靜電接地夾不摘下爬車不能前進，防止車體移動損壞設備。

4.大鶴管安全保護系統

（1）采用隔爆型安全電器元件，解決了現場電器防爆問題，保證了安全生產。

（2）現場設有可燃氣體報警器，可隨時對現場環境進行監測，一旦超標便有報警提示。

（3）現場設有消防系統，在遠程操作室內和現場均有控制按鈕，實現控制的雙重保險。

（4）在現場的集油管上設有緊急切斷閥門，遇有緊急情況，可以在控制室內對閥門進行控制，使得在事故狀態下，操作人員能夠安全的、及時的切斷油源。

（5）閥門、爬車、鶴管、接油斗等重要設備都設有位置檢測開關，以保證系統在安全范圍內運行。另外系統對每個動作同時采用時間限制策略，以避免了誤操作的發生。

結束語

大鶴管遠程控制定量裝車系統的運行不僅極大地減輕了員工裝車的勞動強度，提高了裝車的安全性，同時減少油品的揮發，節約了能源，保護了環境，真正意義上實現了安全、環保、健康的理念。

[1]油氣儲運設計手冊[M].北京石油工業出版社.1997.

[2]《密閉浸沒式外壓大鶴管產品說明書》連云港遠洋液體裝卸設備有限公司.

[3]孫德利.火車自動裝車控制系統的設計[J].石油化工自動化，2008.

[4]徐華.大鶴管自動化遠程控制裝車系統改造.中國化工貿易，2012.