MACS控制系統在裝油棧橋上的開發及應用研究

柴雙

（大慶石化公司煉油廠，黑龍江 大慶 163711）

目前，國內鐵路大鶴管定量裝車控制系統多采用人工付油、手工檢尺，即油品裝車結束后，操作人員再通過投尺和取樣兩道工序直接測量油品的液高、溫度、密度等數據，在實際操作中，由于受到人工測量數據的影響最終油品質量計量的精確度很低，偏差較大。另外，油品裝車的過程中還存在靜電、溢油等很多不安全因素，鑒于諸多上述因素，大慶石化公司為了生產安全需要，對我廠火車裝油棧橋大鶴管裝車控制系統進行了改造，控制系統采用和利時MACS控制系統，在鐵路裝車控制室增加了上位機，在現場裝車臺增設了防爆觸摸屏。此套控制系統的應用提高了裝車精度，減輕了職工的勞動強度，提高了現場裝車操作的安全性，特別是在工廠操作人員日益減少的情況下，它的作用日益凸顯。

1 問題的提出

1.1 裝油棧橋設備簡介

鐵路大鶴管裝車系統基本由以下部分組成：大鶴管、小行車、小車軌道、水平油缸、伸縮套、來油管線、接油斗、油槽車、牽引設備、小爬車等組成。

1.2 我廠棧橋狀況及控制系統的選用

我廠鐵路裝車棧橋共有4個棧橋、8條鐵道，分為南北7個裝車臺、18個自動裝車鶴位。針對我廠控制室較遠及裝車站臺及鶴位較多的特點，我們在改造中控制系統采用的是和利時公司的MACSV 5-SM系統，現場裝車操作站采用的是STAHL ET-436型防爆觸屏。SM系列硬件系統是和利時公司基于現場總線技術而設計、開發的分布、開放式過程控制硬件系統，具有先進、可靠、高效、節能等特點。現場應用SM系列硬件系統的體系結構如圖1所示，主要由工程師站、操作員站、主控機籠、I/O機籠、端子模塊和通訊網絡等組成。

圖1

1.3 棧橋裝車操作順序程序（如圖2）

圖2

2 部分重要控制邏輯的實現

2.1 液壓油自循環閥聯鎖邏輯開發

當進行鶴管操作時，打開控制油路電磁閥時，同時關閉自循環閥，當操作完成，關閉操作油路電磁閥時，同時打開自循環閥。

液壓站動作：裝車時，在啟動液壓油泵時，自循環閥與液壓油泵同步打開，提供液壓油循環通路。避免油系統憋壓。開發邏輯見圖3。

圖3

2.2 爬車系統控制邏輯

爬車進行前進時，油斗收回必須到位，才允許爬車前進動作；爬車后退時，不需要油斗收回信號，爬車后退指定時間后自停；前進與后退有互鎖，不能同時執行兩個動作。

（1）爬車前進邏輯如圖4。

圖4

（2）爬車后退邏輯如圖5。

圖5

2.3 鶴管動作邏輯的實現

（1）鶴管下降動作控制邏輯（如圖6）。

圖6

CV2_N34：二棧橋南臺3道鶴管下降油路開通。

CK2_N31：二棧橋南臺3道油斗提起回訊。

CK2_N34：二棧橋南臺3道鶴管下降回訊。

CV2_N32：二棧橋南臺3道油斗收回油路開通。

CV2_N34MAN：S3鶴管下降手動操作。

CV2_N33：二棧橋南臺3道鶴管上升油路開通。

（2）鶴管上升動作控制邏輯。

自動控油：工藝要求裝車完成5s后自動啟動液壓泵自動提鶴管，鶴管上升15s后，停止10s控油完成后自動上升到位。組態中，裝車完成5s后，同時將ZQ2_S3P置1執行鶴管上升動作并開始15s計時，15s計時到后將ZQ2_S3Q置1并開始10s計時，時間到提鶴管到位。其組態邏輯如圖7所示。

圖7

2.4 裝油閥控制

手動關閥：可以隨時按觸屏上的裝車閥按鈕，進行關閥。

說明：按鈕是一個翻轉按鈕，開和關用同一個鈕。

3 裝車計量

裝車計量采用質量流量計測量，具有測量精度高的特點，能夠達到出廠計量級的標準，直接出廠計量，既減少了裝車計量檢尺時間，又降低了操作人員的勞動強度。質量流量計與系統采用脈沖和RS485兩種方式傳輸數據，其中脈沖計數方式用于裝車控制，就是畫面上的當前量；RS485通訊是將流量計內的累積量讀出來，經過計算，得出每車的實際裝車量，用于出廠計量。示意圖如圖8所示。

圖8

4 實現的效果及意義

和利時MACS控制系統在我廠裝油棧橋自動控制上的應用，實現了遠程對裝車鶴管的監視和控制，提高了自動裝車的效率和準確性，同時也對鐵路鶴管裝車崗位危化品操作人員實現了本質安全，為石化系統鐵路鶴管裝車開發提供了一套典范的應用實例。