摘要：对于大型石化企业来说火车大鹤管装车是新型的一项技术，具有较高的装车效率和精确度，能够尽可能降低耗损，减轻员工的工作量，便于实现工厂管理。该技术能够实现多技术的应用，比如控制主阀，采用进口液动阀门实现多种控制功能，集成多样的回路和方案控制，现场安全就绪，功能齐全的控制软件，实现软件设定，小爬车防撞等功能，能够进一步保护大鹤管设备实现安全稳定运行，进而在国内大鹤管控制系统中能够为其提供技术支持。
关键字：火车；装车；大鹤管；控制系统；设备运行；安全
对于大型石化企业来说，火车大鹤管装车是新型技术，能够显著提升装车效率和精度，降低耗损，尽可能降低员工的工作量，便于实现工厂集中化管理，然而由于传统大鹤管的投入成本较高，对于相应的基础要求较高，因此控制系统的精确度和稳定性是十分重要的。基于调研一些国内石化企业的前提下，总结了目前国内外在产品生产上的经验教训，并根据某公司火车装车特点和实际经营情况，进一步对火车装车大鹤管控制系统提出了相应的要求。本研究以某石化公司作为研究对象，对其大鹤管装车主要是油三线和油四线上安装大鹤管，中间会相隔三个罐车，距离每条线可完成26节槽车的装车作业。其中油三线即柴油线，能够完成同一品种油品的装车，设置一个回流阀，而油四线即汽油线能够装两个品种油品，设置两个回流阀，两条线路能够从本地车间装车，或从距离几十公里的地方装车，分别设置两个回流阀，大鹤管装车中设置四个主控阀，每个大鹤管上设置一个紧急切断阀，同时还设置两个尾气回收阀。从整体系统上来看，其使用的是可编程控制系统的结构，能够实现大规模的自动装车，定量实时监控，上位机装车管理等多种功能，能够符合国家当前提倡的节能环保，安全，高效等理念。
1 火车装车大鹤管的相应要求
首先从设计原则上来看，为实现大鹤管装车并完成批量和自动计量控制，能够与上位机通讯之间实现远程监测，在技术上处于行业领先位置，此外该系统具有较高的稳定性，可靠性，精确度，需要加强实用性，能够保障完成系统功能的前提下使系统更加简单化、直观化，便于工作人员的操作和后期维护，该系统具有一定的拓展性，能够用于功能拓展，实现与其他系统的互联互通。
从设计需求上来看，对于原油三线的14号车位来说，可以设置两套大鹤管完成柴油的装车操作，同时也可以从成品油罐中到装车线进行装油，当大鹤管不进行装车时，成品油走副线进入储存车间，且不会影响油品输送，能够使管线实现两用功能。而油四线主要装的是普通汽油和组分油。在1号和14号鹤位中设定两套大鹤管，能够与柴油大鹤管共同使用同一个平台，当在汽车装车过程中1号和14号的大鹤管能够从车间现有的装车泵进行装油操作，同时也可以从成品油罐区进行装油。当大鹤管不进行装车，此时成品油将进入车间油罐中。当装组分油时，1号和14号大鹤管是由车间组份油完成付车的，当不进行装车时，直接会回流进组分油的油罐中，两条套大鹤管在具体使用过程中可以单独使用，而且彼此不会受到干扰。小爬车防撞。在系统软件控制过程中，可以增加314、414大鹤管的防撞连锁功能，基本能够防止在没有发车时，能够申请优先发车301和401，此时爬车会撞向314、414。这种情况下会使大鹤管被撞坏。从控制方案来看，如下表所示，为某石化公司火车装车大鹤管工艺回流控制方案以及相应的阀门情况。从这些数据上可以看出，有两个柴油控制方案和三个汽油控制方案，共设计了五套方案，有5个回流控制阀，四个主控制阀，四个紧急切断阀和两个尾气回收阀，共设计了15个阀门。
2 大鹤管的控制系统分析
首先从系统要求上来看，要求该系统需要将误差控制在3.5‰的范围内，能够符合国家有关标准，可以采用多段电液阀作为控制主阀，在装油过程中需要实现安全联锁控制，采取分散控制的方式集中管理，上位机与控制器可以采用PROFIBUS的连接方式，其数据传输效率达到了1.5 M，当传输效率为500K时，此时需要控制传播距离在1000米的范围内。要求系统的软件具有较强的灵活性，和良好的人际互动界面，操作比较简便，系统权限可分为三个等级，包括操作员，系统管理员以及工程师。利用软件能够完成相应的功率浏览，具体的工艺流程图控制阀门状态显示，数据储存，计量报表生成打印等，大鹤管对位也可以采用视频实时监测的方式，整个系统需要符合相应的防护和防爆要求。
从系统的功能上来看，需要完成装车过程中数据的动态实时显示，在现场执行设备过程中还需要建立连锁保护控制区域，能够实现现场设备工作参数动态显示和故障报警，实现油品装车过程中的定量和自动计量控制，可采用触屏式的方式控制油品装车，通过闭路监视完成爬车运行的可视定位。另外需要实现数据的自动储存和报表生成打印，实现装车时静电接地，溢油等连锁保护功能，还需要具备数据生产和计算机共享的接口。
从系统的组成上来看，该系统是由上位机系统，网络通信系统，现场仪表，设备等共同构成的，其中有四套控制系统共用上位机。从上位计算机性能上来看，主要设置在检测管理室中，可通过可编程控制系统与网络通信系统进行系统通讯，能够完成系统的实时监测，数据储存管理，以多层动态模拟系统的运行情况，实时显示系统运行参数。能够自动完成数据。，整理储存，完成班报，日报等表格绘制和打印功能，也可以通过炼油厂和网络进行计算机联网。网络通讯，该系统主要是上位计算机和现场控制系统之间的重要连接纽带，现场可编程控制器统采集到的数据和设备运行状态，能够将这些数据传送给上位机进行实时监测，其允许的最大通信距离为1.2千米。火车装车控制系统，该系统主要是PLC作为核心，一台可编程控制程序能够控制两台大鹤管，完成四个大鹤管的自动计量任务。该控制器主要是由CPU，电源开关量输入输出模块，模拟量以及高速计算模块共同构成的，主要安装在炸桥控制室的正压防爆操作台中，利用可编程控制程序能够检测现场设备的位置，状态信号，根据预先设计的程序，通过输出模块控制元件，完成系统控制。PLC还配有快速计算的模块，能够接收流量变送器传输的信号，并将更新好转为装油量进行定量控制。
3 工作的原理和控制过程分析
通过现场操作台主要以可编程控制系统作为核心的一种系统，能够对现场四个装车鹤位进行有效控制，其具体的原理如下所示：首先完成自动控制，主要是由触摸屏和上位机进行指令的发出，由可编程控制器和相应的继电器动作准备装车的工作，爬车粗对位，启动装车，关闭回流阀，打开主控阀，经过30s后使主控阀处于全开状态，开始装车，当实装量高于关闭控制阀二段之后需要打开回流阀，当实装量高于预装量时需要关闭一段主控阀，再进行下一头工作，在这一过程中需要借助可编程控制系统完成每个设备的控制时间，到位之后再完成下一设备动作。高液位控制。无论采取哪种方式完成装车，当液位上升至一定高度时，此时高液位信号节点闭合，完成装车，同时还会关闭其他的阀门。防静电接地控制，无论采取哪种方式装车接地电阻高于设定值时会打开回流阀，关闭主控阀，暂停装车，通过人工处理之后当接地电阻低于设定值时，继续进行装车操作。从大鹤管设计到施工经历了六个月的时间，实现了施工投产的相应需求，在本研究中通过设计汽油，柴油回流阀门，采取5种回流方式从结构的原理和逻辑程序上来看相对复杂，控制软件经过多次调试，能够满足基本的运行需求。经过两年装车，该系统能够实现稳定运行，操作简便，具有良好的人机互动界面，基本能够达到相应的设计需求。大鹤管装车过程中采用的是密闭装车，能够从一定程度上减少装车过程中槽车口敞开的时间，提升装车安全性，节约能源。
小结
总言之，在本研究中通过阐述火车装车的控制系统，并采取现场安装就绪按钮，设计功能齐全的控制软件，控制主阀采用进口液动阀门等多种方法，实现对大鹤管设备安全稳定运行的保护，目前该系统已经处于国内领先位置。
参考文献：
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[2]于国军，王晓梅，杨易朋，et al.质量流量计在定量装车系统中的应用[J].炼油与化工，2017（1）.
论文作者:魏伟,李炜,孙飞,孙海燕
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/29
标签：系统论文; 控制系统论文; 可编程论文; 上位论文; 过程中论文; 设备论文; 火车论文; 《基层建设》2019年第14期论文;