PLC在自动装车计量系统中的应用.pdf

D o i l 0 ． 3 9 6 9 ． i s s n ． 1 6 7 1 1 0 4 1 ． 2 0 1 3 ． 0 2 ． 0 1 3 P L C 在自动装车计量系统中的应用 唐靖伟 盘锦北方沥青股份有限公司， 盘锦 1 2 4 0 2 2 日廑旦塞 臼 摘要 本文重点介绍P L C 在 自动装车计量系统中的应用， 论述油品装车系统的组成、 功能及自动控制过程， 通过实际应用 验证自动装车系统的可靠性、 稳定性、 数据管理的科学性。 关键词 P L C； 数据库 自动装车计量系统 一 中图分类号 T P 3 4 2 ． 3 文献标志码 B Ap p l i c a t i o n o f P LC i n a u t o ma t i c l o a d i n g me t e r i n g s y s t e m TANG J i n g we i P a i n B e i f a n g No r t h e r n As p h a l t C o ． ， L t d ． ， P a n j i n 1 2 4 0 2 2 ， C h i n a Ab s t r a c t Th i s ar t i c le f oc u s e s O ff t h e ap p l i c a t i on o f PL C i n a u t oma t i c l o a d i n g me t er i n g s y s t e m， d i s c u s s e s oi l l o a d i n g s y s t em c omp on en t s ， f u n c t i on s ， a n d au t o ma t ic c on t r ol o f t h e p r o c e s s ．Th e p r a c t ic e s h a v e v e r i fi e d t h e r e l i a b i l i t y ， s t ab i l i t y an d s c i en t i fi c d a t a ma n a g e me n t o f t h e au t o ma t i c l o a di n g s y s t em． K e y wo r d s PL C； d a t ab a s e；au t o ma t ic l o a d i n g me t e r i n g s y s t e m 0 引言 近年来汽车槽车和火车槽车自动装车计量系统发展 较快 ， 除了完成定量控制 、 程序控制、 连锁控制、 运行监 视等功能外， 还增加了多项 自动化管理功能， 实现对生产 数据进行管理 、 统计 和查询， 使定量发油更加安全、 快 速、 准确、 科学。 盘锦北方沥青股份有限公司2 0 1 2 年2 月建成投人使 用的沥青 自动装车控制系统， 采用先进的P L C 控制技术 ， 显示 、 操作和控制分开， 发货平台更加整洁 、 美观， 并能 最大限度地解决油料的跑 、 冒、 滴 、 漏， 有效保护环境 、 减少资源浪费、 提高经济效益。 l 系统组成 盘锦北方沥青股份有限公司自动装车计量系统采用 西门子S 7 ． 2 0 0 系列的可编程逻辑控制器 P L C ， 实现对整个 装车过程的自动控制， 并提供与企业管理网通信的硬件接 口和通讯软件程序， 将数据上传到公司内部的局域网。 该系统 由硬件与发料控制软件、 监控管理软件 、 地 衡管理软件、 业务管理软件组成。 硬件包括监控计算机、 P L C 可编程逻辑控制器、 操作编码器 、 智能质量流量计、 电动控制阀、 静电接地溢油保护器等。 P L C 可编程逻辑控 制器集中采集装车现场每个装车鹤位的瞬时流量、 温度、 管道压力、 现场静电接地溢油保护状态等所有控制信号， 实现全部信号的采集检测、 执行逻辑运算、 顺序运算、 计 时、 计数和算术运算等操作的指令， 并通过数字式或模拟 式的输入和输出， 控制现场设备完成生产过程。 现场每个鹤位的定量装车值、 提单号码 、 鹤位号， 通 过操作员界面输入操作计算机中， 车牌号码 、 客户名称、 物料名称 、 进车单号、 销售单号等其他信息通过内部局域 网由数据库共享自动生成， 能够可靠、 准确地实时监测、 控制和记录装车过程中的运行状况， 每台P L C 通过通信电 缆以R S 4 8 5 总线形式与操作室中的计算机相连， 实现集 中管理 ” 。 2 系统主要功能 一 台装车控制仪控制一个鹤位的定量装车工作。自 动完成定量装车作业， 精度0 ． 2 ％。 欢迎订阅 欢迎撰稿 欢迎发布产 品广告信息 可在控制室控制远程定量装车， 也可在现场通过和 监控计算机连接的现场隔爆定值控制仪， 在灌装区提单 开票 就地自动灌装， 同时也可现场手动装车。 定量计量灌装部分采用集散式控制方式， 采用总线 方式和监控计算机连接， 在监控计算机出现故障时， 可 以通过现场的隔爆定值控制仪直接发货， 灌装， 不影响正 常的装车工作。灌装系统实现分散控制、 集中管理的现 代化控制发放管理模式。 可接入接地夹。 在接地不良时自动暂停装车作业， 保 证作业现场安全。 实现与局域 网的实时数据传输 ， 数据共享 、 装车发 油准确可靠， 报表文件格式兼容E x c e l 工作表文件， 提供E x c e l 绝大部分功能， 包括编辑功 能、 计算功能 、 图表功能等， 系统在运行 过程中可对各数据库进行查询、 保存或打印等操作。 完善的用户安全管理， 保证生产过程的安全可靠 ， 支持工程加密功能， 防止非授权人员操 作该系统。 监控计算机对质量流量计上传的数据进行分析、 判 断、 确认， 实时显示整个供油流程 、 阀 门状态 、 介质流量的动态过程等。对多种参数进行 多样化显示， 包括瞬时流量、 累计流量、 管道温度、 管道 压力、 鹤位的工作状态等。 该 自动装车计量控制系统采用 目前 较前沿 的信息技术 、 通讯技术、控制技术 、 计 量技 术， 保证一定的先进性。 3 控制过程方案 3 ． 1系统结构 定量计量装车系统采用分布式结构， 在开放式的冗 余通讯网络上分布了 多台隔爆定值控器， 这些隔爆定值控制器带有独立的功能处理器， 每个 功能处理器都为了完成特定的任务而进行组态和编程。 在装车控制室内的操作员站上就可以全面监 控装车过 程、对定量装车系统进行远程操作。同时现场隔爆定值 控制器也可以实现对现场装车的操作控制。 隔爆定值控制器具有RS ． 4 8 5 数据通讯接口， 与上位 EI C V 0 1 ． 2 0 2 0 1 3 No ． 2 4 3 臼廑周塞 日 机进行连接。 实现与局域网的实时数据传 输、 双向数据交换， 局域网内可观测到装车过程中的数 据动态， 也可以通过权限层级的设定， 对装车实现控制。 一 台上位监控计算机可管理多台下位机隔爆定值控 制仪， 通过与局域网相连， 实现数据共享。 在监控计算机 可以实现系统设置、 发油参数设置、 调试参数设置、 系统 编辑、 发油实时控制、 联机或脱机发油等， 并记录历史数 据； 下位机P L C 系统读取数据库实时向上位监控计算机 传送发油数据， 在显示界面上实时显示发油情况， 可对历 史数据进行查询， 并打印报表。 系统结构如图1 所示。 图1 自动装车计量系统结构图 3 ． 2 自动装车质量流量控制 整个发油过程采用智能模糊控制， 根据设定的发料 数量， 当到达预定发油量9 0 ％时自动调整阀门开度， 到达 预设油量时关闭阀门， 无需用户干预自动调整发油流速， 整个发油过程无任何 “ 水击”现象 J 。 如图2 所示。 图2 自动装车质量流量控制 3 - 3 系统压力控制 由于多鹤位口装车会影响泵出口介质压力波动， 需 要采取装车系统压力自动调节控制，当装车过程泵 出口 压力超过设定值， 控制系统自动打开沥青返罐阀门返流 降压 ， 实现压力 自动调节 控制在设定 范围内。 如 图3 所 示。 压力 警 图3 自动 装车 系统 压力控 制 3 ． 4 自动装车控制系统的计量 其核心计量装置采用R O T A MA S S 智能质量流量计， 它的高精度是实现定量装车灌装精度的前提和基础， 配 防爆定值控制器， 选用大力矩电动阀， 控制精度高， 低温 不易堵塞， 不锈钢阀芯硬密封， 使用可靠， 保证了计量的 精准。 3 ． 5 系统软件 先 进 的 自动装 车系统 管理 软件 ， 方便 财务做 账 和 管理 。 上位 机 分为 操作 员 、 管 理 员等级 别 ， 通 过 不 同的账户名登 录系统 。上位监 控计 算机 直接 和下 位 机P Lc系统进 行数据 交换 ，对下位机 P LC系统传 来 的数 据利用数 据库进行存 档 ， 还对下位机 P L c系 统传来 的数 据进行查 询并 给予授权 ， 能够确 保生产 的顺 利 进行 。 它是整 个系统 的 中枢 系统 ， 对 整个 系 统各 个 环节进行 实施监 控管理 ， 在系统 上实现提货 凭 证 打 印 、 发 油状 态监 控 、 出料档 案查 询 、 客户 档 4 4 EI C Vo 1 ． 2 0 2 01 3 No ． 2 墨 麦旦 案查询 、鹤位状 态显示 、工作 状态显 示等 功能O , 4 1 。 4 结束 语 经过实际运行使用表明， 该 自动装车计量系统运行 稳定、 可靠 ， 信号测量和控制调节灵活准确， 操作方便， 发油记录都可以准确无误地通过通讯网络进入计算机 ， 由管理软件进行数据处理、 存储、 统计和报表打印。 下位 机P L C系统接收监控计算机系统发来的参数， 将实时数 据送回监控计算机系统。自动控制系统达到了预期的效 果 ， 提高了设备运行 的稳定性和安全性 ， 并在工艺过程 的节能、 降耗、 降低劳动强度方面起着积极的作用。 口 参考文献 [ 1 ]储云峰西 门子电气可编程序控制器原理及应用[ M] ． 北京 机械 工业出版社。 2 0 0 6 ． [ 2 ] 贾德 胜． PL C应用 开发使 用子程 序[ M】 ． 北 京 人 民邮电出版 社． 2 0 0 6 ． [ 3 ] 严杰． 改性沥青设备P L C 控制系统的抗干扰措施[ J ] l黑龙江交通 科技， 2 0 0 3 ， 8 8 3 ， 8 4 ． 【4 ]景红云，许斌，甘付宾． 基于 7 - 2 0 0 P L C的强制式沥青混凝土搅拌 设备控制系统[ J ] 动化技术与应用， 2 0 0 9 ， 3 8 l - 8 3 ． 作者简介唐靖伟 1 9 7 3 -- ，男， 工程师， 主要现从事石油化工 自动化控 制、 供热工程技术管理工作。 收稿 日期 2 0 1 2 ． 1 2 ． 1 9 接 第3 5 页 DN2 5 0 的质量流量计无论体形尺寸还是重量都比较庞 大， 装卸一次很费劲。 本人建议采用方案 四， 在两台质 量流量计旁并联一台口径为DN8 0 、 高精度 O ． 0 5 ％ 的质 量流量计作为标准表法在线标定， 虽然一次成本有所增 加， 但从长远考虑更为合理。 5 结束语 静态计量改为动态计量后， 方面消除现存静态计量 隐藏的高空危险性和含硫危害性， 另一方面保持统一计量 标准， 保证计量精度， 减少误差， 减少交接损耗， 降低交接 计量人员劳动强度， 避免年底结算过程发生交接纠纷。 原油计量过程中每天输送量大， 若计量精度不够， 一 年累积损失的原油数量巨大， 造成公司原油二次加工 成本大大提高， 给A公司带来巨大的经济损失。 为此建立 一 套方案合理、 规模适当、 精度良好、 长周期稳定运行的 在线动态计量系统， 既可作为炼油厂和原料处之间的交 接计量， 也可作为石油公司动态计量后至A公司车运原油 量的年终核对依据。对A公司提高年度效益指标有着直 接的、 重要的经济影响。 口 参考文献 [ 1 ]焦学锋， 郑琦， 吴德贵，等．S ／ T 6 6 8 2 - 2 0 0 7 ， 用科里奥利质量流量计 测量液态烃流量[ s 1 _石油工业出版社， 2 0 0 7 9 ． 1 3 ． [ 2 ] 石油计量标准手册 第五章一 计量【 K ] ． 第一版． 美国 美 国石油协 会， 2 0 0 2 1 7 - 2 0 ． [ 3 】 郑琦，高军， 杜人和等 ．GB ／ T 9 1 0 9 ． 1 - 2 0 1 0 ， 原油动态计量 一般原则 【 s 】 ．中国标准出版社，2 0 1 0 1 ， 2 ． [ 4 ] G B ／ T 1 7 2 8 6 ． 1 ． 1 9 9 8 ， 液态烃动态测量体积计量流量计检定系统 1 ．一般原则[ s 】 ． 中国标准出版社， 1 9 9 8 5 ． 7 【 5 】 G B ／ T 1 7 2 8 6 ．2 ． 1 9 9 8 ， 液态烃动态测量 体积计量流量计检定系统 2 ． 体积管[ s ] ． 中国标准出版社， 1 9 9 8 1 3 ， 1 4 ． [ 6 】 刘志成， 陈祥光．科 氏质量流量计在外输原油自动计量中的应用 [ J ] 微 计算机信息， 2 0 0 6 ， 2 8 1 ， 2 ． 作者简介 张友兵 1 9 7 8 ． ，男， 工程师， 2 0 0 3 年毕业于西南石油学院自动 化专业从事 自 控设计工作。 收稿日期 2 0 1 3 ． 0 2 2 1 管