基于数字地磅技术的定量装车控制系统

近年来，随着称重技术的飞速发展，在提高产品质量、降低生产成本、保证 安全生产、减少环境污染等方面，基于数字地磅技术的定量装车控制系统越来越发挥着 更大的作用，精确的监控和计量对于提高企业的经济效益具有重要的意义。该文叙述了一 种应用于化工行业的定量装车系统及其控制技术，具有一定的参考应用价值。

1.前言

石油化工企业及油库日常的原料、成品的装车 (火车、汽车）、装船作业十分繁忙，因而迫切需求机 械化自动化程度高、安全可靠性好、便于操作维护的 自动装车控制系统。由于液下密闭小鹤管装车具有 节能、安全等优点许多企业均巳采用这种装车设备。

该系统基于数字化地磅称重技术，以西门子PLC 为控制核心，功能齐全、技术先进、结构合理、操作方 便、运行稳定可靠，能有效地完成装车作业过程中的 动态称重、参数设置、数据采集、定量控制、防溢防静 电联锁控制、运行监控、报表打印等各项工作。装车 精度高、速度快、杜绝人为差错、减少环境污染、高效节 能、安全生产、省人、省力、省时,经济效益十分显著。

整个系统主要由数字地磅、汽车装车鹤管及

找桥、大屏幕显示器、多段式控制阀、操作按钮柱、防 溢防静电接地检测开关、PLC控制系统和计算机管 理系统等组成。

其中可根据需要选择配置防爆IC卡、防爆监 控等。

3.主要技术指标 防爆标志:Ex ib ib) IICT4 基本参数：

静态准确度等级：符合JJG555-96： OIML R76)

中准精确度⑩

装车动态精度：±).1% 允许误差：

工作温度：称重显示控制器：-10-40^;称重部 分：-40^70 蚓

相对湿度：040%RI|但须无结露）

,… +10%

电源：AC220V. 15%; 50Hzd2%

双管密闭汽车装车鹤管：公称口径DN100;设 计压力1.6Mpa

活动梯：水平伸展长度1350mm;踏步宽度 548mm;操作角度90°?30°

双侧作业汽车栈桥:4000 >2000 >250(( mm) 防溢油静电保护系统：工作电流15mA;响应时 间<2秒

4.定量装车的工作流程 空车行至操作室窗口进行业务确认，在计算机 上输入用户名、车号、鹤位号、定量值等参数后，司机 得到一张标有指定鹤位号的装车单。接着空车开至 指定鹤位，在鹤位下的数字汽车衡上停稳，然后放下 鹤管，接好防溢防静电接地检测开关，一切正常，按 启动”按钮，系统自动去除槽车皮重。PLC按程序通 过多段式装车控制阀控制加料，先保持慢加料，当物 料淹没鹤管后再快速加料。系统时刻监视槽车内的物料重量，当槽车内物料达到予置的第一提前量时, 系统发出信号，通过控制阀关闭快给料，系统继续保 持慢给料。当物料达到最终装车设定值时，系统关闭 装车控制阀，完成装车。满车驶离鹤位，司机行至控 制室窗口取出打出的装车单后离场出门。

5.基本功能和特点 5.1数字化的地磅称重模式 基于数字地磅装车方式，边装车边计量，高效 快捷、精度高。采用100吨无基坑数字地磅，其信 号传输采用数字通讯技术，总线结构，RS485接口实 现信号远距离传输。在校验、抗干扰等方面具有较大 的优势，在防止利用遥控接收装置进行作弊这方面 也具有非常显著的效果

5.2高精度的装车控制 基于西门子S7- 300 PLC控制技术和符合JJG555 -96： OIML R76)中准精确度⑩的数字汽车衡称重 技术，其动态装车精度可达0.1%，完全满足物料的 装车贸易需求。

5.3智能化的称重模式 高可靠性的产品满足恶劣的工业现场，具有装 车称量参数设定功能，可设置多级给料设定值，并在 称量过程中相应发出给料控制信号，称量准、精度 高；具有置零和自动零位跟踪、自动落差补偿功能; 具有自动去皮功能；具有抗震动的数字滤波功能。

5.4可靠的安全保障

防爆电子衡器系统防爆等级：Exib( ib) IICW， 现场其它电气设备同样均采用防爆型式。具有防溢、 防静电连锁控制功能：控制系统探测到防溢液位开 关动作：意味着异常满罐）立即关闭灌装阀，探测到 防静电接地开关动作意味着防静电接地断开）立即 关闭灌装阀。灌装和检测系统连锁动作，有效地保证 了系统的安全。当装车阀门打开而槽车重量不增加。

如超过设定时间，系统报警或切断装车阀门。系统 通过用户名、密码、权限的设置,可以确保系统的安 全，防止系统参数及数据被随意更改。

5.5实用的操作方式

充分结合现场的实际情况和用户需求，注重实 用性、有效性。系统操作灵活方便,界面直观,便于 现场操作人员使用和维护。

5.6完善的计算机管理功能 实时数据监控,人机界面友好、直接,可以通过 全貌图“单鹤位图”等窗口以图形或文字方式进 行显示整个装车过程,操作简单实用,运行可靠,并 有在线帮助系统。即使非计算机专业人员根据系统 提示，也能较快掌握对控制系统的操作。可打印各 种报表和查询历史装车记录。

5.7丰富的可选择推荐配置 用户可根据需要选择防爆监控、防爆IC卡、防 爆防作弊系统和防爆交通信号灯等装车辅助设备。

6.系统设计的几个关键问题

6.1数字地磅主要由钢结构承重台、数 字称重显示控制仪表、数字式称重传感器和基础四 部分组成；秤台整体采用设计模块化、标准化、系列 化、可以自由组合成744米范围内多种规格尺寸 的地磅。采用模块化秤台，承重台为根据长度不 同，几段全钢框架组合结构，承重台结构为槽钢、钢 板焊接而成箱型框架结构，板式箱型体的框架构件 具有良好的称重能力，强度、挠度均达到技术要求， 有良好的抗过载能力。传感器受力位置设计在各种 车型的轮下方，垂直受力，受力形式最佳，有良好的 使用性能和最佳的安装形式。汽车衡秤台整体结构 采用无盖板方式设计，表面无活动盖板，整体外形美 观大方。秤体的传感器支点与受力点重合，则轴载 荷重产生的翻转力矩为零，秤台受力后重心更加平 稳。地磅限位装置采用外置式，安装在地磅的 两端外侧，便于观察汽车衡限位情况，及时发现因限 位装置松动、卡死造成地磅计量失误等问题。

6.2装车鹤管关键的部位是旋转接头，该系统 选用的鹤管设计配有高性能的旋转接头，旋转接头 具有设计合理、旋转灵活、密封性好，能适应较为恶 劣的环境。旋转接头内圈304不锈钢，外圈材料采 用合金钢，密封面奥氏体不锈钢，增加抗点蚀，钢球 材料为GCr15，旋转接头主密封采用填充聚四氟乙 烯，内衬高弹性不锈钢板：316L)制成的骨架，因此 具有高耐磨性、自润滑性等特点，还具有磨损自动补 偿性。

6.3多段装车控制阀采用两个阀并联控制，具 有两段开-多段关”的理想加料特性。“两段开”即 开始时少量或中等流量给料，装车时当物料淹没鹤 管出口时再快速加料，减少了鹤管出口处介质的喷 射损耗和罐车液面上方物料蒸气浓度，并降低静电 积聚;‘多段关”可有效消除水击，保护管道及其管道 仪表，同时可大大提高系统装车控制精度，达到降 耗、降静电、既高速给料又平稳起闭的理想效果。

6.4防溢油静电保护系统能有效地防止液体 溢出，同时保证静电接地电阻符合相关安全标准的 规定。在石油、化工液体物料的汽车槽车装车发运作 业时，避免物料过装溢出是一个重要的环节。防溢液 位开关就是用于装车时探测槽车内液位是否接近满 溢的仪表。当槽车内液位接近防溢液位开关时，开关 动作，其信号送至装车控制仪表，控制仪发出关阀命 令，关闭装车阀，以防止物料溢出，起到防溢安全连 锁的作用，确保装车作业安全。

7.结束语

定量装车控制系统是一门综合性较强的技术， 与控制理论、传感器检测技术、计算机网络技术及生 产工艺等信息相关。近年来，随着相关技术的飞速发 展，在提高产品质量、降低生产成本、保证安全生产、 减少环境污染等方面，先进的装车控制系统越来越 发挥着更大的作用，精确的监控和计量对于提高企 业的经济效益具有重要的意义。