一、系統(tǒng)概述

定量裝車控制系統(tǒng)用于油庫、煉油廠和化工廠等場所，可滿足各種汽車和火車鶴管定量裝車的自動化控制和管理需求。實(shí)現(xiàn)從開單銷售、開票提貨、定量發(fā)油、裝車出庫、銷量核算、數(shù)據(jù)報(bào)表等功能的軟硬件功能支持。

定量裝車控制系統(tǒng)主要包含：一套上位機(jī)管理系統(tǒng)軟件、一套開票系統(tǒng)軟件和數(shù)量不等的定量控制儀、過濾器、電液閥（電動閥、氣動閥）、橢圓齒輪流量計(jì)（雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)、質(zhì)量流量計(jì)）、防爆顯示屏以及靜電溢油報(bào)警器等設(shè)備。

二、系統(tǒng)拓?fù)鋱D

 

 

定量控制線路示意圖

三、定量裝車控制系統(tǒng)發(fā)油流程

進(jìn)場確認(rèn)：空車至停車場，司機(jī)持提貨單前去開票室（控制室）確認(rèn)并拿取定量控制儀IC卡。

進(jìn)行裝車：司機(jī)將空車開上地衡裝置進(jìn)行稱重，然后將車開向鶴位，接好靜電溢油報(bào)警器、油氣回收裝置和鶴管后，刷卡獲取量，若一切安全，按下“運(yùn)行”鍵進(jìn)行自動定量發(fā)油。發(fā)油量要到達(dá)定量時，提前關(guān)閉閥門，減小流量。發(fā)油裝車過程通過通訊信號傳輸?shù)缴衔粰C(jī)管理系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)控。

完成裝車：發(fā)油完成后，需將鶴管，靜電溢油報(bào)警器和油氣回收裝好歸位放好，確認(rèn)無誤后，將車開至地衡裝置進(jìn)行稱重并前往開票室（控制室）打印單據(jù)獲取放行。

 

四、定量裝車控制系統(tǒng)功能

? IC卡自動裝車功能管理。

? 可實(shí)現(xiàn)油品定量裝車控制自動發(fā)油。

? 生產(chǎn)發(fā)油裝車控制全過程多幅畫面監(jiān)測。

? 可實(shí)現(xiàn)按體積和質(zhì)量兩種方式發(fā)油

? 實(shí)現(xiàn)自動、手動、電腦發(fā)油的多種發(fā)油控制。

? 實(shí)現(xiàn)靜電、溢油報(bào)警自動停止發(fā)油功能

? 具有數(shù)據(jù)自動存儲整理形成日常生產(chǎn)報(bào)表及打印功能

? 系統(tǒng)具有良好的拓展性，可與其他系統(tǒng)進(jìn)行對接實(shí)現(xiàn)資源共享。

 

五、隔爆定量控制器

 

本系統(tǒng)的定量裝車控制儀基于ARM芯片智能控制器設(shè)計(jì)，提供通訊接口、顯示設(shè)備并具備通訊協(xié)議。其基本組成部分包括：中央處理及數(shù)據(jù)采集單元、顯示單元（液晶漢顯設(shè)備）、鍵盤單元、接口單元（輸入、輸出端子排）和電源單元（AC220V）組成?，F(xiàn)場配有流量計(jì)、電液閥、聲音報(bào)警器、泵、靜電接地開關(guān)等組成開環(huán)控制系統(tǒng)。

本系統(tǒng)定量裝車控制儀硬件主要由一塊一體化智能控制器模塊，一塊7‘彩色液晶操作面板（含操作鍵盤）及其他輔助設(shè)備（端子、電源、防爆箱等）構(gòu)成。基于這種ARM硬件設(shè)計(jì)和構(gòu)成使得整個裝置與傳統(tǒng)的以單片機(jī)集成電路構(gòu)成的系統(tǒng)具有許多天然的優(yōu)點(diǎn)。

5.1主要功能

（1）參數(shù)設(shè)置功能

裝車儀可以根據(jù)發(fā)油需要，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)或裝車儀設(shè)定發(fā)油參數(shù)。這些參數(shù)包括：流量系數(shù)、提前量、開閥延遲時間、流體密度等。

（2）定量發(fā)油控制

確定裝車儀的工作參數(shù)之后，裝車儀就會按照的程序完成自動發(fā)油過程，當(dāng)發(fā)油量達(dá)到設(shè)定值時，自動停止發(fā)油。

（3）溫度補(bǔ)償功能

由于裝車儀配置了溫度變送器，可以采集現(xiàn)場溫度，并可對發(fā)油系數(shù)進(jìn)行溫度補(bǔ)償，提高發(fā)油精度。

（4）溢油保護(hù)功能

當(dāng)發(fā)生溢油，停止發(fā)油。

（5）接地保護(hù)功能

當(dāng)檢測到系統(tǒng)沒有安全接地時，停止發(fā)油。

（6）數(shù)據(jù)存儲功能

裝車儀控制器可以存儲60條裝車記錄，上位機(jī)隨時可以從裝車儀上讀起里面的任何一條記錄。

（7）掉電保護(hù)功能

發(fā)油過程中出現(xiàn)意外掉電時可保存發(fā)油參數(shù)，通電后可繼續(xù)發(fā)油。

（8）數(shù)據(jù)采集功能

裝車儀可采集流量計(jì)脈沖信號或標(biāo)準(zhǔn)電流信號，可以經(jīng)變送器接入熱電阻溫度信號，還可接入防溢、靜電接地夾等開關(guān)信號。

（9）閥門和泵的順序控制功能

在裝車開始時按時間順序依次打開閥（泵），裝車到定量時再按照的時間和順序依次關(guān)閥（泵），完成自動裝車作業(yè)。

（10）現(xiàn)場急停功能

裝車儀和遠(yuǎn)程監(jiān)控畫面上均設(shè)有急停按鈕，若發(fā)油時現(xiàn)場發(fā)生緊急情況，操作員只需按急停按鈕即可立即停止發(fā)油。

（11）遠(yuǎn)程和就地實(shí)時監(jiān)視功能

裝車儀配有高亮度液晶顯示屏，就地操作時，實(shí)時顯示發(fā)油進(jìn)程和相關(guān)設(shè)備的狀態(tài)，遠(yuǎn)程操作時，遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)與裝車儀同步實(shí)時顯示發(fā)油進(jìn)程和相關(guān)設(shè)備的狀態(tài)。

（12）遠(yuǎn)程/就地發(fā)油模式轉(zhuǎn)換功能

一般正常情況下均通過上位機(jī)遠(yuǎn)程發(fā)油，也可根據(jù)需要在現(xiàn)場直接發(fā)油，本系統(tǒng)中每臺裝車儀是一個完整的計(jì)量、控制和顯示單元，獨(dú)立于上位機(jī)。

（13）給現(xiàn)場儀表供電功能

本裝車儀還提供了電源輸出端子，為現(xiàn)場儀表如流量計(jì)、閥門提供24VDC和220VAC兩種類型的電源。

（14）通訊聯(lián)網(wǎng)功能

本裝車儀是一個開放的系統(tǒng)，具有強(qiáng)大的通訊和聯(lián)網(wǎng)能力，可以以以太網(wǎng)或RS485網(wǎng)等形式與上位機(jī)和其它系統(tǒng)相連。

（15）設(shè)備自檢功能

系統(tǒng)自動檢測裝車儀工作狀態(tài)，在監(jiān)視計(jì)算機(jī)可以遠(yuǎn)程地監(jiān)視裝車儀工作狀態(tài)。裝車儀發(fā)生故障時，系統(tǒng)會自動報(bào)警。

（16）操作權(quán)限設(shè)置

本裝車儀可以設(shè)置六位操作密碼，密碼級別正確方可操作。

（17）付油票據(jù)的密碼識別功能

當(dāng)來提油的客戶在操作面板輸入相應(yīng)提單號和相應(yīng)的密碼之后，系統(tǒng)自動識別該客戶名稱及本次欲提油的數(shù)量、車號、提貨名稱等參數(shù)。

 

5.2用戶操作界面

 

開機(jī)畫面

 

主菜單

 

設(shè)置菜單

 

定量控制器

 

通道控制設(shè)置

5.3系統(tǒng)綜合指標(biāo)

（1）系統(tǒng)精度：與流量表0.2 級組成后，精度可達(dá)到0.2級。

石油質(zhì)量換算采用國家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)GB/T1885--1998。

（2）供電電源：AC：220V±10%

（3）環(huán)境溫度：-30℃～+60℃

（4）下位機(jī)輸入信號要求：（機(jī)內(nèi)提供DC12V或DC24V）

a. 流量信號：頻率≦2KHZ、幅度≧1V；或4-20ma 信號

b. 溫度信號：范圍-20℃～+80℃、4-20mA；或4-20ma 信號

（5）下位機(jī)輸出信號：

a. 閥口輸出：24VDC 5A

b. 泵路輸出：觸點(diǎn)開關(guān) 220VAC 3A; 380VAC 5A

（6）下位機(jī)單次發(fā)油量：9999999.9kg。

（7）下位機(jī)掉電數(shù)據(jù)保持時間：。

（8）上、下位機(jī)通訊方式：半雙工串行異步通訊。

（9）上、下位機(jī)通訊速率：19200bps。通訊距離：1500m。

5.4特點(diǎn)

（1）高可靠性

隔爆定量控制器全部采用技術(shù)成熟、性能可靠的工業(yè)級產(chǎn)品，其核心控制器采用工業(yè)上常用的可編程控制器，液晶顯示和鍵盤輸入部分采用進(jìn)口一體化液晶操作終端，上位機(jī)監(jiān)控軟件采用成熟的工控組態(tài)軟件，使得該產(chǎn)品在性和可靠性上具有其它單片機(jī)類產(chǎn)品無以匹敵的優(yōu)勢。

（2）多重安全設(shè)計(jì)

l 隔爆定量控制器達(dá)到BT6級防爆標(biāo)準(zhǔn)。

l 裝車前和裝車過程中自動檢測接地信號，沒有安全接地時會禁止裝車操作。

l 設(shè)置多級操作權(quán)限，滿足操作權(quán)限方可進(jìn)行參數(shù)設(shè)定或操作。

l 具有設(shè)備自診斷和報(bào)警功能。

（3）聯(lián)網(wǎng)功能

根據(jù)需要，選用工業(yè)常用的RS485網(wǎng)絡(luò)。RS485網(wǎng)具有很強(qiáng)的抗干擾能力，通訊距離可達(dá)1500米以上。

（4）配置靈活

根據(jù)甲方需求，該系列裝車儀可以提供一機(jī)位 （一臺裝車儀控制一個鶴位）和一機(jī)多位（一臺裝車儀控制兩個鶴位）等多種選擇。

（5）易于維護(hù)和使用

系統(tǒng)硬件采用模塊化設(shè)計(jì),各模塊安裝簡便,易于維護(hù)；

軟件采用圖形化界面，易于操作。

（6）遠(yuǎn)程和就地兩種操作方式

本裝車儀提供遠(yuǎn)程操作和就地操作兩種操作方式。當(dāng)操作方式設(shè)定為遠(yuǎn)程時，只允許在遠(yuǎn)程管理計(jì)算機(jī)上修改工作參數(shù)，進(jìn)行裝車作業(yè)；當(dāng)操作方式設(shè)定為就地時，只允許在就地裝車儀上修改工作參數(shù)，進(jìn)行裝車作業(yè)，同時在遠(yuǎn)程管理計(jì)算機(jī)上同步顯示所有工作參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)。

 

 

六、上位管理系統(tǒng)

6.1功能描述

上位機(jī)開發(fā)軟件采用Borland Delphi7，數(shù)據(jù)庫采用Microsoft  SQL Server，實(shí)現(xiàn)信息的存儲，讀取等操作。

 根據(jù)需求分析，在系統(tǒng)中配置了1臺上位機(jī)， 1個ADAM-4520通信模塊，以及多臺定值控制儀。每個定值控制儀1個貨位。上位機(jī)分為操作員、管理員和超級管理員三級，通過不同的帳戶名登錄系統(tǒng)，享有不同的操作權(quán)限。操作員的權(quán)限，能打開發(fā)油、編輯、統(tǒng)計(jì)查詢、參數(shù)設(shè)置等菜單； 管理員能打開上述菜單，以及系統(tǒng)設(shè)置；超級管理員享有權(quán)限，可以進(jìn)行主菜單里的所有操作，并且可以對其他操作人員進(jìn)行管理。操作員可以修改自己的密碼，只有超級管理員才能進(jìn)行權(quán)限設(shè)置，即為其他人員分配新的用戶代號和密碼。根據(jù)發(fā)油現(xiàn)場的情況，發(fā)油方式可以分為單機(jī)發(fā)油和聯(lián)網(wǎng)發(fā)油：聯(lián)網(wǎng)發(fā)油時，上位機(jī)和開票系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；單機(jī)發(fā)油時，和開票系統(tǒng)斷開。 控制方式可以分為主機(jī)控制和定值控制儀控制：主機(jī)控制指由上位機(jī)控制定值控制儀進(jìn)行發(fā)油操作；定值控制儀則是在網(wǎng)絡(luò)斷開的情況下，由定值控制儀直接控制發(fā)油，此時下位機(jī)保存發(fā)油時的重要數(shù)據(jù)，一旦網(wǎng)絡(luò)接通，立即將發(fā)油信息傳送至上位機(jī)。大多數(shù)情況下，都是采用主機(jī)控制的方式。

在上位機(jī)啟動發(fā)油之前，需要行系統(tǒng)設(shè)置，包括：設(shè)置貨位總數(shù)，每個貨位的情況；參數(shù)設(shè)置，包括具體的發(fā)油貨位號、油品、密度等，并將這些設(shè)置好的值發(fā)送到下位機(jī)。在上位機(jī)中根據(jù)現(xiàn)場的情況，設(shè)計(jì)了油庫發(fā)油系統(tǒng)顯示界面，有單個貨位顯示以及總體發(fā)油情況的表格顯示：包括每個貨位的油品、定值量、定值單位、實(shí)發(fā)重量、實(shí)發(fā)體積、密度、溫度，聯(lián)機(jī)脫機(jī)發(fā)油狀態(tài)等。

發(fā)油結(jié)束后，其重要數(shù)據(jù)，如當(dāng)時的操作員，發(fā)油貨位號，油品，購油單位，單據(jù)號等，將被保存在數(shù)據(jù)庫中，作為長時間的備份，并且用于日后的查詢。有四種查詢方式：按時間查詢，按油品查詢，按單據(jù)號查詢、按客戶查詢。查詢的結(jié)果可以報(bào)表的形式打印出來。

6.2聯(lián)網(wǎng)和通訊

一般裝車控制系統(tǒng)是采用兩級主從分布控制系統(tǒng)。由一臺用于“集中管理”的PC機(jī)（上位機(jī)）和安裝在發(fā)油臺現(xiàn)場的若干臺用于“分散發(fā)油控制”的下位機(jī)（即定量裝車控制儀）組成（如圖所示）：

 

DH6409VE裝車系統(tǒng)每臺裝車儀之間通過RS485總線連接成RS485網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)行MODBUS RTU標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議。

6.3、上位管理系統(tǒng)部分功能

6.3.1、系統(tǒng)登錄

 

輸入正確的用戶名和密碼后按“確定”按鈕進(jìn)入到DH6409V上位管理系統(tǒng)主窗口

6.3.2、監(jiān)控主界面

全貌圖

 

 

 

 

 

單路控制界面

 

 

 

6.3.3、綜合查詢

 

 

   用戶可以通過單擊復(fù)選框來選擇是客戶名稱、油品名、臺位和時間范圍等來進(jìn)行綜合查詢，選擇查詢條件后按“查詢”按鈕即可看到查詢結(jié)果，按“報(bào)表”按鈕即可根據(jù)查詢結(jié)果自動生成報(bào)表，也可以將數(shù)據(jù)導(dǎo)出到Excel中方便用戶制作各種格式的報(bào)表。

 

6.3.4、開票操作

 

 

 

 

 

 

 

提貨票號為流水號自動生成，客戶名稱、車號、油品可以通過單擊 … 按鈕選擇;

輸入數(shù)量：直接輸入數(shù)字，單位為噸（如果是7500公斤輸入7.5即可）；

輸入發(fā)油臺位號，也可以從下拉列表中選擇；

輸入車號，支持輸入一位漢字加6位字母和數(shù)字的組合如“皖A12345”漢字必須從下拉列表中選擇，也可以不輸入車號。如果輸入了車號發(fā)油時可以在下位機(jī)顯示車號；

按“保存”按鈕提示保存成功，按“Yes”按鈕顯示打印預(yù)覽窗口

 

 

 

 

 

 

在打印預(yù)覽窗口工具欄中按“打印”按鈕即可打印，打印過后按“關(guān)閉”關(guān)閉打印窗口就可以填開下一條開票記錄。

6.3.5、發(fā)油操作

 

在臺位狀態(tài)界面，選擇需要發(fā)油的臺位->單擊【發(fā)油操作】按鈕即可顯示如下畫面

 

選擇需要發(fā)油的未發(fā)油發(fā)油記錄，單擊【發(fā)油】按鈕會提示用戶確認(rèn)票號、發(fā)油數(shù)量、臺位是否正確，確認(rèn)無誤后單擊【Yes】，單擊【No】可取消發(fā)油。

 

幾秒鐘后顯示“數(shù)據(jù)傳送成功”，此時在下位機(jī)顯示電腦傳送的發(fā)油數(shù)據(jù)（包括：重量、票號、車號等信息）,發(fā)油操作員核對無誤后按“運(yùn)行”按鈕即正式進(jìn)行發(fā)油操作。

控制1、控制2：電液閥開關(guān)指示。

控制3：泵開關(guān)指示。

靜電：靜電指示。

 

下位機(jī)開始發(fā)油操作后，上位機(jī)電腦自動已發(fā)油開票記錄同時建立一條已發(fā)油記錄并存檔，在上位機(jī)電腦上可以觀察到所有的發(fā)油信息，這些信息顯示如下

 

泵閥運(yùn)行狀態(tài)和發(fā)油進(jìn)度如下圖

 

 

 

6.3.6、用戶密碼及權(quán)限管理

 

 

6.3.7、油品、價(jià)格設(shè)置

 

 

 

6.3.8、客戶管理

 

七、電液閥

 

 

 

7.1活塞式電液閥簡介：

活塞式電液閥是由電磁先導(dǎo)閥控制膜片運(yùn)動的液動閥。該閥具有密封好、無泄漏、慢開慢關(guān)可調(diào)動功能。適用范圍廣。是石油化工行業(yè)對輸送介質(zhì)流量實(shí)現(xiàn)自動計(jì)量及控制的終端執(zhí)行元件。

7.2活塞式電液閥工作原理 ：

活塞式電液閥由一只二通常開電磁閥、一只二通常閉電磁閥、2只3/8”小球閥(針閥)組合而成，常開電磁閥裝在被控制回路的上游管路上，常閉電磁閥裝在被控制回路的下游管路上。

活塞式電液閥在管道輸送介質(zhì)過程中，當(dāng)需要開啟閥門時，由計(jì)算機(jī)發(fā)出閥門開啟信號，常開電磁閥通電（關(guān)閉），同時常閉電磁閥通電（開啟）。這時，由上游通向主閥膜片上的腔室通道被截止，主閥膜片上腔室通向下游的通道被導(dǎo)通。此時，膜片下部 的壓力高于上部壓力，主閥膜片上的腔室的介質(zhì)通過常閉電磁閥通道排向下游管道，主閥被打開。

當(dāng)需要關(guān)閉閥門時，由計(jì)算機(jī)發(fā)出閥門關(guān)閉信號，常開電磁閥斷開（開啟），同時常閉電磁閥斷開（關(guān)閉）。這時，由上游通向主閥膜片上的腔室的通道被導(dǎo)通， 主閥膜片上的腔室通向下游的通道被截止。上游的高壓介質(zhì)通過常開電磁閥進(jìn)入主 閥膜片上的腔室。此時，膜片上、下部壓力相等，在彈簧力的作用下使主閥關(guān)閉。

活塞式電液閥在主閥開啟和關(guān)閉過程中，常開電磁閥通電（關(guān)閉），常閉電磁閥斷電（關(guān)閉）。這時，上、下游通道均處于截止?fàn)顟B(tài)，介質(zhì)壓力被截聚在主閥膜片上腔室內(nèi)， 使得主閥由于液壓差而被鎖死在固定的打開位置上，從而保持了主閥出口送出一個 恒定的流量。當(dāng)上游流量發(fā)生變化時，由計(jì)算機(jī)根據(jù)流量儀的反饋信號給相應(yīng)的電 磁閥發(fā)出信號，就能重新自動調(diào)節(jié)到預(yù)先設(shè)定的流量值。

活塞式電液閥在被控制回路中裝有二只小球閥(針閥)作為主閥的響應(yīng)閥，裝在上游被控制回路中的一只為關(guān)閉調(diào)節(jié)閥，裝在下游被控制回路中的一只為開啟 調(diào)節(jié)閥?？筛鶕?jù)介質(zhì)的粘度和使用的實(shí)際管道壓力，分別調(diào)節(jié)二只小球閥(針閥)的 開度就能微調(diào)主閥的開啟和關(guān)閉；小球閥(針閥)關(guān)閉程度不超過滿量程的4/5。

活塞式電液閥在下控制回路中還裝了一只小球閥作為手動控制閥，當(dāng)斷 電或電磁閥不能工作時，人工操作該閥就能使主閥開啟或關(guān)閉；也可檢測閥芯膜片是否損壞。

八、靜電溢油報(bào)警器

本產(chǎn)品可以與裝車控制儀直接連接，當(dāng)檢測電阻值大于60Ω時，現(xiàn)場聲光報(bào)警，并輸出標(biāo)準(zhǔn)開關(guān)量信號，使第三方設(shè)備自動斷開與控制系統(tǒng)的連接，保證靜電接地的可靠。

在汽車裝車臺的油品、化工品的罐裝過程中，為避免溢油溢液現(xiàn)象的發(fā)生，當(dāng)液面達(dá)到高度時，本產(chǎn)品可以提供現(xiàn)場聲光報(bào)警，并同時輸出標(biāo)準(zhǔn)信號，連鎖控制泵閥。

8.1 性能特點(diǎn)

? 輸出標(biāo)準(zhǔn)信號供給微機(jī)，連鎖控制；

? 提供現(xiàn)場聲光報(bào)警，有正常、報(bào)警、故障三種狀態(tài)，清晰直觀；

? 具有液位開關(guān)自檢功能；

? 液位開關(guān)自主研發(fā)，設(shè)計(jì)；

? 防雨防銹設(shè)計(jì)。

8.2技術(shù)參數(shù)

? 防爆等級：Exia II BT6

? 電源：24VDC

? 檢測電阻：< 60Ω

? 相應(yīng)時間：：< 2s

靜電防溢安全保護(hù)裝置構(gòu)成方式如下圖所示：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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