大鹤管装车自动化技术现状与升级方法探讨

大鹤管装车自动化技术现状与升级方法探讨

王刚

中国石油西北销售长沙分公司

摘要：成品油油库铁路大鹤管装车系统完全靠人来保证装车的安全，操作人员在现场的操作室装车避免不了受到油气的侵害，操作人员在现场装车存在一系列安全隐患，并且增加了人力成本。另外随着安全生产需求的不断提升，原有系统中部分安全检测设备、应用技术与系统功能，已经不能满足装车安全及管理的需要，急需进行升级改造。

关键词：系统改造 鹤管定位  溢油探头  安全联锁

实现大鹤管装车中控室远程操控自动化装车，减少现场操作人员，让操作人员远离有毒有害气体的危害。

一、改造建议

1、系统改造方案：

1）优化大鹤管装车上位机：

增加一台服务器，使大鹤管发油数据管理系统成为双机热备系统、将现有两台配置低的上位机更换成高配置工控机，并将目前现有控制架构更改为：PLC数据 ——服务器—— 上位机。这样可以实现扩展多个上位机，或者多个PLC硬件组态连分别连接两台上位机，服务器做为数据存储服务器。

2）远程装车软件配置

   两台新工控机，用于远程装车操作，进行软件升级，使用正版IFIX5.1系统软件，安装远程操作界面，并配置好PLC控制点，增加现场设备动作语音、报警语音播报。逐步实施远程装车操作，操作方式采用可靠性较高的鼠标操作方式。另外在中控室汽柴油上位机旁增加两个ESD急停按钮，在发现现场出现不安全状况时，一键急停，避免事故的发生。

3）优化数据通讯流程：

新增2根16芯光纤，一根为柴油鹤位直接到中控室，另一根为汽油鹤位直接到中控室，使视频及新增安全设备的信号传输保证实时性，从而避免因转接环节多而产生的延迟、卡顿等现象的发生，并减少故障率。

2、增加鹤管定位设备和监控设施，保证鹤管对位的准确性：

在大鹤管装车现场每个鹤位操作室外增加一台监控摄像机，用来监控自动定位系统对位的情况。

3、增加安全联锁，确保装车过程中的设备与设施的安全：

a、栈桥活动梯与小爬车的联锁：在所有的栈桥搭车活动梯都安装上安全联锁装置，假设有一个活动梯没有归位，爬车都不允许动作，并在栈桥来车方向显示红灯警示列车不准取车。

b、小爬车与大鹤管的联锁：在小爬车前进过程中大鹤管不能做任何升降动作。确保大鹤管装置的安全。

c、小爬车退车联锁功能：当小爬车推动罐车到罐口预定位置附近，对位设备检测到罐口后，即向控制系统发出信号表示爬车前进以及到位，这样系统指令小爬车前进停止并开始后退，后退至正在装车的罐车后车轮及待装车罐车的前轮之间停下，等待下一次的推车。

d、新增大鹤管移动小车归位功能：在大鹤管移动小车轨道的两端安装防爆行程开关，通过程序联锁，实现每节罐车装车完毕后鹤管自动返回初始位置的功能。此初始位置设置在来车方向，鹤管对位时可有效利用小车的全部行程。此做法第一可以避免鹤管运行过位导致横向移动液压缸的损坏；第二可有效避免罐车推过位，需要人工进行爬车反爬的问题。

e、增加罐车车位检测装置：

    在大鹤管装车时罐车位置的前进方向设置1~2对红外线防爆对射装置，用来限制爬车推动罐车前进的位置，保证罐车行进的不过位，该对射装置与爬车前进功能联锁，作为爬车推动罐车前进的极限位置限制，只在爬车推车出现异常时，与行程开关一起起到双重保护的作用，防止因爬车形成开关失效而造成的罐车推过位和发生事故。

4、更换液位开关：

将单点式液位开关更换成可针对不同车型的4点式全液位报警开关，该液位开关在铁路大鹤管付油作业中，可根据不同型号火车罐体装油的液位高度不同，制定不同的液位报警信点 ，实现安全联锁控制付油作业，防止发生超限装车和溢油事故。

5、现场增加一些安全与警示设施：

a在每个栈桥开罐盖、关罐盖、中控室三处活动梯旁设置一个综合安全装置，该装置集语音对讲、装车操作实时语音播报、ESD急停（两个鹤位分别设置）于一身，使现场操作与中控室能够实时进行语音沟通，并使现场操作人员能够随时观察大鹤管装置的每一步动作是否正确，如果设备或现场出现异常，操作人员可随时利用ESD装置终止设备的运行，从而保证生产及现场人身安全。

b装车现场及中控室加装声光报警，在火车送车和取车过程中，以及现场出现异常情况或进行警示；

6、中控室增加多功能系统及语音系统：

a、语音播报系统：中控制室增加声音广播音响（播放报警、设备动作、装车信息、人员登录及退出等）。为了方便控制室与现场的沟通，可增加防爆对讲系统，现场增加防爆扩音器及话筒，中控室与现场实现实时通讯。

b、操作人员录入权限: 增加显示器正面增加摄像头（人脸识别，倒班人员登录）。

c、信息文字资料存档：增加打印机，当装车完成时进行打印装车信息，仿霍尼TAS系统增加装车始发站、罐到站、容表号等信息。

7、增加遥控泡沫灭火装置

综合大鹤管装车设施的特点，可采用移动泡沫灭火装置与防爆遥控消防泡沫炮相结合的方式，将防爆消防泡沫炮向下吊装在距离罐车装车时的罐口上方位置10米远的地方，采用金属软管与配套消防泡沫管线进行连接，配套消防泡沫管线沿着6.5米平台向栈桥外管廊方向敷设，然后沿管廊敷设到7号道路路边的管廊人员上下通道旁，引到距地面1米处，设置与移动灭火装置连接的消防专用快速接头。发生火灾时，可迅速将移动泡沫灭火装置与防爆遥控泡沫炮相连，并连接附近消火栓后打开阀门，便可以在100米外进行遥控灭火，这样既可以达到迅速覆盖灭火的效果，又保证了参与灭火人员的安全。

8、升级软件系统：

1）根据新增加设备及安全联锁功能，对大鹤管装车PLC逻辑控制软件进行升级；

2）对远程监控系统及管理软件进行升级;

3）对大鹤管计量单据系统软件升级；

4）替换大鹤管自动对位系统软件；

二、改造完自动化装车操作流程如下：

a、铁路送槽车进入火车道线当从车牌识别收到报文后进行存储同时语音广道线、车型、车号。

b、当进车完成后人员在上位机界面手工进行分配鹤位的装车数量，在分别完成后装车现场安全人员进行指纹上岗确认、然后按顺序进行语音播报装车数量、车型、车号、设定量。

c、当现场安全人员确认可以装车后，爬车按顺序推送第一车，自动定位、自提收油斗落鹤管、开始装车、装车过程安全员实时监测如果有情况按下ESD则装车过程暂停，各环节进行语音状态提醒。

d、当一节装车完成后顺序爬车在装下一节，同时语音播报相关信息，

e、当所有罐车装完后，打印装车信息，人员根据打印单核对流量计表数、在单据上填写铅封号、投尺高度等信息。

f、所有操作完成后，现场操作人员在指纹机上录入确认离场。

三、升级后系统先进性

系统集成多种智能技术，具备生产信息智能分析、安全联锁智能保护、控制参数智能修正、数据信息智能管理等功能，实现装车系统的智能化运行；

系统软、硬件采用模块化设计，可根据需要任意组合，灵活配置；

系统安全联锁及数据交互采用网络化方式运行，管理、控制层采用一体化设计，数据无缝连接；

系统采用数字高清摄像系统，实现设备动作过程、人员操作流程的远程清晰细节监控及录像存储；

装车控制台性能达到目前国内先进水平，功能丰富完善，操作方便，维修简便；

操作及管理软件界面友好，操作简洁，提示信息丰富；

生产过程安全性

系统共设计有30余种安全联锁保护机制，保证系统的安全稳定运行；

关键设备运行设计有软、硬件双重互锁保护机制，如：活动梯、静电夹没有收回，爬车不允许动作；

系统可自动判断同一道线前后罐车组车距，当车距小于设定值时，自动屏蔽后端爬车操作，避免发生追挂事故；

系统可智能判断故障级别及种类，实现分级报警联锁控制，并可实现一键式远程、就地紧急停车保护功能；

可燃气体浓度信息实时远程监控，浓度超标报警自动联锁大鹤管系统停车、关阀；

智能安全装车控制，保证初始、结束装车流速＜1m/s，过程装车流速＜4.5m/s，自动控制油品浸末鹤管口后全速灌装。

装车量限制功能

将铁路罐车的几十种车型全部录入到控制系统内，并对每种车型的安全容量、最大装车量进行维护，当装车系统运行，控制软件采用智能纠错，当检测到设定量大于罐车装载能力时，可自动报警并拒绝装车指令的执行，防止冒罐事故的发生。

使用操作人性化

软件画面完整、直观，操作简单方便；

丰富的信息提示功能：报警及联锁保护信息自动提示，顺序控制联锁逐步操作提示，系统故障自动诊断及提示；

多种供选择的操作控制方式，适应不同操作需要；

车辆信息、操作数据、环境影响信息智能化记忆。