鐵路罐車密閉裝車計(jì)量系統(tǒng)的運(yùn)行分析

分類：解決方案日期：2009-08-19 08:40:18 來源：廠商

摘要：本文從濟(jì)南分公司新上鐵路罐車密閉裝車計(jì)量系統(tǒng)的原因背景出發(fā)，闡述該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和組成；通過分析實(shí)際運(yùn)行過程中儀表比對數(shù)據(jù)，討論影響儀表貿(mào)易交接準(zhǔn)確性的各種因素，提出相應(yīng)的解決方法；最后通過鐵路罐車密閉裝車計(jì)量系統(tǒng)投用效果，證實(shí)該系統(tǒng)可產(chǎn)生的明顯經(jīng)濟(jì)效益。

　　關(guān)鍵詞：計(jì)量；質(zhì)量流量計(jì)；測量過程控制

　　一、問題的提出

　　濟(jì)南分公司每年銷售汽油約90萬噸，其中70%（約63萬噸）的汽油通過鐵路運(yùn)輸出廠。鐵路輕油裝車棧臺現(xiàn)有26個汽油裝車鶴位，一直采用敞口裝車方式，存在的問題較多：

　　1、汽油在裝車過程中，由于油品噴灑、攪動，產(chǎn)生一定的油氣揮發(fā)，不僅存在很大的安全隱患，而且據(jù)有關(guān)資料介紹每次裝車揮發(fā)油氣約為裝車量的1.8‰左右，造成相當(dāng)客觀的經(jīng)濟(jì)損失。

　　2、每月汽油裝火車約1300節(jié)，全部采用人工檢尺、測溫和采樣分析，職工的勞動強(qiáng)度比較大，同時惡劣的工作環(huán)境危害了操作員工的身體健康。

　　3、裝車過程靠人工目測液位，容易出現(xiàn)欠裝或超裝情況，給客戶和鐵路部門帶來不必要的困難。

　　隨著企業(yè)管理水平的不斷提高，為減少產(chǎn)品外運(yùn)蒸發(fā)損耗、消除安全隱患、降低職工勞動強(qiáng)度，2003年濟(jì)南分公司決定對火車輕油裝車臺進(jìn)行改造，新上一套鐵路罐車密閉裝車自動計(jì)量系統(tǒng)，并于2004年6月投用。

　　計(jì)量裝車系統(tǒng)是石油化工行業(yè)對外銷售的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它直接關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和信譽(yù)，但是我國目前的計(jì)量裝車系統(tǒng)大多采用傳統(tǒng)的儀表計(jì)量方式，就是利用DCS、PLC或A/D接口板采集現(xiàn)場計(jì)量儀表發(fā)出的頻率或模擬信號，然后在計(jì)算機(jī)內(nèi)部根據(jù)脈沖當(dāng)量或量程范圍變換成當(dāng)前的瞬時流量，然后再進(jìn)行積分累積運(yùn)算，從而完成裝車的計(jì)量工作，還有的系統(tǒng)使用與計(jì)量儀表成套的批量控制器完成計(jì)量裝車任務(wù)。

　　從上述計(jì)量過程中不難發(fā)現(xiàn)，這種傳統(tǒng)的計(jì)量方式存在以下缺陷：

　　1、無論采用上述哪種計(jì)量方法，都存在二次計(jì)量的精度損失。一次計(jì)量是在流量檢測儀表內(nèi)部完成的，然后再由檢測儀表變換成電信號輸出到外界供檢測計(jì)量系統(tǒng)使用，那么無論二次計(jì)量精度有多高，都存在一個精度損失的問題，因此造成了不必要的二次計(jì)量精度損失，而計(jì)量精度是裝車系統(tǒng)中的關(guān)鍵指標(biāo)。

　　2、計(jì)量儀表本身所具有的性能沒有充分發(fā)揮出來。近年來隨著IT技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，許多智能化儀表不僅具有就地顯示、補(bǔ)償運(yùn)算等功能，而且還具有遠(yuǎn)程數(shù)字通信的功能，但與之相應(yīng)的智能化系統(tǒng)卻沒有及時跟上，使得儀表性能提高了，系統(tǒng)成本并沒有降低，系統(tǒng)集成仍沿襲舊的傳統(tǒng)，儀表的先進(jìn)性、方便性和靈活性沒有充分發(fā)揮出來。

　　鑒于此，我們在新上的鐵路罐車密閉裝車自動計(jì)量系統(tǒng)中充分利用了目前計(jì)量儀表的數(shù)字通訊性能，采用現(xiàn)場總線的方式直接從計(jì)量儀表中讀取各類參數(shù)，有效解決了傳統(tǒng)計(jì)量裝車系統(tǒng)的缺陷，進(jìn)一步提高了汽油出廠計(jì)量的準(zhǔn)確性。

　　 二、鐵路罐車密閉裝車自動計(jì)量系統(tǒng)的組成

　　由深圳富思達(dá)公司開發(fā)的自動計(jì)量系統(tǒng)由現(xiàn)場控制器、遠(yuǎn)程控制室、操作微機(jī)、計(jì)量微機(jī)和MIS網(wǎng)關(guān)等五部分組成。現(xiàn)場控制器負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場信號、控制閥門和裝油過程控制。操作微機(jī)通過現(xiàn)場總線收集現(xiàn)場控制器數(shù)據(jù)，形成各類記錄，轉(zhuǎn)發(fā)操作員控制命令；通過內(nèi)部局域網(wǎng)與計(jì)量微機(jī)相聯(lián)，計(jì)量微機(jī)與總廠信息網(wǎng)相聯(lián)，并提供裝油基本信息。MIS網(wǎng)關(guān)存儲基本信息供上級管理部門查詢。

　　系統(tǒng)中的五個部分通過兩種內(nèi)部通訊網(wǎng)絡(luò)相連，其中操作微機(jī)和定值控制器之間通過RS485標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線連接，通訊接口采用光電隔離技術(shù)，最多可連接64臺現(xiàn)場控制器，最大距離為1200米，連接電纜為屏蔽雙絞線；操作微機(jī)、計(jì)量微機(jī)和MIS網(wǎng)關(guān)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用標(biāo)準(zhǔn)ETHERNET，使用TCP/IP協(xié)議。

　　系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖見圖1。

　　該系統(tǒng)的操作分為定量裝車操作和計(jì)量操作兩部分。

　　現(xiàn)場定量裝車過程由裝運(yùn)車間負(fù)責(zé)，操作員負(fù)責(zé)在操作微機(jī)上錄入現(xiàn)場需裝車的油品名稱、鶴位名稱、該?dān)Q位對應(yīng)的油罐車的車號、車型和預(yù)裝量等信息。根據(jù)這些信息，系統(tǒng)自動完成定量裝車任務(wù)，并生成“成品油出廠記錄”傳送至計(jì)量中心的專用計(jì)量微機(jī)。

　　計(jì)量操作獨(dú)立于現(xiàn)場裝車操作，主要由現(xiàn)場計(jì)量儀表、計(jì)量微機(jī)和現(xiàn)場總線構(gòu)成。計(jì)量微機(jī)由計(jì)量中心專職計(jì)量員負(fù)責(zé)操作。計(jì)量員根據(jù)成品油出廠記錄，錄入相應(yīng)罐車的容積表號、到站、收貨單位以及出廠單號等信息，系統(tǒng)根據(jù)這些信息以及從現(xiàn)場計(jì)量儀表采集的數(shù)字信號自動生成出廠計(jì)量單，并傳送至公司銷售網(wǎng)作為產(chǎn)品銷售出廠的計(jì)量數(shù)據(jù)。

圖1 計(jì)量系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖

　　現(xiàn)場計(jì)量儀表，我們采用了美國艾默生公司生產(chǎn)的E型羅斯蒙特質(zhì)量流量計(jì)，由一次檢測元件----質(zhì)量流量計(jì)傳感器和智能變送器2700組成。我公司的計(jì)量裝車系統(tǒng)就是通過智能變送器上的RS-485數(shù)字通訊，利用普通PC機(jī)上豐富的RS-232串口資源，使普通PC機(jī)與現(xiàn)場質(zhì)量流量計(jì)構(gòu)成一個智能數(shù)字通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，然后使用深圳富思達(dá)公司開發(fā)的PC機(jī)上的通訊采集軟件包通過該網(wǎng)絡(luò)與智能變送器進(jìn)行數(shù)字通訊，使PC機(jī)獲取智能變送器中豐富的信息，如瞬時流量、累計(jì)流量、密度、溫度等。

　　 三、鐵路罐車密閉裝車自動計(jì)量系統(tǒng)運(yùn)行分析

　　在測量過程中影響測量結(jié)果的不僅僅是測量設(shè)備，它還涉及到人員、程序、原理、環(huán)境等諸多因素，所以測量是一個綜合的過程。測量過程控制是包括對測量數(shù)據(jù)監(jiān)督、處理、連同糾正在內(nèi)的全過程，是通過對測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，分析其誤差是否在計(jì)量允差范圍內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)對測量的控制，使測量結(jié)果滿足測量需求。測量過程控制可用圖2表示。

圖2 測量的過程控制

　　為使?jié)戏止捐F路罐車密閉裝車自動計(jì)量系統(tǒng)最終達(dá)到貿(mào)易交接的條件，我們采用了測量的過程控制方法，從質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)廠、安裝、調(diào)試到投用做了大量工作，通過罐區(qū)付出、槽車檢尺、過衡稱重與流量計(jì)讀數(shù)進(jìn)行了長期的比對跟蹤，獲得上千組標(biāo)定數(shù)據(jù)。

　　（一）質(zhì)量流量計(jì)比對數(shù)據(jù)分析

　　1、單個鶴位的手檢尺與流量計(jì)標(biāo)定數(shù)據(jù)見表1和圖3。

表1 鐵路槽車12股13#位流量計(jì)標(biāo)定數(shù)據(jù)
序號	汽油標(biāo)號	標(biāo)定日期	流量計(jì)讀數(shù)t	人工檢尺量t	差量t	差率‰
1	93#	5月25日	49.09	49.013	0.077	1.57
2	90#	5月25日	42.064	42.204	-0.14	-3.33
3	93#	5月26日	42.149	41.883	0.266	6.31
4	90	5月27日	49.065	49.016	0.049	1
5	90	6月2日	42.036	41.888	0.148	3.52
6	90	6月2日	49.066	48.629	0.437	8.91
7	93	6月4日	42.028	41.996	0.032	0.76
8	93	6月4日	49.026	48.702	0.324	6.61
9	93	6月4日	49.026	49.173	-0.147	-3
10	93	6月4日	49.07	48.667	0.403	8.21