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摘要：本文针对某一火车装卸栈台的控制系统的设计进行了探讨，在总结目前国内石油化工企业的火车装卸栈台的实际情况，给出了一个石化液态物料装卸的自动化解决方案。
关键词：自动装卸；栈台控制；定量装车；火车装卸
• 概述
对于石油化工液态物料的运输目前有管道输送、火车运输、轮船运输和汽车运输等，对于工厂生产装置内部的物料输送一般采用管道输送为主，对于长距离的输送，目前应用最广的是火车运输和轮船运输，中短距离的运输则以汽车运输为主。石油化工液态物料由于其多数具有易燃、易爆的特性，装车区域多为防爆区域，对其装卸过程提出了很高的要求。传统的人工装卸方法，效率低，准确性差，难以满足目前石化企业的要求，本文针对某一火车装卸栈台的控制系统进行了探讨，对操作频繁的装车实现了定量安全的程序控制，实现了装车过程自动化。
2. 主要操作工艺
当开始装车时，首先通过摄像或目测进行罐车对位，罐车进料口对位完成后，采用自动或手动鹤管对位。将鹤管与罐车进料口对准后，自动或手动下放鹤管。鹤管到位后开启阀门，开始装车。通过流量计和液位报警开关监测装车量，完成装完后关闭阀门提升鹤管。将罐车移出装车位。
装车操作分为手动 / 自动两种方式，操作工艺基本相同。手动控制操作是由操作人员按照上述操作顺序，通过不同的操作按钮来完成整个装车。
对按键操作的顺序有联锁控制，对非法操作将拒绝并报警，允许部分的解除联锁以屏蔽有限的硬件故障，保证装车的照常进行。
系统基本操作控制流程如图 1 ：
• 系统构成
系统由独立的可编程控制器 PLC, 定量装车仪、液位控制仪、显示器和闭路摄像系统组成。安装在正压防爆操作台内，可对装车进行现场控制。
3 ． 1 可编程控制器 PLC
PLC 是系统的控制核心，所有操作均通过 PLC 完成。 PLC 通过输入端口接受键盘控制指令，分布式定量控制仪的阀门信号、液位开关来的液位到限信号和阀门状态信号及各种动作的到限信号。通过输出端口对牵引车电机的前后动作，液压泵的停启，鹤位的移动，接油斗的移动，阀门的开关等进行控制。本控制系统 PLC 采用 OMRON CQM1 型，配置有与上位机的通讯接口，便于企业实现管控一体化。
3.2 分布式定量装车仪
是实现定量装车的关键部件。可通过键盘设置装车定量值，流量计的流量系数和温度补偿系统。启动装车后，先开启控制阀门，采集管线上流量计的流量值，并与定量装车值比较，当达到定量值时，按预定的顺序关闭控制阀，完成定量控制。
3.3 模拟流程显示屏
用 LED 灯显示运动部件（牵引车、鹤管和接油斗）的运动状态（红色：运动，绿色：到位，暗：停止），阀门状态（红色：阀门开，绿色：阀关）、液位开关状态、液压泵状态等。
用 LED 数字屏显示装车的定量设置和已装量。
4. 系统控制与操作方式
4.1 牵引车控制
有三个控制键：前进、停止、后退。
在按前进和后退键后，必须确认鹤管已经提升到最上方（即鹤管上限开关置位）、接油斗已放下（油斗下限开关限位），才能实施牵引车的前进和后退控制。否则按键无效并指示报警联锁。
牵引车的运动转向必须由停止键有效的终止前一动作后，才能进入新的控制动作。否则，停止当前动作，指示联锁并报警。
为避免牵引车在运动中超过限定的位置而造成故障，在牵引车运动范围的两端设置了 2 个接近开关，当牵引车的位置控制不当，运动要超出规定范围时，接近开关动作，系统报警并联锁停止牵引车的运动。
4.2 鹤管左右移位控制
有三个控制键：左移、停止、右移。
鹤管的左右移动，必须确认牵引车处于停止状态、液压机泵已被打开、鹤管已提升到最上方（即鹤管上限开关置位），接油斗已经放下（油斗下限开关置位），才能实施鹤管的左右移位控制。否则，按键无效指示联锁并报警。
鹤管左右移位，必须由停止键有效地停止前一动作后，才能进行新的控制动作。否则，按键无效指示并联锁。
4.3 鹤管升降控制
有三个控制键：上升、停止、下降。
鹤管下降必须确认牵引车和鹤管左右移位均处于停止状态、液压机泵已经被打开、鹤管不是停在最下方（即鹤管下限开关未置位）、接油斗已提起（油斗上限开关置位），才能实施鹤管的下降控制。否则，按键无效并报警。
鹤管提起，必须确认牵引车和鹤管左右移位均处于停止状态、装车的大小控制阀均处于有效的关闭状态、液压机泵已经被打开、鹤管不是停在最上方（即鹤管上限开关未置位）以后，才能实施鹤管提升控制。否则，按键无效并报警。
鹤管由提升转为夏菁，或由下降转为提升，必须由停止键有效的停止当前动作后，才能进入新的控制动作。否则，按键无效并指示联锁。
鹤管在做升降运动时，如运动到终点（上升时上限开关置位、下降时下限开关置位），则应立即转入停止。鹤管在做下降时，如到下限开关置位，应立即转入停止，并反弹一秒后停止，以减轻对槽车底部的力。
4.4 接油斗控制
有三个控制键：提起、停止、放下。
接油斗的提起和放下必须确认鹤管已提升到最上方（鹤管上限开关置位）液压泵已打开后，才能实施接油斗的提起或放下控制。否则，按键无效并联锁报警。
接油斗由提升转为放下，或由放下转为提升，必须由停止键有效的停止前一动作后，才能进入新的控制动作。否则，操作无效并报警。
接油斗做提起或放下时，如运动到终点（提起时上限开关置位、放下时下限开关置位），则应立即转入停止。
4.5 油品选择阀控制
将鹤管与不同的成品油管线相连，即装载不同的油品，操作员可通过油品选择阀选择当前鹤位的装载油品。
系统为油品选择阀提供控制操作按键和阀门回讯显示。
一般情况下，一个鹤位的油品选择阀只能选择一个，否则会造成混油事故。
4.6 装车控制阀控制
每个鹤位有一组二个控制阀即大阀、小阀：阀 2 、阀 1 ，或两段阀。
控制阀 1 和 2 的开启，必须符合以下联锁条件：接油斗已提起（接油斗上限开关置位）、鹤管已伸入槽车底部。否则，开阀操作无效。
控制阀的开启有以下三条途径： 1 ）由面板上的操作按键开启指定的阀门； 2 ）由面板上的自动装车启动按键启动程序控制自动装车程序，在完成接油斗提起，鹤管伸入槽车底部，鹤管反弹后开启控制阀； 3 ）在手动完成鹤管操作后按分布式定量装车仪启动键，由定量装车仪给出开启控制阀的控制信号。
控制阀的关闭有以下几条途径： 1 ）由控制面板上的大、小阀关闭键关闭指定的阀； 2 ）在自动装车或由分布式定量装车仪启动装油时，当装车量达到预置的定量值时，由分布式定量装车仪给出关阀信号关闭控制阀停止装车； 3 ）在装车时如液位到设置的上限置位，则表示液位已经达到规定的上限， PLC 发出控制信号立即关闭控制阀停止装车； 4 ）如果发生意外情况可用以下三种方法立即关闭控制阀：由定量装车装置按下电源开关纽、由油品选择控制阀旋钮旋至关阀位置、由手动装车大小阀旋钮旋至关闭阀位置。
阀门的开关顺序为：开启时先开小阀后开大阀，关闭时则反之。
4.7 液压泵控制
由面板上的液压泵开关键可能改制。一般在运行时，总是使液压泵处于开启状态。它是鹤管左移、右移、提升、下降、接油斗提起、收回的必要条件。液压泵由静止到启动的同时将鹤管提升到上限位，为装车做好准备。
4.8 液位限位设置
五个液位选择按键，分别对应五种不同类型槽车的液位上限高度。根据待装槽车的型号选择相应的液位上限按键。显示屏上相对的设置灯被点亮。
4.9 定量装车仪控制
由十六键组成，完成定量装车时的装车定量、流量系统、温度补偿系统的设置，装车的启动、暂停、继续、清零等操作。
4.10 牵引车和装卸区域动态监视
牵引车的和装卸区动态监视系统由于 2 套防爆闭路监视系统组成。牵引车监视系统的摄像装置安装在距离轨道 2 ～ 3 米 左右的安全范围内，装卸区的监视摄像装置设在在鹤位附近，视频信号送控制室，帮助操作人员及时了解牵引车和装卸区的运行情况。
5. 结论
本装卸栈台自 2007 年 5 月建成后，由于其自动化程度高，大大减轻了操作人员的劳动强度，提高了工作效率，至今未出现一次冒罐事故。
参考文献
陆德民．《石油化工自动控制设计手册（第三版）》．化学工业出版社， 2001 年 5 月。
《石油库设计规范 ( 修订本 ) 》． 中国石油化工总公司 ， 1995 年 10 月
《小型石油库及汽车加油站》． 中国石油化工总公司 ， 1995 年 10 月
《石油化工企业设计防火规范（ 1999 年版）》．中国石油化工总公司， 1992 年 12 月
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