四、基于PLC的油品密閉裝車系統(tǒng)
油品裝車是煉油行業(yè)成品油出廠的重要環(huán)節(jié)。在裝車期間，由于油品噴灑、攪動(dòng)，不可避免地會(huì)發(fā)生油氣蒸發(fā)，引起油品運(yùn)輸中的損耗，也污染了環(huán)境，危害操作人員的健康，而且容易因油氣擴(kuò)散而引起火災(zāi)事故，對(duì)生產(chǎn)造成很大威脅。為此，密閉裝車系統(tǒng)很早就已成為人們的研究課題。
圖5.3所示是一個(gè)基于PLC的油品發(fā)料控制和管理系統(tǒng)實(shí)例，它由一個(gè)PLC控制站、兩個(gè)裝車監(jiān)控操作站和安裝在現(xiàn)場的流量計(jì)、可燃?xì)怏w報(bào)警器、控制閥、油品回收閥和液位報(bào)警器、靜電接地夾等組成。
其中，裝車監(jiān)控操作站（上位機(jī)）部分設(shè)置兩臺(tái)工控機(jī)，分別安裝點(diǎn)數(shù)足夠的I/O開發(fā)板和運(yùn)行版監(jiān)控軟件，這樣從軟件上進(jìn)一步保證操作站監(jiān)控的獨(dú)立性。兩個(gè)操作站設(shè)置成互為備用的工作方式，如果一個(gè)出現(xiàn)故障，仍然可以通過另外一個(gè)操作站進(jìn)行裝車操作，從而提高了系統(tǒng)的可靠性。
該實(shí)例中，系統(tǒng)具有下列聯(lián)鎖功能
①總管閥聯(lián)鎖條件:
各鶴位控制閥回訊有一個(gè)及以上為開；
各鶴位液位開關(guān)一個(gè)及以上高報(bào)警；
緊急停車按鈕被按下。
②油氣閥聯(lián)鎖條件:
靜電接地夾有一個(gè)或以上未夾或接觸不良；
90#油與93#油手動(dòng)閥非僅開一個(gè)；
預(yù)置裝車量小于車型標(biāo)準(zhǔn)量；
實(shí)裝量達(dá)到預(yù)置量；
液位開關(guān)高報(bào)警發(fā)生；
緊急停車按鈕被按下；
上位機(jī)無發(fā)油命令。
③控制閥聯(lián)鎖條件:
靜電接地夾未夾或接觸不良；
液位開關(guān)高報(bào)警發(fā)生；
90#油與93#油手動(dòng)閥非僅開一個(gè)；
預(yù)置裝車量小于車型標(biāo)準(zhǔn)量；
實(shí)裝量達(dá)到預(yù)置量；
緊急停車按鈕被按下；
油氣閥未開到位。
五、最簡單的流量批量控制系統(tǒng)
最簡單的流量批量控制系統(tǒng)常以電磁切斷閥或氣動(dòng)電動(dòng)切斷閥為終端執(zhí)行元件，以流量定量控制儀或計(jì)算機(jī)完成流量演算、累積、顯示和控制。流量傳感器或變送器的型號(hào)有很大的選擇空間，近幾年來有的單位選用科氏力質(zhì)量流量計(jì),這當(dāng)然有利于提高計(jì)量精確度，但投資較高。目前大多數(shù)用戶仍使用渦輪流量計(jì)，主要原因如下。
①渦輪流量計(jì)有較高的測量精確度，非常高的重復(fù)性，而且流量只在很小范圍內(nèi)變化,0.2級(jí)傳感器經(jīng)非線性校正后，準(zhǔn)確度還可進(jìn)一步提高，能滿足絕大多數(shù)使用需要。
②價(jià)格便宜。大約只需相同口徑科氏力質(zhì)量流量計(jì)的1/20。
③安裝、使用和維修都簡單、方便。
④渦輪流量計(jì)的最大不足之處是軸承容易磨損。這一點(diǎn)對(duì)于流量定量控制來說問題并不嚴(yán)重，因?yàn)檫@種控制是間歇操作，多數(shù)定量控制系統(tǒng)一天只運(yùn)行數(shù)小時(shí)，所以軸承的壽命可比24h連續(xù)運(yùn)行工況長若干倍。
圖5.4所示為以渦輪流量計(jì)為流量測量單元，以軟密封電磁閥為終端控制元件，同智能批量控制儀一起組成的典型流量定量控制系統(tǒng)，就其結(jié)構(gòu)而言也是由專用流量批量控制器組成的系統(tǒng)。
流量批量控制簡單的動(dòng)作過程如下:操作人員向控制器輸入本次發(fā)料量設(shè)定值 Qs(或保持上一次設(shè)定值)后按一下“復(fù)位”鍵，然后“準(zhǔn)備就緒”指示燈閃爍，就可按啟動(dòng)按鈕，繼電器閉合，電磁閥勵(lì)磁打開，以預(yù)期的瞬時(shí)流量qv開始發(fā)料。控制器指示瞬時(shí)流量并累積發(fā)料量Q(或一邊累積一邊做 △Q=Qs-Q的運(yùn)算)并顯示此累積值，當(dāng)Q=Qs時(shí)，控制器發(fā)出關(guān)閥信號(hào)，將繼電器接點(diǎn)斷開，完成本次發(fā)料。待按一下復(fù)位(RESET)按鈕，即準(zhǔn)備下一次發(fā)料。
六、單擺式交替灌裝控制系統(tǒng)
這種控制方式適用于在灌裝臺(tái)上對(duì)兩個(gè)臺(tái)位的容器進(jìn)行交替灌裝操作。圖5.5所示是被廣泛使用的一種定型系統(tǒng)，也屬由專用控制器組成的系統(tǒng)。
在這種控制系統(tǒng)中，操作人員通過面板上的按鍵設(shè)定好“本批操作發(fā)料次數(shù)”、“一次發(fā)料預(yù)定量”和“VA閥提前量”、“VB閥提前量”、“間歇時(shí)間”、“小流量監(jiān)視值”、“小流量監(jiān)視時(shí)間”等數(shù)據(jù)之后，就可按“復(fù)位”鍵、“啟動(dòng)”鍵開始發(fā)料，先是VA閥開，待累積流量達(dá)到一次發(fā)料預(yù)定量“提前量時(shí)”，VA閥關(guān)閉，進(jìn)入間歇期，“發(fā)料次數(shù)”加1。間歇期結(jié)束后，自動(dòng)打開VB閥灌裝。如此交替灌裝，直至實(shí)際“發(fā)料次數(shù)”與預(yù)定的“本批操作發(fā)料次數(shù)”相等，才停止循環(huán)。
交替灌裝的特點(diǎn)是接受料液的容器容積小，發(fā)一次料所需的時(shí)間也短，稍有不慎就會(huì)發(fā)生料液外溢的事件。而忘記開泵、工藝閥門切換不當(dāng)?shù)那闆r又難以杜絕，所以設(shè)置有“小流量監(jiān)視值”和“小流量監(jiān)視時(shí)間”兩個(gè)參數(shù)，當(dāng)“VA閥控制接點(diǎn)”閉合(或“VB閥控制接點(diǎn)”閉合)后，如果定量控制器接收到的流量信號(hào)小于“小流量監(jiān)視值”，就啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，所計(jì)時(shí)間大于等于“小流量監(jiān)視時(shí)間”后，組態(tài)就可以有兩種選擇，即“啟動(dòng)操作繼續(xù)有效”和“發(fā)料操作暫?！?。交替灌裝時(shí)一般選“發(fā)料操作暫?！?，若想繼續(xù)發(fā)料操作，則可按“復(fù)位”鍵，因?yàn)檫M(jìn)入小流量監(jiān)視程序后，操作人員首先要處理為什么沒有流量問題,往往無暇顧及臺(tái)位上的操作。
為了應(yīng)急，定量控制器上還應(yīng)有“緊急停止”按鈕。
在單擺交替灌裝定量控制系統(tǒng)中，提高定量精確度需從兩方面做工作，一是分別精確測定VA和 VB執(zhí)行器的滯后時(shí)間，二是尋找滯后時(shí)間短的切斷閥。據(jù)報(bào)道，在現(xiàn)場有防爆要求的條件下，經(jīng)過改進(jìn)的快速氣動(dòng)切斷閥，滯后時(shí)間可以做到0.2s以內(nèi)。
