摘要：石化商储库与炼化企业的储运库相比，特点是：货品种类多、储罐对应的货品及客户不固定、每个发油鹤管对应的货品及客户也不固定、汽车装卸周转量大、需要存储的货品及客户信息量大。针对以上特点，Honeywell为某石化商储库开发了一套公路装车控制系统，简称TM系统。
关键词：TM系统、SCADA系统、ERP、批量控制器、地衡、鹤管、静电接地报警器、防溢油报警器、两段式气动球阀
1工艺设备简介
某石化商储库建有20台5000m3的内浮盘拱顶罐，存储的货品有汽油、柴油、煤油、石脑油、甲苯、对二甲苯、混合二甲苯，每台储罐对应1台300 m3/h的装车泵,装车泵安装在泵棚内，泵棚共有10条装车管线分别连通到8个汽车栈台，每条装车管线都在多个栈台预留接口，每个汽车栈台对应2个停车位，每个停车位对应1套顶部装车鹤管，1套底部装车鹤管。通过复合软管的连接，可以使任一台储罐与任一汽车栈台的装车鹤管连通，从而适应商储库客户和货品不断变化的需要。
2TM系统简介
TM系统采用的是分布式定量装车控制系统。分布式定量装车控制系统是控制分散、信息集中管理、集生产控制与信息管理于一体的控制系统。系统组态灵活、操作简便，适应商储库的生产需要。
分布式定量装车控制系统结构分为三层:上位监控管理层、现场批量控制层、现场检测执行层
3TM系统的组成
3.1上位监控管理层
上位监控管理层包括：装车录入操作站（营业厅操作员用来录入装车数据的电脑）；监控操作站（营业厅操作人员用来监控作业状态的电脑）；2台冗余的TM系统服务器PKSSVR A和PKSSVR B，用于存储应用程序和各种生产数据；2台冗余的终端服务器（TSA、TSB）,用于连接外围设备与主机的通讯设备；司机休息室LED大屏，提示排队等候的司机允许进入库区。
上位监控管理层之间的通讯连接，该层设备连接在同一局域网内，通过以太网通讯。同时，TM系统通过这个局域网与库区SCADA系统、SIS系统通讯。并且，TM系统与SCADA系统共享服务器PKSSVR A和PKSSVR B，从而实现了远程操作和数据共享。
上位监控管理层与上一级管理层的通讯连接，为更好的满足商务管理和生产管理，TM系统通过Internet网与ERP系统进行数据交换。实际生产操作中，先由商务部根据商务合同及客户的提货送货需求，在ERP系统录入客户、车辆等基本信息。然后，营业间的开票员就能在装车录入操作站进行出库单、入库单的打印和IC卡的制作。
上位监控管理层与下一级批量控制层的通讯连接，现场的批控器、读卡器通过RS485接口，通过一个防雷隔离栅，再经过MOXA的信号转换器，将485信号转换成TCP/IP信号，接入上位监控管理层的终端服务器（TSA、TSB）。
3.2现场批量控制层
每个汽车栈台有两个停车位，每个停车位设置1台地衡、1台批量控制器、1个读卡器、1套静电接地报警器、1套顶装溢油报警器、鹤管入口管道上安装了1台两段式气动球阀，两段式气动球阀由2个24V电磁阀控制。另外，每个汽车栈台还装有1个ESD紧急停车按钮。
批量控制器采用的是Honeywell Enraf 的Load Computer 1010 CJ，批控器的CPU板提供了Port1、Port2、 Port3三个RS485通讯接口，Port1与地衡通讯，Port2和 Port3分别与中控室内一对冗余的终端服务器TSA和TSB相连。防溢油报警器和静电接地报警器的开关信号串联后接入到批控器的输入板上，两段式气动球阀的两个电磁阀的控制信号由批控器的输出板引出。
3.3现场检测执行仪表层
3.3.1地衡
采用的是梅特勒-托利多的SCS-100DS，量程为100T，最小分度值20Kg。地衡通过485通讯接口与批控器进行通讯，把汽车重量实时传输给批控器，批控器根据车辆重量对两段式气动球阀进行开关控制。同时，控制器根据单位时间内重量的变化计算出装车流速，显示在控制器的液晶显示屏上，供装车操作工参考，用以控制装车流速。
3.3.2两段式气动球阀
采用的是GEMü公司的两段式气动球阀，该球阀主要由一个三位式气动执行器、两个DC24V的两位三通电磁阀、球阀本体和附件组成。另外，还加装了一个手轮，用于手动打开阀门。 三位式气动执行器是一种特殊规格的执行机构,提供了关位（0°）、中间位（30°）、开位（90°）三个操作位置。中间位置是可调的，在出厂前已经调好。气动阀的控制原理如下表：
在装车过程中为控制装车流速，两段式球阀是批量控制器用来控制装车流速，实现低流量开启、高流量充装、低流量关闭，达到精确定量、减少液压冲击、保护设备、提高效率的设备。
3.3.3静电接地报警器
采用青岛澳波泰克的SLA-S-IIC型静电接地报警器，当报警器的静电接地夹与汽车油罐金属外壁连接导通时，静电接地报警器绿灯闪烁，静电接地报警器的常开触点闭合，向批控器发出允许装车信号。当静电接地夹与汽车油罐金属外壁连接未导通时，静电接地报警器红灯闪烁，嗡鸣器发出嗡鸣声，提示装车操作员检查接地，同时，静电接地报警器的常开触点打开，向批控器发出联锁信号，批控器联锁关闭两段式气动阀上的2个电磁阀，中断装车作业。
3.3.4防溢油报警器
采用青岛澳波泰克的SLA-S-Y型顶部溢油报警器，溢油报警器的音叉探头安装在鹤管的合适高度，当鹤管插入到汽车油罐底部时，调整音叉探头的高度在最高装车警戒线位置，当油位没有接触到音叉探头时，防溢油报警器绿灯闪烁，防溢油报警器的常开触点闭合，给批控器发出允许装车信号。当装车油位接触到音叉探头时，防溢油报警器红灯闪烁，嗡鸣器发嗡鸣声，同时，防溢油报警器的常开触点打开，给批控器发出联锁信号，批控器联锁关闭两段式气动阀上的2个电磁阀，中断装车作业。
4、自动装车流程
4.1远程自动装车
司机进入开票间，开票操作员核对驾驶员及罐车信息，检查客户是否存在，是否存在有效货品订单、目的地信息。新建装车单并打印装车入库单，操作员“允许装车”，为罐车分配装车位，并发给司机IC卡。司机拿着IC卡在司机休息室等待，等到休息室LED大屏上显示允许入库，司机驾驶罐车至大门入口处刷卡，道闸开启。司机开车到指定装车位，停车熄火，连接静电接地线，插入鹤管，在读卡器上刷卡。如果信息正确，批控器启动装车。
装车开始后，两段式气动球阀开到中间位（30°），当装车量达到500Kg时，两段式气动球阀全开，当装车量差500Kg就达到预装量时，气动阀关到中间位（30°），当装车量达到预装量时，两段式气动球阀关闭。地衡采集罐车重量，上传到TM服务器，开票间打印出库单，灌装结束。
拔出鹤管，拆除静电接地线，司机驾驶罐车至大门出口处刷卡，道闸开启，出库停车，司机返回开票间领取出库单，交回IC卡。
4.2本地自动装车
当班有操作权限的班长或其他人员，在批控器上输入管理密码后更改装车方式为本地装车，装车操作员确认各种相关信息正确后，在批控器上输入预装量，启动批控器，开始装车，装车过程与远程自动装车相同。
4.3装车过程的中断
当防溢油报警器或静电接地报警器动作时，批控器联锁关闭两段式气动球阀，停止装车。
紧急情况下，操作员按下栈台上的ESD按钮，SIS系统也会通过上层通讯网络控制批控器联锁关闭两段式气动球阀，停止装车。
在装车过程中，操作员也可以通过批控器操作面板上的按钮，暂停装车，继续装车或结束装车。
5、总结
TM系统成功解决了某商储库区岗位人员少、货品装车任务重、各项数据信息统计量大的一系列问题，该系统自投用以来，计量精度高、运行稳定可靠。