一、系统概述

定量装车控制系统用于油库、炼油厂和化工厂等场所，可满足各种汽车和火车鹤管定量装车的自动化控制和管理需求。实现从开单销售、开票提货、定量发油、装车出库、销量核算、数据报表等功能的软硬件功能支持。

定量装车控制系统主要包含：一套上位机管理系统软件、一套开票系统软件和数量不等的定量控制仪、过滤器、电液阀（电动阀、气动阀）、椭圆齿轮流量计（双转子流量计、质量流量计）、防爆显示屏以及静电溢油报警器等设备。

二、系统拓扑图

 

 

定量控制线路示意图

三、定量装车控制系统发油流程

进场确认：空车至停车场，司机持提货单前去开票室（控制室）确认并拿取定量控制仪IC卡。

进行装车：司机将空车开上地衡装置进行称重，然后将车开向鹤位，接好静电溢油报警器、油气回收装置和鹤管后，刷卡获取量，若一切安全，按下“运行”键进行自动定量发油。发油量要到达定量时，提前关闭阀门，减小流量。发油装车过程通过通讯信号传输到上位机管理系统实时监控。

完成装车：发油完成后，需将鹤管，静电溢油报警器和油气回收装好归位放好，确认无误后，将车开至地衡装置进行称重并前往开票室（控制室）打印单据获取放行。

 

四、定量装车控制系统功能

? IC卡自动装车功能管理。

? 可实现油品定量装车控制自动发油。

? 生产发油装车控制全过程多幅画面监测。

? 可实现按体积和质量两种方式发油

? 实现自动、手动、电脑发油的多种发油控制。

? 实现静电、溢油报警自动停止发油功能

? 具有数据自动存储整理形成日常生产报表及打印功能

? 系统具有良好的拓展性，可与其他系统进行对接实现资源共享。

 

五、隔爆定量控制器

 

本系统的定量装车控制仪基于ARM芯片智能控制器设计，提供通讯接口、显示设备并具备通讯协议。其基本组成部分包括：中央处理及数据采集单元、显示单元（液晶汉显设备）、键盘单元、接口单元（输入、输出端子排）和电源单元（AC220V）组成。现场配有流量计、电液阀、声音报警器、泵、静电接地开关等组成开环控制系统。

本系统定量装车控制仪硬件主要由一块一体化智能控制器模块，一块7‘彩色液晶操作面板（含操作键盘）及其他辅助设备（端子、电源、防爆箱等）构成。基于这种ARM硬件设计和构成使得整个装置与传统的以单片机集成电路构成的系统具有许多天然的优点。

5.1主要功能

（1）参数设置功能

装车仪可以根据发油需要，通过远程监控计算机或装车仪设定发油参数。这些参数包括：流量系数、提前量、开阀延迟时间、流体密度等。

（2）定量发油控制

确定装车仪的工作参数之后，装车仪就会按照的程序完成自动发油过程，当发油量达到设定值时，自动停止发油。

（3）温度补偿功能

由于装车仪配置了温度变送器，可以采集现场温度，并可对发油系数进行温度补偿，提高发油精度。

（4）溢油保护功能

当发生溢油，停止发油。

（5）接地保护功能

当检测到系统没有安全接地时，停止发油。

（6）数据存储功能

装车仪控制器可以存储60条装车记录，上位机随时可以从装车仪上读起里面的任何一条记录。

（7）掉电保护功能

发油过程中出现意外掉电时可保存发油参数，通电后可继续发油。

（8）数据采集功能

装车仪可采集流量计脉冲信号或标准电流信号，可以经变送器接入热电阻温度信号，还可接入防溢、静电接地夹等开关信号。

（9）阀门和泵的顺序控制功能

在装车开始时按时间顺序依次打开阀（泵），装车到定量时再按照的时间和顺序依次关阀（泵），完成自动装车作业。

（10）现场急停功能

装车仪和远程监控画面上均设有急停按钮，若发油时现场发生紧急情况，操作员只需按急停按钮即可立即停止发油。

（11）远程和就地实时监视功能

装车仪配有高亮度液晶显示屏，就地操作时，实时显示发油进程和相关设备的状态，远程操作时，远程监控计算机与装车仪同步实时显示发油进程和相关设备的状态。

（12）远程/就地发油模式转换功能

一般正常情况下均通过上位机远程发油，也可根据需要在现场直接发油，本系统中每台装车仪是一个完整的计量、控制和显示单元，独立于上位机。

（13）给现场仪表供电功能

本装车仪还提供了电源输出端子，为现场仪表如流量计、阀门提供24VDC和220VAC两种类型的电源。

（14）通讯联网功能

本装车仪是一个开放的系统，具有强大的通讯和联网能力，可以以以太网或RS485网等形式与上位机和其它系统相连。

（15）设备自检功能

系统自动检测装车仪工作状态，在监视计算机可以远程地监视装车仪工作状态。装车仪发生故障时，系统会自动报警。

（16）操作权限设置

本装车仪可以设置六位操作密码，密码级别正确方可操作。

（17）付油票据的密码识别功能

当来提油的客户在操作面板输入相应提单号和相应的密码之后，系统自动识别该客户名称及本次欲提油的数量、车号、提货名称等参数。

 

5.2用户操作界面

 

开机画面

 

主菜单

 

设置菜单

 

定量控制器

 

通道控制设置

5.3系统综合指标

（1）系统精度：与流量表0.2 级组成后，精度可达到0.2级。

石油质量换算采用国家计量标准GB/T1885--1998。

（2）供电电源：AC：220V±10%

（3）环境温度：-30℃～+60℃

（4）下位机输入信号要求：（机内提供DC12V或DC24V）

a. 流量信号：频率≦2KHZ、幅度≧1V；或4-20ma 信号

b. 温度信号：范围-20℃～+80℃、4-20mA；或4-20ma 信号

（5）下位机输出信号：

a. 阀口输出：24VDC 5A

b. 泵路输出：触点开关 220VAC 3A; 380VAC 5A

（6）下位机单次发油量：9999999.9kg。

（7）下位机掉电数据保持时间：。

（8）上、下位机通讯方式：半双工串行异步通讯。

（9）上、下位机通讯速率：19200bps。通讯距离：1500m。

5.4特点

（1）高可靠性

隔爆定量控制器全部采用技术成熟、性能可靠的工业级产品，其核心控制器采用工业上常用的可编程控制器，液晶显示和键盘输入部分采用进口一体化液晶操作终端，上位机监控软件采用成熟的工控组态软件，使得该产品在性和可靠性上具有其它单片机类产品无以匹敌的优势。

（2）多重安全设计

l 隔爆定量控制器达到BT6级防爆标准。

l 装车前和装车过程中自动检测接地信号，没有安全接地时会禁止装车操作。

l 设置多级操作权限，满足操作权限方可进行参数设定或操作。

l 具有设备自诊断和报警功能。

（3）联网功能

根据需要，选用工业常用的RS485网络。RS485网具有很强的抗干扰能力，通讯距离可达1500米以上。

（4）配置灵活

根据甲方需求，该系列装车仪可以提供一机位 （一台装车仪控制一个鹤位）和一机多位（一台装车仪控制两个鹤位）等多种选择。

（5）易于维护和使用

系统硬件采用模块化设计,各模块安装简便,易于维护；

软件采用图形化界面，易于操作。

（6）远程和就地两种操作方式

本装车仪提供远程操作和就地操作两种操作方式。当操作方式设定为远程时，只允许在远程管理计算机上修改工作参数，进行装车作业；当操作方式设定为就地时，只允许在就地装车仪上修改工作参数，进行装车作业，同时在远程管理计算机上同步显示所有工作参数和设备状态。

 

 

六、上位管理系统

6.1功能描述

上位机开发软件采用Borland Delphi7，数据库采用Microsoft  SQL Server，实现信息的存储，读取等操作。

 根据需求分析，在系统中配置了1台上位机， 1个ADAM-4520通信模块，以及多台定值控制仪。每个定值控制仪1个货位。上位机分为操作员、管理员和超级管理员三级，通过不同的帐户名登录系统，享有不同的操作权限。操作员的权限，能打开发油、编辑、统计查询、参数设置等菜单； 管理员能打开上述菜单，以及系统设置；超级管理员享有权限，可以进行主菜单里的所有操作，并且可以对其他操作人员进行管理。操作员可以修改自己的密码，只有超级管理员才能进行权限设置，即为其他人员分配新的用户代号和密码。根据发油现场的情况，发油方式可以分为单机发油和联网发油：联网发油时，上位机和开票系统实现数据共享；单机发油时，和开票系统断开。 控制方式可以分为主机控制和定值控制仪控制：主机控制指由上位机控制定值控制仪进行发油操作；定值控制仪则是在网络断开的情况下，由定值控制仪直接控制发油，此时下位机保存发油时的重要数据，一旦网络接通，立即将发油信息传送至上位机。大多数情况下，都是采用主机控制的方式。

在上位机启动发油之前，需要行系统设置，包括：设置货位总数，每个货位的情况；参数设置，包括具体的发油货位号、油品、密度等，并将这些设置好的值发送到下位机。在上位机中根据现场的情况，设计了油库发油系统显示界面，有单个货位显示以及总体发油情况的表格显示：包括每个货位的油品、定值量、定值单位、实发重量、实发体积、密度、温度，联机脱机发油状态等。

发油结束后，其重要数据，如当时的操作员，发油货位号，油品，购油单位，单据号等，将被保存在数据库中，作为长时间的备份，并且用于日后的查询。有四种查询方式：按时间查询，按油品查询，按单据号查询、按客户查询。查询的结果可以报表的形式打印出来。

6.2联网和通讯

一般装车控制系统是采用两级主从分布控制系统。由一台用于“集中管理”的PC机（上位机）和安装在发油台现场的若干台用于“分散发油控制”的下位机（即定量装车控制仪）组成（如图所示）：

 

DH6409VE装车系统每台装车仪之间通过RS485总线连接成RS485网络，运行MODBUS RTU标准通讯协议。

6.3、上位管理系统部分功能

6.3.1、系统登录

 

输入正确的用户名和密码后按“确定”按钮进入到DH6409V上位管理系统主窗口

6.3.2、监控主界面

全貌图

 

 

 

 

 

单路控制界面

 

 

 

6.3.3、综合查询

 

 

   用户可以通过单击复选框来选择是客户名称、油品名、台位和时间范围等来进行综合查询，选择查询条件后按“查询”按钮即可看到查询结果，按“报表”按钮即可根据查询结果自动生成报表，也可以将数据导出到Excel中方便用户制作各种格式的报表。

 

6.3.4、开票操作

 

 

 

 

 

 

 

提货票号为流水号自动生成，客户名称、车号、油品可以通过单击 … 按钮选择;

输入数量：直接输入数字，单位为吨（如果是7500公斤输入7.5即可）；

输入发油台位号，也可以从下拉列表中选择；

输入车号，支持输入一位汉字加6位字母和数字的组合如“皖A12345”汉字必须从下拉列表中选择，也可以不输入车号。如果输入了车号发油时可以在下位机显示车号；

按“保存”按钮提示保存成功，按“Yes”按钮显示打印预览窗口

 

 

 

 

 

 

在打印预览窗口工具栏中按“打印”按钮即可打印，打印过后按“关闭”关闭打印窗口就可以填开下一条开票记录。

6.3.5、发油操作

 

在台位状态界面，选择需要发油的台位->单击【发油操作】按钮即可显示如下画面

 

选择需要发油的未发油发油记录，单击【发油】按钮会提示用户确认票号、发油数量、台位是否正确，确认无误后单击【Yes】，单击【No】可取消发油。

 

几秒钟后显示“数据传送成功”，此时在下位机显示电脑传送的发油数据（包括：重量、票号、车号等信息）,发油操作员核对无误后按“运行”按钮即正式进行发油操作。

控制1、控制2：电液阀开关指示。

控制3：泵开关指示。

静电：静电指示。

 

下位机开始发油操作后，上位机电脑自动已发油开票记录同时建立一条已发油记录并存档，在上位机电脑上可以观察到所有的发油信息，这些信息显示如下

 

泵阀运行状态和发油进度如下图

 

 

 

6.3.6、用户密码及权限管理

 

 

6.3.7、油品、价格设置

 

 

 

6.3.8、客户管理

 

七、电液阀

 

 

 

7.1活塞式电液阀简介：

活塞式电液阀是由电磁先导阀控制膜片运动的液动阀。该阀具有密封好、无泄漏、慢开慢关可调动功能。适用范围广。是石油化工行业对输送介质流量实现自动计量及控制的终端执行元件。

7.2活塞式电液阀工作原理 ：

活塞式电液阀由一只二通常开电磁阀、一只二通常闭电磁阀、2只3/8”小球阀(针阀)组合而成，常开电磁阀装在被控制回路的上游管路上，常闭电磁阀装在被控制回路的下游管路上。

活塞式电液阀在管道输送介质过程中，当需要开启阀门时，由计算机发出阀门开启信号，常开电磁阀通电（关闭），同时常闭电磁阀通电（开启）。这时，由上游通向主阀膜片上的腔室通道被截止，主阀膜片上腔室通向下游的通道被导通。此时，膜片下部 的压力高于上部压力，主阀膜片上的腔室的介质通过常闭电磁阀通道排向下游管道，主阀被打开。

当需要关闭阀门时，由计算机发出阀门关闭信号，常开电磁阀断开（开启），同时常闭电磁阀断开（关闭）。这时，由上游通向主阀膜片上的腔室的通道被导通， 主阀膜片上的腔室通向下游的通道被截止。上游的高压介质通过常开电磁阀进入主 阀膜片上的腔室。此时，膜片上、下部压力相等，在弹簧力的作用下使主阀关闭。

活塞式电液阀在主阀开启和关闭过程中，常开电磁阀通电（关闭），常闭电磁阀断电（关闭）。这时，上、下游通道均处于截止状态，介质压力被截聚在主阀膜片上腔室内， 使得主阀由于液压差而被锁死在固定的打开位置上，从而保持了主阀出口送出一个 恒定的流量。当上游流量发生变化时，由计算机根据流量仪的反馈信号给相应的电 磁阀发出信号，就能重新自动调节到预先设定的流量值。

活塞式电液阀在被控制回路中装有二只小球阀(针阀)作为主阀的响应阀，装在上游被控制回路中的一只为关闭调节阀，装在下游被控制回路中的一只为开启 调节阀。可根据介质的粘度和使用的实际管道压力，分别调节二只小球阀(针阀)的 开度就能微调主阀的开启和关闭；小球阀(针阀)关闭程度不超过满量程的4/5。

活塞式电液阀在下控制回路中还装了一只小球阀作为手动控制阀，当断 电或电磁阀不能工作时，人工操作该阀就能使主阀开启或关闭；也可检测阀芯膜片是否损坏。

八、静电溢油报警器

本产品可以与装车控制仪直接连接，当检测电阻值大于60Ω时，现场声光报警，并输出标准开关量信号，使第三方设备自动断开与控制系统的连接，保证静电接地的可靠。

在汽车装车台的油品、化工品的罐装过程中，为避免溢油溢液现象的发生，当液面达到高度时，本产品可以提供现场声光报警，并同时输出标准信号，连锁控制泵阀。

8.1 性能特点

? 输出标准信号供给微机，连锁控制；

? 提供现场声光报警，有正常、报警、故障三种状态，清晰直观；

? 具有液位开关自检功能；

? 液位开关自主研发，设计；

? 防雨防锈设计。

8.2技术参数

? 防爆等级：Exia II BT6

? 电源：24VDC

? 检测电阻：< 60Ω

? 相应时间：：< 2s

静电防溢安全保护装置构成方式如下图所示：