介紹了一種基于條形碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)石化企業(yè)產(chǎn)品定量裝車系統(tǒng)，從硬件和軟件兩方面進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過(guò)系統(tǒng)建設(shè)，提高了企業(yè)產(chǎn)品定量裝車系統(tǒng)出廠自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)了汽車過(guò)衡和定量裝車實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)，同時(shí)通過(guò)汽車衡和定量裝車數(shù)據(jù)比對(duì)，嚴(yán)控比對(duì)誤差，確保了產(chǎn)品出廠計(jì)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

0.引言

中石化天津分公司煉油部倉(cāng)儲(chǔ)轉(zhuǎn)運(yùn)站兩棧主要承擔(dān)烴類(液化氣、丙烯等)和MTBE的裝車作業(yè)。根據(jù)中石化總部《關(guān)于煉化企業(yè)液體產(chǎn)品鐵路出廠定量裝車計(jì)量系統(tǒng)配備的指導(dǎo)意見(jiàn)》，天津分公司積極推進(jìn)定量裝車產(chǎn)品出廠項(xiàng)目建設(shè)，首期裝車改造項(xiàng)目包括4套液化氣、2套丙烯計(jì)量裝車。

經(jīng)調(diào)查石化企業(yè)定量裝車產(chǎn)品出廠大多采用Ic卡刷卡方式完成操作，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)由于寫入卡內(nèi)的信息無(wú)法直觀獲取，存在數(shù)據(jù)寫人錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)不及時(shí)、串卡等情況。結(jié)合以上情況我們提出基于條形碼技術(shù)的汽車定量裝車系統(tǒng)建設(shè)，使得信息在流轉(zhuǎn)過(guò)程中直觀可視化，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)汽車過(guò)衡和定量裝車運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，嚴(yán)控比對(duì)誤差，進(jìn)一步提高產(chǎn)品出廠計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

定量裝車系統(tǒng)基于條形碼控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)計(jì)量數(shù)據(jù)監(jiān)控比對(duì)與管理一體化裝車系統(tǒng)。

對(duì)于司機(jī)而言，只需在汽車衡處調(diào)出作業(yè)提單，打印條形碼憑證，持條形碼憑證即可前往發(fā)油臺(tái)進(jìn)行掃碼裝油，裝完油后回到汽車衡處進(jìn)行結(jié)算，即可完成作業(yè)出廠。

對(duì)于系統(tǒng)而言，當(dāng)汽車衡操作站處打印條形碼時(shí)，提單信息就在后臺(tái)自動(dòng)傳送到web服務(wù)器內(nèi)，通過(guò)web服務(wù)器再將提單信息推送給發(fā)油控制操作站作為緩存。司機(jī)持條形碼在任意一個(gè)物料正確的鶴位處刷條形碼，該批量控制器即會(huì)向發(fā)油控制操作站請(qǐng)求對(duì)應(yīng)提單。之后即可開(kāi)始裝車，裝車完畢后批量控制器會(huì)將已發(fā)記錄信息主動(dòng)上傳給發(fā)油控制操作站，之后提單已發(fā)信息再上傳至web服務(wù)器，再由web服務(wù)器推送回汽車衡操作站進(jìn)行結(jié)算。

裝車的過(guò)程數(shù)據(jù)和汽車衡稱重的數(shù)據(jù)分別由裝車邏輯控制器和汽車衡控制儀采集并上傳給計(jì)量監(jiān)控操作站，計(jì)量監(jiān)控操作站將這些作業(yè)相關(guān)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送給web服務(wù)器，再通過(guò)web服務(wù)器實(shí)現(xiàn)工廠作業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的web發(fā)布。

通訊服務(wù)器控制器不但有收發(fā)裝車提單信息的功能，還具有將裝車數(shù)據(jù)傳送給工廠的其它監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口。

2.系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)、發(fā)油操作計(jì)算機(jī)、批量控制器、質(zhì)量流量計(jì)、控制閥、防溢流控制器、防靜電控制器和連鎖停泵控制等設(shè)備組成。現(xiàn)場(chǎng)鶴位配置如圖2所示。

每套裝車鶴位配置批量控制器、質(zhì)量流量計(jì)、氣動(dòng)V型調(diào)節(jié)球閥(配智能閥門定位器)、壓力變送器、靜電保護(hù)器。其中包括一類液化氣、二類液化氣和烯三個(gè)裝車流程，每個(gè)裝車流程總管配置控 制閥(開(kāi)關(guān)型)和現(xiàn)場(chǎng)操作柱，一套邏輯控制器用于三個(gè)流程的控制。

2．1上位機(jī)發(fā)油管理

2．1．1獲取發(fā)貨信息

車輛駛停于對(duì)應(yīng)物料的裝車鶴位，通過(guò)批控器 配置的條形讀碼器(防爆型)，讀取唯一憑證單號(hào)，批控器自動(dòng)上傳到發(fā)油操作站，匹配對(duì)應(yīng)的發(fā)貨信息自動(dòng)下傳到批控器，系統(tǒng)設(shè)置物料控制，如果車輛停錯(cuò)了鶴位，讀碼無(wú)效。

2．1．2發(fā)油啟動(dòng)及結(jié)束

除正常安檢外，批控器界面上顯示發(fā)貨信息(車牌號(hào)、應(yīng)發(fā)量)，現(xiàn)場(chǎng)裝車人員核對(duì)實(shí)際車牌號(hào)一致、應(yīng)發(fā)量正確啟動(dòng)發(fā)油(應(yīng)發(fā)量可設(shè)置為可改或不可改正）；發(fā)油正常結(jié)束(實(shí)發(fā)量已到達(dá)過(guò)沖量)批控器自動(dòng)結(jié)算并自動(dòng)上傳已發(fā)記錄到發(fā)油操作站，否則現(xiàn)場(chǎng)裝車人員按批控器結(jié)束按鈕，手動(dòng)結(jié)算并自動(dòng)上傳已發(fā)記錄到發(fā)油操作站。

2．1．3推送發(fā)貨信息

發(fā)油操作站將來(lái)自批控器的已發(fā)記錄自動(dòng)推送到稱重操作站，同時(shí)實(shí)現(xiàn)本地存貯記錄、查詢發(fā)傳到發(fā)貨記錄，鶴位組態(tài)。

2．2汽車衡和裝車在線比對(duì)

發(fā)油比對(duì)流程如圖3所示。

在車輛完成裝車后，裝車系統(tǒng)將裝車相關(guān)信息發(fā)送至衡器系統(tǒng)中，更新車輛過(guò)衡時(shí)創(chuàng)建的空白裝車數(shù)據(jù)信息；軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)比對(duì)，當(dāng)超過(guò)預(yù)設(shè)比對(duì)差率，彈出報(bào)警信息，現(xiàn)場(chǎng)人員查明原因后，在系統(tǒng)中錄入超差原因，并予以確認(rèn)。

第一級(jí)：設(shè)置正常允許誤差值，小于此值比對(duì)自動(dòng)通過(guò)；第二級(jí)：實(shí)際比對(duì)誤差值大于第一級(jí)允許值小于第二級(jí)允許值，對(duì)應(yīng)管理者(如廠級(jí))處理后通過(guò)；第三級(jí)：實(shí)際比對(duì)誤差值大于第二級(jí)允許

值，對(duì)應(yīng)管理者(如公司級(jí))處理后通過(guò)。

3.解決現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題

3．1 流量監(jiān)測(cè)

烴類物料如C3C4(液化氣)、丙烯、丁二烯等當(dāng)其壓力低于飽和蒸汽壓時(shí)就會(huì)產(chǎn)生汽化現(xiàn)象，當(dāng)出現(xiàn)兩相流時(shí)無(wú)論何種類型的流量計(jì)檢測(cè)流量均會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的不確定誤差。

因此烴類物料流量檢測(cè)正確的方法：

1)必須控制流量計(jì)前后的壓力不能低于被測(cè)介質(zhì)的飽和蒸汽壓，絕對(duì)不能出現(xiàn)兩相流；

2)裝車全程對(duì)介質(zhì)密度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，若出現(xiàn)汽化現(xiàn)象(設(shè)置密度低限聯(lián)銷)自動(dòng)停止裝車。

3．2裝車損耗

傳統(tǒng)的壓力密閉裝車的操作流程，并不嚴(yán)格要求待裝車輛空車時(shí)槽罐壓力(一般要求不高于0．3MPa，實(shí)際普遍大于0．7MPa，有的甚至大于1．0MPa)，過(guò)高槽罐壓力導(dǎo)致裝車過(guò)程中必須打開(kāi)氣相返回線，以降低槽罐壓力才能滿載，但是在此過(guò)程中，用于充灌槽罐壓力的氮?dú)?/span>(大約80kg左右，視槽罐壓力大小有所不同)通過(guò)氣相線返回到工廠的系統(tǒng)中，如果采用稱重計(jì)量的方式(此車輛的皮重就是車輛實(shí)際皮重加上了超充氮?dú)獾闹亓?/span>)，這個(gè)操作的過(guò)程每車就會(huì)產(chǎn)生約80kg左右的裝車損耗。

因此減少裝車損耗方法：

1)裝車全程關(guān)閉氣相返回線(事故除外)；

2)計(jì)量結(jié)算以流量計(jì)為準(zhǔn)(由于槽罐壓力的確過(guò)高，客戶要求開(kāi)啟氣相返回線，由此可能產(chǎn)生的量差應(yīng)算作客戶損耗)。

3．3條形碼

打印掃描條碼的信息獲取方式改變了原工作流程中刷IC卡模式，有效解決了使用IC卡時(shí)無(wú)法了解卡內(nèi)存貯的信息、錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)不及時(shí)、IC卡沒(méi)有車和卡間明顯關(guān)聯(lián)標(biāo)志容易搞混等情況；條碼模式采取一次打碼，現(xiàn)場(chǎng)讀取，回收后當(dāng)即作廢等優(yōu)點(diǎn)，很好地解決了運(yùn)行過(guò)程中的問(wèn)題。

4.應(yīng)用效果

4．1全流程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

1)采用計(jì)量實(shí)時(shí)比對(duì)措施。系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)汽車衡稱重和質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量?jī)山M數(shù)據(jù)在線比對(duì)。2)稱重計(jì)量數(shù)據(jù)記錄分析。系統(tǒng)自動(dòng)記錄稱重過(guò)程(皮重、毛重、司機(jī)體重)數(shù)據(jù)，形成歷史曲線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，超差報(bào)警，同時(shí)可供事后查詢分析。

3)質(zhì)量流量計(jì)數(shù)據(jù)記錄分析。系統(tǒng)自動(dòng)記錄質(zhì)量流量計(jì)過(guò)程(瞬時(shí)流量、累積流量、密度、溫度)數(shù)據(jù)，形成歷史曲線可供事后查詢分析，關(guān)鍵是密度和零點(diǎn)值。實(shí)時(shí)監(jiān)控質(zhì)量流量計(jì)組態(tài)信息，以保證流量計(jì)使用和標(biāo)定的復(fù)現(xiàn)性；實(shí)時(shí)監(jiān)控質(zhì)量流量計(jì)自診斷信息，以保證流量計(jì)無(wú)故障運(yùn)行。

4．2數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

1)增加了定量裝車數(shù)據(jù)比對(duì)匯總統(tǒng)計(jì)功能，實(shí)現(xiàn)按時(shí)間段、作業(yè)部、物料、其他相關(guān)信息進(jìn)行匯總頁(yè)面：

2)增加了按時(shí)間段、物料等的日、旬、月統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表，實(shí)現(xiàn)按不同時(shí)間段進(jìn)行皮重報(bào)警、體重報(bào)警、比對(duì)報(bào)警等統(tǒng)計(jì)分析功能。

5.小結(jié)

原來(lái)基于本地裝車控制的定量發(fā)貨系統(tǒng)，和基于汽車衡稱重的計(jì)量結(jié)算都是單一的信息系統(tǒng)，只有相關(guān)紙質(zhì)單據(jù)的人工流轉(zhuǎn)，缺乏實(shí)時(shí)有效的管理，整體管理水平一般。此次的現(xiàn)場(chǎng)發(fā)油操作站、稱重操作站、遠(yuǎn)程計(jì)量審核業(yè)務(wù)站全部基于服務(wù)器工作，運(yùn)行于控制、計(jì)量、管理一體化系統(tǒng)軟件。基于ERP發(fā)貨單號(hào)的條形碼管理流程，在整個(gè)發(fā)貨流程中，司機(jī)只需在稱皮重的同時(shí)獲取一張條形碼發(fā)貨單，司機(jī)直接核對(duì)打印在條形碼單上的發(fā)貨信息正確性，批控器通過(guò)條形碼掃描就能自動(dòng)獲取發(fā)貨信息。紙質(zhì)條形碼發(fā)貨單成本低、無(wú)需回收(相對(duì)IC卡)。同時(shí)實(shí)現(xiàn)汽車過(guò)衡和定量裝車實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)，同時(shí)通過(guò)衡器和定量裝車數(shù)據(jù)比對(duì)，嚴(yán)控比對(duì)誤差，確保了產(chǎn)品出廠計(jì)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。