一种基于PLC的火车定量装车控制系统的制作方法

本发明涉及一种基于PLC的火车定量装车控制系统，适用于机械领域。

背景技术：

PLC系统即逻辑可编程控制系统，在最初主要应用于电力行业，随着国际上各PLC系统产品生产大公司对其功能的完善，其控制功能越来越强大，在化工过程控制及油田自动化储输监测中均得到了广泛的应用。

化工产品在铁路发运过程中，根据铁路安全管理规定，对每具槽车均有安全充装范围的要求，不允许超装也不允许欠装。因此在手工装车时代，充装工人凭眼睛和经验判断充装量，经常存在较大误差，造成欠装和超装，增加了二次装车或卸车的工作量，同时增加了安全风险。为了降低工人的劳动强度及接触有毒化学品的安全风险，大量新建的化工产品外运站均上了控制系统，实现了定量装车控制。现在用的定量装车控制系统有通过单片机定量装车控制仪控制阀门采集流量计信号实现的定量装车控制系统，也有应用PLC系统通过编程设计实现的定量装车控制系统。通过PLC控制系统实现的定量装车控制在化工产品外运站应用中既可实现定量装车控制，也可实现对整个站场储罐的液位、温度、压力及可燃气体浓度的检测，将对所有设备运行参数的检测与装车控制集中在一个系统内实现。应用定量装车控制仪实现的定量装车控制，只能对装车过程实现控制，不能对整个库站的生产运行参数进行监控。

技术实现要素：

本发明提出了一种基于PLC的火车定量装车控制系统，应用SLC小型站控系统实现汁现场流量计信号的采集累加，应用AB公司的RSview32人机界面软件实现装车量设定，通过处理器中的程序运行，控制气动球阀动作，实现付火车装车的定量控制，控制原理简单，德定可靠。

本发明所采用的技术方案是：

所述控制系统由现场仪表、PLC以及人机界面监控系统三部分组成。

所述现场仪表采用Flowserve的气动蝶阀和球阀，E+H的Prowir170漩涡流量计，保证现场阀门动作正常，流量计量准确。

所述PLC系统采用了美国AB公司的高性价比的小型可编程控制器SLC5/4作为对现场仪表信号的采集处理设备及现场阀门的控制设备。

所述上位机人机界面系统仍然选用美国Rockwell公司的RSview32组态软件，该人机界面软件具有组态简单、图库丰富、对话窗口直观的特点。

所述控制系统的编程软件采用了AB公司的RSlogix500编程软件，该软件是AB公司专门针对SLC系列小型可编程控制器开发的编程软件，该软件采用梯形图语言及固定的功能块的调用，可实现对现场模拟量信号的采集及按量程转换为可在人机界面中直接显示的十进制数据，同时接收上位机发出的控制命令，设定累积量，开关现场气动阀，根据压力设定值，输出控制气动调节阀开度的百分比信号，调节阀门开度，控制装车压力，保证流速平稳。

所述控制系统采用了在主程序中实现对现场液位、压力、温度及可燃气体浓度信号的检测量程转换，气动调节阀的PID控制。

本发明的有益效果是：该采用PLC系统实现了定量装车控制的设计过程，通过PLC系统进行定量装车控制，可以通过一个小型站控系统实现对整个外运站的储输设备的检测及对甲醇的装车发运过程实行控制，相对于单片机式的定量装车控制仪，其功能更强大，稳定性好，便于实现数据与远程中心控制室的通讯。

附图说明

图1是本发明的SLC系统卡件排列及与上位机通讯图。

图2是本发明的主程序编写流程图。

图3是本发明的子程序编写流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，本系统由现场仪表、PLC以及人机界面监控系统三部分组成。

现场仪表采用Flowserve的气动蝶阀和球阀，E+H的Prowir170漩涡流量计，保证现场阀门动作正常，流量计量准确。装车泵回流管线上安装有吴忠仪表厂的气动蝶阀，泵出口上栈桥总管上采用罗斯蒙特的3051压力变送器，检测汇管压力，根据汇管压力调节回流阀的开度，保证装车压力稳定.防止装车流速过快，产生静电，发生安全事故。PLC系统采用了美国AB公司的高性价比的小型可编程控制器SLC5/4作为对现场仪表信号的采集处理设备及现场阀门的控制设备。上位机人机界面系统仍然选用美国Rockwell公司的RSview32组态软件，该人机界面软件具有组态简单、图库丰富、对话窗口直观的特点。通过Rockwell公司的通讯接口软件RSlinx及AB公司的DH+通讯卡PKTX卡，实现工控机与PLC处理器的数据交换。操作人员可通过人机界面软件实现对现场仪表信号的监控，发出控制命令控制装车过程。工程师可通过工程师站上安装的Rockwell公司的RSlogix500编程软件，实现对PLC处理器的编程调试，使得该处理器接收人机界面软件发出的命令后，将数字信号转换为阀门可接收的控制信号，控制阀门正常动作，同时将现场仪表的电流及电压信号转换为人机界面软件可识别显示的数字信号。

现场共有加个鹤位，每个鹤位上安装一台Flowserve气动蝶阀切断阀，保证装车作业量达到设定值时能快速关闭。一台满足精度要求，价格合理的E+H的Prowir170漩涡流量计，实现对每个鹤位甲醇流量的测量。一台Flowserve气动球阀，保证装车完成后阀门关闭严密，防止甲醇泄漏挥发造成环境污染。一台国产气动放空阀，在装车过程中保证气相平衡。一个液位开关，防止甲醇从槽车中装满溢出。每具储罐上安装一台E+H的伺服液位计，检测储罐的液位，装车泵出口总管上安装有一台3051压力变送器，检测装车压力，根据该压力调节回流管线上安装的一台吴忠仪表厂产的气动调节阀的开度，保证装车流速恒定，满足计量及安全要求，整个站场根据安全要求安装有可燃气体浓度检测仪表。

如图2、图3，本系统的编程软件采用了AB公司的RSlogix500编程软件，该软件是AB公司专门针对SLG系列小型可编程控制器开发的编程软件，该软件采用梯形图语言及固定的功能块的调用，可实现对现场模拟量信号的采集及按量程转换为可在人机界面中直接显示的十进制数据，同时接收上位机发出的控制命令，设定累积量，开关现场气动阀，根据压力设定值，输出控制气动调节阀开度的百分比信号，调节阀门开度，控制装车压力，保证流速平稳。

现场设备较多，有监测信号和控制信号，因此采用了在主程序中实现对现场液位、压力、温度及可燃气体浓度信号的检测量程转换，气动调节阀的PID控制。软件中有PID功能块，编程时可直接在梯形图中插入，只需打开该功能块的编辑窗口，设定好PID参数，根据控制的正反作用设定好是测量值减设定值还是设定值减测量值，设定好输出信号的百分比即可。在主程序中调用累积量计算子程序，通过在编程软件中利用中断调用功能，实现在固定的时间间隔内对流量累加，得出每个鹤位的累加量;每个装车鹤位编写一个子程序，在子程序中将累积量与设定值作比较，当大于设定值时，发出命令关闭气动球阀。在装运过程中，若发生紧急情况，需停止装车，可通过人机界面窗口直接发出关阀命令，直接关闭蝶阀，通过程序设计，在蝶阀关闭5。后球阀会自动关闭。若累积量未满足，液位开关已与液面接触动作，也会自动关闭球阀停止装车。同时在程序中将累积量的复位与球阀的回讯状态互锁，在球阀处于开状时，不能对累积量复位，避免装车过程中的误操作导致累积量计量不准。

上位机应用了Rock Welt公司的RSview32人机界面软件，该软件是实现现场信号在上位机上显示，以及操作人员发出控制命令控制现场设备的智能接口软件。可运行在Win2000及WinNT、XP系统下。

利用该软件的工程管理器功能，可针对不同的现场设备控制开发不同的工程，实现对现场设备的状态显示及控制。打开工程管理器后先选择通讯驱动，通讯驱动可以是通过AB的DH+网通讯的SLC处理器，也可是DDE方式链接的外部数据。