介紹了一種基于條形碼技術(shù)實現(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。通過系統(tǒng)建設(shè)，提高了企業(yè)產(chǎn)品定量裝車系統(tǒng)出廠自動化水平，實現(xiàn)了汽車過衡和定量裝車實時狀態(tài)監(jiān)測，同時通過汽車衡和定量裝車數(shù)據(jù)比對，嚴(yán)控比對誤差，確保了產(chǎn)品出廠計量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

0.引言

中石化天津分公司煉油部倉儲轉(zhuǎn)運站兩棧主要承擔(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量系統(tǒng)配備的指導(dǎo)意見》，天津分公司積極推進(jìn)定量裝車產(chǎn)品出廠項目建設(shè)，首期裝車改造項目包括4套液化氣、2套丙烯計量裝車。

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，在實際運行過程中發(fā)現(xiàn)由于寫入卡內(nèi)的信息無法直觀獲取，存在數(shù)據(jù)寫人錯誤發(fā)現(xiàn)不及時、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)過程中直觀可視化，實時監(jiān)測汽車過衡和定量裝車運行狀態(tài)監(jiān)測，嚴(yán)控比對誤差，進(jìn)一步提高產(chǎn)品出廠計量數(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)實現(xiàn)計量數(shù)據(jù)監(jiān)控比對與管理一體化裝車系統(tǒng)。

對于司機而言，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。

對于系統(tǒng)而言，當(dāng)汽車衡操作站處打印條形碼時，提單信息就在后臺自動傳送到web服務(wù)器內(nèi)，通過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。司機持條形碼在任意一個物料正確的鶴位處刷條形碼，該批量控制器即會向發(fā)油控制操作站請求對應(yīng)提單。之后即可開始裝車，裝車完畢后批量控制器會將已發(fā)記錄信息主動上傳給發(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量監(jiān)控操作站，計量監(jiān)控操作站將這些作業(yè)相關(guān)的實時數(shù)據(jù)發(fā)送給web服務(wù)器，再通過web服務(wù)器實現(xiàn)工廠作業(yè)實時數(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)管理計算機、發(fā)油操作計算機、批量控制器、質(zhì)量流量計、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、氣動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裝車流程，每個裝車流程總管配置控 制閥(開關(guān)型)和現(xiàn)場操作柱，一套邏輯控制器用于三個流程的控制。

2．1上位機發(fā)油管理

2．1．1獲取發(fā)貨信息

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

2．1．2發(fā)油啟動及結(jié)束

除正常安檢外，批控器界面上顯示發(fā)貨信息(車牌號、應(yīng)發(fā)量)，現(xiàn)場裝車人員核對實際車牌號一致、應(yīng)發(fā)量正確啟動發(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(實發(fā)量已到達(dá)過沖量)批控器自動結(jié)算并自動上傳已發(fā)記錄到發(fā)油操作站，否則現(xiàn)場裝車人員按批控器結(jié)束按鈕，手動結(jié)算并自動上傳已發(fā)記錄到發(fā)油操作站。

2．1．3推送發(fā)貨信息

發(fā)油操作站將來自批控器的已發(fā)記錄自動推送到稱重操作站，同時實現(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

發(fā)油比對流程如圖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，更新車輛過衡時創(chuàng)建的空白裝車數(shù)據(jù)信息；軟件實現(xiàn)自動比對，當(dāng)超過預(yù)設(shè)比對差率，彈出報警信息，現(xiàn)場人員查明原因后，在系統(tǒng)中錄入超差原因，并予以確認(rèn)。

第一級：設(shè)置正常允許誤差值，小于此值比對自動通過；第二級：實際比對誤差值大于第一級允許值小于第二級允許值，對應(yīng)管理者(如廠級)處理后通過；第三級：實際比對誤差值大于第二級允許

值，對應(yīng)管理者(如公司級)處理后通過。

3.解決現(xiàn)場問題

3．1 流量監(jiān)測

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就會產(chǎn)生汽化現(xiàn)象，當(dāng)出現(xiàn)兩相流時無論何種類型的流量計檢測流量均會產(chǎn)生嚴(yán)重的不確定誤差。

因此烴類物料流量檢測正確的方法：

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

2)裝車全程對介質(zhì)密度進(jìn)行實時監(jiān)控，若出現(xiàn)汽化現(xiàn)象(設(shè)置密度低限聯(lián)銷)自動停止裝車。

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槽罐壓力(一般要求不高于0．3MPa，實際普遍大于0．7MPa，有的甚至大于1．0MPa)，過高槽罐壓力導(dǎo)致裝車過程中必須打開氣相返回線，以降低槽罐壓力才能滿載，但是在此過程中，用于充灌槽罐壓力的氮氣(大約80kg左右，視槽罐壓力大小有所不同)通過氣相線返回到工廠的系統(tǒng)中，如果采用稱重計量的方式(此車輛的皮重就是車輛實際皮重加上了超充氮氣的重量)，這個操作的過程每車就會產(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)計量結(jié)算以流量計為準(zhǔn)(由于槽罐壓力的確過高，客戶要求開啟氣相返回線，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卡時無法了解卡內(nèi)存貯的信息、錯誤發(fā)現(xiàn)不及時、IC卡沒有車和卡間明顯關(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)場讀取，回收后當(dāng)即作廢等優(yōu)點，很好地解決了運行過程中的問題。

4.應(yīng)用效果

4．1全流程實時監(jiān)測

1)采用計量實時比對措施。系統(tǒng)自動對汽車衡稱重和質(zhì)量流量計計量兩組數(shù)據(jù)在線比對。2)稱重計量數(shù)據(jù)記錄分析。系統(tǒng)自動記錄稱重過程(皮重、毛重、司機體重)數(shù)據(jù)，形成歷史曲線實時監(jiān)測，超差報警，同時可供事后查詢分析。

3)質(zhì)量流量計數(shù)據(jù)記錄分析。系統(tǒng)自動記錄質(zhì)量流量計過程(瞬時流量、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)鍵是密度和零點值。實時監(jiān)控質(zhì)量流量計組態(tài)信息，以保證流量計使用和標(biāo)定的復(fù)現(xiàn)性；實時監(jiān)控質(zhì)量流量計自診斷信息，以保證流量計無故障運行。

4．2數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

1)增加了定量裝車數(shù)據(jù)比對匯總統(tǒng)計功能，實現(xiàn)按時間段、作業(yè)部、物料、其他相關(guān)信息進(jìn)行匯總頁面：

2)增加了按時間段、物料等的日、旬、月統(tǒng)計分析報表，實現(xiàn)按不同時間段進(jìn)行皮重報警、體重報警、比對報警等統(tǒng)計分析功能。

5.小結(jié)

原來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)，缺乏實時有效的管理，整體管理水平一般。此次的現(xiàn)場發(fā)油操作站、稱重操作站、遠(yuǎn)程計量審核業(yè)務(wù)站全部基于服務(wù)器工作，運行于控制、計量、管理一體化系統(tǒng)軟件?；?/span>于ERP發(fā)貨單號的條形碼管理流程，在整個發(fā)貨流程中，司機只需在稱皮重的同時獲取一張條形碼發(fā)貨單，司機直接核對打印在條形碼單上的發(fā)貨信息正確性，批控器通過條形碼掃描就能自動獲取發(fā)貨信息。紙質(zhì)條形碼發(fā)貨單成本低、無需回收(相對IC卡)。同時實現(xiàn)汽車過衡和定量裝車實時狀態(tài)監(jiān)測，同時通過衡器和定量裝車數(shù)據(jù)比對，嚴(yán)控比對誤差，確保了產(chǎn)品出廠計量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。