石油炼化行业用轨道衡解决方案-电子工程世界

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　　1 背景介绍

　　目前我国石油炼化行业进出入企业的物资大部分均通过普通轨道衡进行计量, 尤其是原油和成品油的输入和输出。随着国民经济的快速发展, 石化企业的物料运输手段也发生了很大变化, 原装运液化石油气的 JY60 等普通罐车车型逐步被 GH40、GY95 等超长罐车车型取代, 因这两种车型在车辆结构尺寸上存在很大差异, 原用于普通罐车计量使用的普通轨道衡已无法应用于超长罐车。为此, 作为轨道衡的政府管理部门、使用单位、生产制造厂家均纷纷提出了自己的设想、建议及解决方案, 并已得到了具体应用。此前济南金钟衡器公司为部分石化及炼油企业生产制造过类似衡器产品, 使用效果好。因石化及炼油企业对衡器准确度要求较高, 故该类产品均为静态衡器产品。结合石化用户的要求、工艺使用特点及我公司对该产品的理解认识, 我们提出了长台面轨道衡的概念, 现介绍如下。

　　2 解决方案介绍

　　2.1 解决方案一:

　　应用介绍:

　　系统采用整车静态计量, 可连挂或摘钩使用, 由一个 13m 的台面 A 和一个 5m 的台面 B 沿轨道方向串联安装组合而成, 各自独立, 互为补充。A 和 B两个秤台安装在同一钢筋混凝土基础上, 衡器两端及 A 和 B 两个秤台之间设置过渡器。A 台面满足普通四轴货车的称量 ( 图 1) , A+B 台面满足超长液化气罐车的称量( 图 2) , A 台面和 A+B 台面各是一套独立称重系统。该方案既可用于 13m 标准轨道衡的改造, 也可用于新建轨道衡项目。

　　2.1.1 技术参数:

　　衡器 1: 台面长 13m

　　衡器 2: 台面长 13m+5m

　　最大秤量 Max=100/150t

　　检定分度值: e=20/50kg

　　准确度等级: JJG781- 2002《数字指示轨道衡》中的Ⅲ级要求

　　衡器台面规格:13m×1.435m 和 18m×1.435m两种

　　12m+5m 或 13m+5m 组合后的衡器其称重数据由计算机采集并合成

　　基坑形式: 无基坑 / 浅基坑 / 深基坑

　　组合台面( A+B) 的计量性能应遵循误差分配的原则, 即在静态称量时 A、B 秤台加载和卸载的最大允许误差等于整秤最大允许误差乘各台面的误差分配系数 0.7, 两台面的准确度等级应不低于整秤准确度等级, 两秤台 A、B 分别设置最大秤量和分度值, 两台秤的分度值应相等。

　　2.1.2 功能特点:

　　轨道衡主要由秤体、称重传感器、称重显示控制器和基础组成

　　可对普通四轴货车和超长液化气罐车进行混编连挂静态称量

　　去皮、累计、存贮、重量检验、打印

　　可设置不同的计量单位、数字滤波、空秤计量范围、零点自动跟踪

　　数字量程校准、线性校准、提供丰富的称重管理软件

　　可提供防爆产品

　　可提供数字产品

　　可加配车号识别系统、摄像系统

　　2.2 解决方案二:

　　应用介绍:

　　系统采用整车静态计量, 可连挂或摘钩使用, 由一台 13m 轨道衡和一台 17m 轨道衡沿轨道方向串联安装组合而成, 各自独立, A 和 B 两个秤台安装在同一钢筋混凝土基础上, 衡器两端及 A 和 B 两个秤台之间设置过渡器。13m 轨道衡满足普通四轴货车的称量 ( 图 3) , 17m 轨道衡满足超长液化气罐车的称量( 图 3) 。

　　2.2.1 技术参数:

　　衡器 1: 台面长 13m

　　衡器 2: 台面长 17m

　　最大秤量 Max=100/150

　　检定分度值: e=20/50kg

　　准确度等级: JJG781- 2002《数字指示轨道衡》的Ⅲ级要求

　　衡器台面规格:12m×1.435m 和 17m×1.435m两种

　　基坑形式: 无基坑 / 浅基坑 / 深基坑

　　2.2.2 功能特点:

　　轨道衡主要由秤体、称重传感器、称重显示控制器和基础组成

　　可对普通四轴货车和超长液化气罐车进行称量

　　去皮、累计、存贮、重量检验、打印

　　可设置不同的计量单位、数字滤波、空秤计量范围、零点自动跟踪

　　数字量程校准、线性校准、提供丰富的称重管理软件

　　可提供防爆产品

　　可提供数字产品

　　可加配车号识别系统、摄像系统

　　2.3 解决方案三:

　　应用介绍:

　　系统采用整车静态计量, 可连挂或摘钩使用, 在用户已经具备普通四轴货车称量的基础上, 再增加一台 17m 轨道衡, 专门满足超长液化气罐车的称量( 图 4) 。

　　2.3.1 技术参数:

　　衡器: 台面长 17m

　　最大称量 Max=100/150t

　　检定分度值: e=20/50kg

　　准确度等级: JJG781- 2002《数字指示轨道衡》的Ⅲ级要求

　　衡器台面规格: 17m×1.435m

　　基坑形式: 无基坑 / 浅基坑 / 深基坑

　　2.3.2 功能特点:

　　轨道衡主要由秤体、称重传感器、称重显示控制器和基础组成

　　可对普通四轴货车和超长液化气罐车进行称量

　　去皮、累计、存贮、重量检验、打印

　　可设置不同的计量单位、数字滤波、空秤计量范围、零点自动跟踪

　　数字量程校准、线性校准、提供丰富的称重管理软件

　　可提供放爆产品( ExibⅡBT6、ibⅡCT4)

　　可提供数字产品

　　可加配车号识别系统、摄像系统[page]

　　3 技术说明

　　3.1 机械称量台面

　　机械称量台面作为列车支撑与传力机构, 由称重梁、横梁、限位系统、过渡器和预埋件等组成, 可完成列车运行中的导向、支撑与力的传递工作。称重传感器测试的是垂直重力, 机械称量台面必须保证把车轮的重量完全不变的传递给称重传感器, 并保证称重传感器垂直。

　　3.1.1 称重梁

　　称重梁是机械称量台面的主体部分, 由钢板焊接而成, 其截面为箱型结构, 具有足够的刚度、强度和良好的稳定性。称重梁通过八只( 四只) 称重传感器安放于基础之上。横梁作为两称重梁的连接部分,与两称重梁形成一个稳定结构, 保证台面轨距, 防止称重梁倾翻。

　　3.1.2 限位系统

　　台面的稳定系统由纵向限位、横向限位和横梁构成。限位结构采用拉杆。纵向限位装置的作用是克服列车通过秤台时对主梁产生纵向力, 而使主梁保持在正确的纵向位置。横向限位装置的作用是承受和克服列车通过时对主梁产生的侧推力, 从而保证主梁在横向的正确位置。调整螺杆并预紧, 使主梁和基础相对固定。横梁可以承受列车过衡时对秤梁产生的扭转力矩, 使主梁保持稳定, 而对纵向限位的影响很小。

　　3.1.3 过渡器

　　过渡器采用桥式过渡, 保证车轮平稳的经过台面轨缝, 以减少车轮进出秤台时产生的冲击。随动式过轨器结构设计独特, 即能减少车轮经过台面轨缝时产生的冲击, 还能避免因称重梁、称重传感器受力弹性下沉所产生的震动。

　　3.1.4 接线盒选用防浪涌接线盒, 可有效防止

　　雷击及大电流冲击, 保证轨道衡电器系统( 传感器、称重通道、微机、打印机等) 安全及正常使用, 该接线盒采用新型铸铝结构, 具有极好的抗电磁辐射、抗干扰性能, 有利于衡器计量精度的提高。

　　3.2 称重传感器

　　传感器是衡器系统中的关键元件, 电子轨道衡传感器的安装位置一般自然条件均很恶劣, 如温度年变化量最高可达 60℃, 而且多雨潮湿, 所以要求传感器具有温度范围宽, 密封潮湿, 过载能力强, 长期稳定可靠等特点。经过多年的经验总结, 我们选用我公司生产的 BM- LS- 30 型传感器, 该传感器的特点是长期可靠性高, 参数一致性好等, 已经为国内多数使用单位接受。

　　3.2.1 数字式传感器技术

　　称重传感器采用高集成化、高智能化的处理元全数字量输出;

　　对称重传感器的非线性、滞后、蠕变温度性能等参数进行自动补偿;

　　可以防止用简单电路改变称量信号大小的方式进行作弊;

　　数字传感器大部分电子元器件都安装在传感器屏蔽体内, 能够经受电子干扰、射频干扰等, 可在高干扰区域工作;

　　具有故障自诊断功能, 出现故障时会发出错误代码, 根据代码可判断故障原因, 使应用更加方便; 记忆能力免除了更换传感器后的校准标定工作;

　　采用 RS485 总线技术, 由于输出的信号为数字信号, 可实现称重信号的远距离传输, 传输距离可达 1000 米;

　　输出信号 3~4V, 使抗干扰能力加强, 同时提高了系统的防雷击能力。

　　3.3 称重仪表

　　选配我公司引进日本 A&D 公司技术生产的XK 型称重显示仪表。该仪表选用进口高档关键器件, 对所选用的零部件和组装后的整机都进行高低温检验, 并在出厂前对整机进行 96 小时的高低温老化处理。通过对部分样机进行 - 40℃的测试, 样机均能保证正常运行。具有良好的人机对话界面, 功能齐全、性能可靠、稳定性强、操作简便。抗干扰试验符合IEC61000- 4: 1995 的有关规定, 达到当代国际先进水平。该产品符合 GB7724- 1999《称重显示控制器技术条件》, 全面板操作, 自动修正偏差, 具有强大的自检功能。有完整的数据储存、检查、删除功能; 具有零点跟踪、去皮功能。

　　3.3.1 XK 系列称重显示仪表功能

　　数字显示称量结果, 单位为 kg;

　　去皮功能: 包括手动、自动去皮、数字去皮;

　　具有置零和零点跟踪功能;

　　具有累加累减功能, 并有 50 个分类累加;

　　代码功能, 50 组代码可分别设定皮重、计量上下限、欠量、超量、判别;

　　存贮功能可记录 800 组称重数据, 车号存贮存 200 辆, 并可进行记录及车号查询;

　　具有数字校秤功能;

　　具有用户编程功能;

　　时钟显示、自动生成功能;

　　丰富的打印功能, 本仪表直接可以连接大多数9 针、24 针 80 列以上打印机, 并能支持 ESC/P 打印控制码, 实现中英文打印, 打印各种形式的称重报表;

　　具有串行通讯口 ( 连接指令两种方式)RS232 标准信号接口, 20mA 电流环, 可连接大屏幕显示器, 实现微机、打印机管理等功能;

　　仪表设备单独接地, 能有效的起到抗干扰防雷击防静电作用。面板设有铅封孔, 便于进行参数编程, 衡器校准及计量管理;

　　具有对多种操作错误信息的提示能力。

　　3.4 软件

　　长台面轨道衡采用双台面秤台对超长罐车进行整车计量, 可避免采用转向架计量因罐内液体晃动导致的误差。每个台面接一称重显示仪表, 这两台称重仪表分别通过通讯电缆联接到计算机上。本系统可配备车号识别设备, 由计算机读取每节车辆的电子标签, 根据电子标签中的车型内容智能判断该节车是标准敞车、标准罐车或是超长罐车, 从而自动从一个称重显示仪表或是两个称重显示仪表读取重量数据。不需人工干预, 可准确判断车型并正确称重。

　　3.4.1 软件功能简述

　　可实现双向静态整车计量, 静态准确度满足JG781- 2002《数字指示轨道衡》的Ⅲ级要求;

　　软件功能模块化设计, Windows 标准风格操作界面, 简单易用, 具有完善的使用及帮助功能;

　　软件具有完善的分级权限设置及检查, 可防止未授权用户进入系统修改数据, 确保系统数据安全;

　　软件具有多条件查询功能, 可按组合条件查询称重数据并进行报表打印;

　　软件具有完善的系统数据维护功能, 可对发货单位, 收货单位, 物资名称, 计量员等信息进行修改维护;

　　软件具有硬件故障检测功能, 硬件有故障时可对计量员进行提示。

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　　3.5 系统防爆

　　GCS- 100/150 型长台面轨道衡配用的为本质安全型防爆电子衡器系统, 分为模拟式防爆系统和数字式防爆系统两类, 均符合 GB3836.1- 2000《爆炸性气体环境用电气设备第 1 部分: 通用要求》及 GB3836.4- 2000《爆炸性气体环境用电气设备第 4 部分: 本质安全型“i”》国家标准的要求。本系统可应用于汽车衡、轨道衡以及其它各种类型的专用衡器。

　　本系统可广泛应用于石油、化工、医药等具有爆炸性气体、蒸汽的危险场所。

　　本系统构成包括处于危险场所的称重传感器与防爆接线盒, 以及处于安全区域的安全栅组件与称重显示控制器。

　　大屏幕显示器以及计算机等设备可在安全区内与本系统的称重显示控制器连接。

　　3.5.1 模拟式衡器防爆系统

　　本系统主要由称重传感器、防爆接线盒、安全栅组件及称重显示控制器等组成, 如图 5 所示

　　系统技术指标:

　　型号: FBA 型

　　防爆标志:Ex ibⅡBT6

　　防爆合格证号: GYB03138

　　供电电压: AC187~242V

　　频率: 49~51Hz

　　3.5.2 数字式衡器防爆系统