阅读说明：本技术 一种转注控制系统及方法 (Transfer control system and method ) 是由 郑国昆 杨之江 张雷杰 丁大江 吴齐才 王飞 吕岩 邢然 丁保民 于 2019-07-18 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种转注控制系统及方法,控制系统包括槽车、泵车和贮罐,控制系统控制泵车、槽车与贮罐之间的转注,还包括为显控单元、主控单元和操作面板供电的蓄电池直流稳压的稳压电源；主控单元控制转注控制系统中的被控对象,采集和分析处理转注控制系统的控制状态信息,针对控制状态信息相对应的控制被控对象,实时将控制状态信息上传至显控单元,主控单元接收到显控单元下发的控制指令后完成对应功能；显控单元实时显示转注控制系统在转注过程中的状态信息,并储存状态信息；操作面板指示转注控制系统的流程状态,控制系统的上电、断电和急停。转注控制系统及方法适用于泵车和槽车编组,全自动转注,降低手动操作工作量,降低误操作风险。(The invention provides a transfer control system and a method, wherein the control system comprises a tank car, a pump truck and a storage tank, the control system controls the transfer among the pump truck, the tank car and the storage tank, and the control system also comprises a storage battery direct-current voltage-stabilizing power supply for supplying power to a display control unit, a main control unit and an operation panel; the main control unit controls a controlled object in the transfer control system, acquires, analyzes and processes control state information of the transfer control system, uploads the control state information to the display control unit in real time aiming at the controlled object corresponding to the control state information, and completes corresponding functions after receiving a control instruction sent by the display control unit; the display control unit displays the state information of the transfer control system in the transfer process in real time and stores the state information; the operation panel indicates the flow state of the transfer control system and controls the power-on, power-off and emergency stop of the system. The transfer control system and the transfer control method are suitable for marshalling of the pump truck and the tank car, full-automatic transfer is achieved, manual operation workload is reduced, and misoperation risks are reduced.)

一种转注控制系统及方法

技术领域

本发明涉及自动转注控制系统领域，特别是指一种转注控制系统及方法。

背景技术

目前，在液体运输技术领域，当固定式大型贮罐间距离较远时，一般采用槽车进行两个贮罐间的运输，使用泵作为动力源，完成贮罐与槽车间的液体转注。而对于有毒且具有挥发性的液体而言，需要进行闭式转注，不可将转注形成的废气直排大气。

传统的闭式转注系统一般仅采用槽车，自身不具备动力源，即使配置泵作为转注动力源，一般也为人员手动进行操作，完成转注工作；或另行配置泵车作为动力源，通过人员手动操作的方式，完成转注工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种转注控制系统及方法，用于解决现有技术中槽车、泵车向贮罐转注时需手动操作、无法实现自动化的问题。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种转注控制系统，包括槽车、泵车和贮罐，所述转注控制系统控制所述泵车、所述槽车与所述贮罐之间的转注，所述转注控制系统包括稳压电源、显控单元、主控单元和操作面板；

所述稳压电源用于将蓄电池输出电压进行稳压处理，使其满足为所述显控单元、所述主控单元和所述操作面板的电源供电品质要求；

所述主控单元用于，控制所述转注控制系统中的被控对象，采集和分析处理所述转注控制系统的控制状态信息，针对所述控制状态信息相对应的控制所述被控对象，实时将所述控制状态信息上传至显控单元，所述主控单元接收到所述显控单元下发的控制指令后完成对应功能；

所述显控单元用于，接收所述主控单元上传的控制状态信息，将控制指令下发至所述主控单元，实时显示所述转注控制系统在转注过程中的状态信息，并储存所述状态信息；

所述操作面板用于，指示所述转注控制系统的流程状态，控制所述转注控制系统的上电和断电，控制所述转注控制系统的急停，作为所述显控单元部分关键信息的补充控制及显示。

其中，所述被控对象包括泵车底盘取力器、比例溢流阀、比例流量阀、流量计、所述泵车上的泵车传感器和所述槽车上的槽车传感器；

所述泵车底盘取力器接收到所述主控单元发送的接通或断开信号后，所述泵车底盘取力器完成取力或停止取力；或

所述比例溢流阀调节所述转注控制系统的液压最大压力，控制所述比例流量阀调节所述液压马达的转速，所述液压马达转速与磁力泵转速成正比，磁力泵转速与所述转注控制系统的转注速度正相关，即控制所述比例流量阀即可调解专注速度；或

所述泵车与贮罐之间和所述槽车与所述泵车之间均设置有液路管路，所述流量计用于采集所述液路管路中转注的瞬时流速和累计流量，并将所述瞬时流速和所述累计流量上传至所述主控单元；或

所述泵车传感器包括泵车温度传感器、泵车压力传感器和泵车液位传感器；或

所述槽车传感器包括槽车温度传感器、槽车压力传感器和槽车液位传感器。

其中，所述蓄电池设置在所述泵车的底盘上；或

所述显控单元显示实时显示的状态信息包括温度信息、液位信息、压力信息和阀门状态信息中的至少一种。

其中，所述主控单元可采集贮罐的液位值。

其中，所述液路管路上靠近所述贮罐处设置有液体介质传感器；

所述液体介质传感器用于采集所述液路管路内液体流经所述液体介质传感器的信息，并将此信息传送至主控单元。

其中，所述液路管路上设置有控制所述液路管路内液体通断的气动球阀；或

所述主控单元通过所述泵车的泵车配气台的泵车电磁阀和所述槽车的槽车配气台上槽车电磁阀控制所述气动球阀的开关。

其中，所述主控单元根据接收到所述流量计采集的瞬时流速和累计流量调节所述比例溢流阀的开度，调节所述转注控制系统的转注速度。

其中，所述泵车的泵车配气台和所述槽车的槽车配气台均采用惰性气体。

一种转注控制方法，包括槽车、泵车和贮罐，还包括稳压电源、显控单元、主控单元和操作面板，所述转注控制方法包括：

启动转注，所述主控单元接收到所述显控单元的指令，或检测到所述操作面板的转注上电命令，所述主控单元控制转注启动；

灌泵，接通所述槽车的槽车配气台的槽车贮罐增压电磁阀，将所述槽车的槽车贮罐增压，连通所述槽车和所述泵车之间的气路管路和液路管路，所述槽车贮罐内的液体向所述泵车贮罐内流动，所述泵车的磁力泵充满液体；

转注，所述主控单元控制泵车底盘取力器工作，控制比例溢流阀和比例流量阀打开，所述述磁力泵内的液体被抽出，所述主控单元控制所述液路管路的气动球阀打开，连通所述槽车、所述泵车和贮罐之间的所述液路管路和所述气路管路，所述液体流向贮罐；

关闭转注，当所述主控单元判断所述累计流量达到转注目标值或所述贮罐的液位值达到目标液位值时，关闭液路管路和气路管路的气动球阀，关闭比例流量阀和比例溢流阀，关闭泵车底盘取力器，完成槽车、泵车向贮罐的转注。

其中，在转注过程中，包括大流量快速转注阶段和小流量满注阶段；

所述大流量快速转注阶段为当所述液路管路填充满液体后，位于所述液路管路上的液体介质传感器像所述主控单元发送信号，所述主控单元控制所述流量计开始计量，所述流量计将采集的瞬时流速和累计流量反馈至所述主控单元，所述主控单元通过所述瞬时流速调节所述比例流量阀的开度控制液体流速相对较大；

所述小流量满注阶段为当转注过程接近完成时，所述主控单元通过所述累计流量或所述贮罐的液位值判断后，所述主控单元调节所述比例流量阀的开度减小液体流速。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，本发明的转注控制系统及方法适用于泵车和槽车编组，可实现全自动转注控制，有效降低人员手动操作工作量，降低人员误操作风险。

附图说明

图1为本发明的转注控制系统的原理图。

附图标记：

1、稳压电源；2、显控单元；3、主控单元；4、操作面板；5、底盘取力器；6、比例溢流阀；7、比例流量阀；8、磁力泵；9、泵车贮罐；10、槽车贮罐；11、气动球阀；12、槽车配气台；13、贮罐；14、泵车配气台；15、蓄电池；16、油源泵；17、液压马达。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明针对现有的槽车、泵车向贮罐转注时需手动操作、无法实现自动化的问题，提供一种转注控制系统及方法。

如图1所示的，本发明实施例提供了一种转注控制系统，包括槽车、泵车和贮罐13，转注控制系统控制泵车、槽车与贮罐13之间的转注，转注控制系统包括稳压电源1、显控单元2、主控单元3和操作面板4；

稳压电源1用于将蓄电池输出电压进行稳压处理，使其满足显控单元2、主控单元3和操作面板4的电源供电品质要求；

主控单元3用于，控制转注控制系统中的被控对象，采集和分析处理转注控制系统的控制状态信息，针对控制状态信息相对应的控制被控对象，实时将控制状态信息上传至显控单元2，主控单元3接收到显控单元2下发的控制指令后完成对应功能；

显控单元2用于，接收主控单元3上传的控制状态信息，将控制指令下发至主控单元3，实时显示转注控制系统在转注过程中的状态信息，并储存状态信息；

操作面板4用于，指示转注控制系统的流程状态，控制转注控制系统的上电和断电，控制转注控制系统的急停，作为所述显控单元部分关键信息的补充控制及显示。

本发明的转注控制系统适用于泵车和槽车编组，可实现自动化控制，利用转注控制系统控制槽车、泵车向贮罐13转注。本发明的稳压电源采用DC-DC稳压电源。在转注过程中，主控制单元采集被控对象的控制状态信息，并将控制状态信息分析处理后，并得到与其相对应的控制策略，并根据该控制策略控制被控对象，实现在转注过程的反馈控制，此过程为闭式转注过程，可实现全自动化转注控制，有效降低人员手动操作工作量，降低人员误操作风险。

本发明的转注控制系统的主控单元3为加注控制系统核心部件，运行主控软件，完成各类信息采集，转注流程控制，应急处理等功能；控制各类被控对象，信息采集；通过CAN总线与显控单元2连接，实时上传控制状态，并接收显控单元2下发的控制指令，完成对应功能；操作面板4提供指示灯和开关按钮等元器件，指示灯用于流程状态指示，配置开关按钮与显控单元2形成控制方式冗余，配置电源开关实现控制系统上电/断电功能，配置急停开关实现系统急停处理。

其中，蓄电池15设置在泵车的底盘上；或

显控单元2显示实时显示的状态信息包温度信息、液位信息、压力信息和阀门状态信息中的至少一种。

本发明的转注控制系统通过泵车蓄电池15供电，经过稳压电源1进行直流稳压后，为显控单元2、主控单元3和操作面板4供电；实时显示转注过程中的各类温度、液位、压力、阀门状态等信息，并完成采集信息的存储功能；通过显控单元2可进行转注的各个控制功能操作。

其中，被控对象包括泵车底盘取力器5、比例溢流阀6、比例流量阀7、流量计、泵车上的泵车传感器和槽车上的槽车传感器；

泵车底盘取力器5接收到主控单元3发送的接通或断开信号后，泵车底盘取力器5完成取力或停止取力；或

比例溢流阀6调节转注控制系统的液压最大压力，控制比例流量阀7调节所述液压马达的转速，所述液压马达转速与磁力泵转速成正比，磁力泵转速与转注控制系统的转注速度正相关，即控制所述比例流量阀即可调解专注速度；或

泵车与贮罐13之间和槽车与泵车之间均设置有液路管路，流量计用于采集液路管路中转注的瞬时流速和累计流量，并将瞬时流速和累计流量上传至主控单元3；或

泵车传感器包括泵车温度传感器、泵车压力传感器和泵车液位传感器；或

槽车传感器包括槽车温度传感器、槽车压力传感器和槽车液位传感器。

本发明的转注控制系统的控制对象包括泵车底盘取力器5、比例溢流阀6、比例流量阀7、流量计、泵车上的泵车传感器和槽车上的槽车传感器。本发明的转注控制系统适用于泵车与若干槽车编组的转注系统，采用底盘作为动力源，转注控制系统通过开关量输出控制底盘取力器5的通断，底盘取力器5接收到控制系统的接通信号后，底盘取力器5工作，底盘动力带动液压油源泵16工作，取力完成。转注控制系统通过PWM输出功能，控制比例溢流阀6调节液压的最大压力，控制比例流量阀7调节液压马达17的转速，液压马达17与泵车的磁力泵8采用机械连接的方式，故而马达转速与泵车的磁力泵8转速正相关，转注过程中动力由泵车的磁力泵8提供，控制系统控制比例溢流阀6即可完成对转注速度的调节。转注速度的监测通过安装于液路管路上的流量计完成，流量计可采集转注液路的瞬时流速和累计流量，并通过Modbus总线传输至主控单元3，作为闭环转注过程中的反馈。

其中，主控单元3可采集贮罐13的液位值。

其中，液路管路上靠近贮罐13处设置有液体介质传感器；

液体介质传感器用于采集液路管路内液体流经液体介质传感器的信息，并将此信息传送至主控单元3。

其中，液路管路上设置有控制液路管路内液体通断的气动球阀11；或

主控单元3通过泵车的泵车配气台14的泵车电磁阀和槽车的槽车配气台12上槽车电磁阀控制气动球阀11的开关。

其中，泵车的泵车配气台14和槽车的槽车配气台12均采用惰性气体。

本发明的转注控制系统液路管路上通过气动球阀11完成管路的通断控制，主控单元3通过泵车配气台14的电磁阀、槽车配气台12的电磁阀控制气动球阀11的开关，配气台使用惰性气体，可以解决有燃爆风险气体转注过程中泄露导致的风险。磁力泵8、槽车贮罐1310均配置温度、压力、液位传感器，用于监测贮罐13状态，贮罐13的液位值也可通过主控单元3采集，用于判断各阶段转注速度的切换。

其中，主控单元3根据接收到流量计采集的瞬时流速和累计流量调节比例溢流阀6的开度，调节转注控制系统的转注速度。

本发明的转注控制系统可实现反馈，在转注过程中，当液路管路填充满液体后，位于液路管路上的液体介质传感器像主控单元3发送信号，主控单元3控制流量计开始计量，流量计将采集的瞬时流速和累计流量反馈至主控单元3，主控单元3将瞬时流速调节与预设流速作比较，通过调节比例流量阀7开度来完成泵车的磁力泵8的转速调节，进而实现流速调节，形成闭环流速调节控制，此阶段，转注速度可以相对较大，实现大流量快速转注；当转注过程接近完成时，主控单元3通过累计流量或贮罐13的液位值判断后，转入小流量满足转注阶段，主控单元3依据流量计反馈的瞬时流速，与预设的小流速目标值作比较，通过调节比例流量阀7开度来完成泵车的磁力泵8的转速调节，进而实现流速调节，形成闭环流速调节控制。

一种转注控制方法，包括槽车、泵车和贮罐13，还包括稳压电源1、显控单元2、主控单元3和操作面板4，转注控制方法包括：

启动转注，主控单元3接收到显控单元2的指令，或检测到操作面板4的转注上电命令，主控单元3控制转注启动；

灌泵，接通槽车的槽车配气台12的槽车贮罐增压电磁阀，将槽车的槽车贮罐1310增压，连通槽车和泵车之间的气路管路和液路管路，槽车贮罐1310内的液体向泵车贮罐9内流动，泵车的磁力泵8充满液体；

转注，主控单元3控制泵车底盘取力器5工作，控制比例溢流阀6和比例流量阀7打开，述磁力泵8内的液体被抽出，主控单元3控制液路管路的气动球阀11打开，连通槽车、泵车和贮罐13之间的液路管路和气路管路，液体流向贮罐13；

关闭转注，当主控单元3判断累计流量达到转注目标值或贮罐13的液位值达到目标液位值时，关闭液路管路和气路管路的气动球阀11，关闭比例流量阀7和比例溢流阀6，关闭泵车底盘取力器5，完成槽车、泵车向贮罐13的转注。

其中，在转注过程中，包括大流量快速转注阶段和小流量满注阶段；

大流量快速转注阶段为当液路管路填充满液体后，位于液路管路上的液体介质传感器像主控单元3发送信号，主控单元3控制流量计开始计量，流量计将采集的瞬时流速和累计流量反馈至主控单元3，主控单元3通过瞬时流速调节比例流量阀7的开度控制液体流速相对较大；

小流量满注阶段为当转注过程接近完成时，主控单元3通过累计流量或贮罐13的液位值判断后，主控单元3调节比例流量阀7的开度减小液体流速。

本发明的转注控制方法包括启动转注、灌泵、转注和关闭转注四个阶段。在启动转注阶段，主控单元3接收到显控单元2的CAN总线指令，或检测到操作面板4开关的转注开关打开，开启转注。在灌泵阶段，接通配气台电磁阀,槽车贮罐1310增压，增压至预设值后，接通槽车与泵车间的气路管路和液路管路，由于槽车贮罐1310压力高于泵车，槽车液体收到压差作用，向泵车流动，经过泵车的磁力泵8，将泵车的磁力泵8内部充满液体，完成灌泵功能。在转注阶段，底盘取力器5控制开关量输出高电平，底盘取力器5工作，液压油源泵16开始旋转，产生动力，主控单元3PWM输出控制比例流量阀7阀芯达到预设开度，控制比例流量阀7阀芯达到转注流程初值，液压马达17开始旋转，并带动泵车的磁力泵8旋转，液路产生动力，可将贮罐13液体抽出，控制泵车、槽车液路管路的气动球阀11打开，槽车→泵车的磁力泵8→贮罐13液路管路、气路管路接通，此时，在泵车的磁力泵8的作用下，液体向贮罐13流动，开始闭式转注。本发明的转注控制方法的大流量快速转注阶段，主控单元3依据流量计反馈的瞬时流速，与预设流速作比较，通过调节比例流量阀7开度来完成泵车的磁力泵8的转速调节，进而实现流速调节，形成闭环流速调节控制，此阶段，转注速度可以相对较大，实现大流量快速转注；小流量满注阶段通过流量计的累计流量或固定式贮罐13液位值判断后，转入小流量满足转注阶段，主控单元3依据流量计反馈的瞬时流速，与预设的小流速目标值作比较，通过调节比例流量阀7开度来完成泵车的磁力泵8的转速调节，进而实现流速调节，形成闭环流速调节控制。

本发明的贮罐13可采用固定式贮罐13。

上述方案中，本发明的转注控制系统及方法可实现全自动转注控制，有效降低人员手动操作工作量，降低人员误操作风险；能够完成有毒挥发性液体的闭式转注，有效提升安全性；通过液位监测、流量监测实现转注量的计量，提升转注量的精度。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设有”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。固定连接可以为焊接、螺纹连接和加紧等常见技术方案。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。