
分为液体危化装车系统设计、固体散料装车系统设计两大板块,包含设计依据、总体架构、工艺流程、硬件配置、软件设计、安全联锁、电气防爆、土建配套、验收标准全流程内容,可直接用于方案书、施工图、招标技术文件。
一、设计标准与规范(强制依据)
1. 通用自动化标准
GB/T 50770 自动化仪表工程施工及质量验收规范
GB 50093 自动化仪表工程施工及质量验收规范
GB/T 19892 批量控制器
GB/T 30094 工业自动化系统集成规范
2. 液体危化防爆专用
GB 50160 石油化工企业设计防火标准
GB 3836 爆炸性环境用电气设备(Ex防爆)
AQ 3010 加油站安全规范、AQ 3047 化学品罐区安全规范
SH/T 3005 石油化工自动化仪表设计规范
3. 散料/称重计量规范
GB/T 7724 电子称重仪表
JJG 650 皮带秤检定规程
GB/T 35737 砂石/煤炭智能装车系统技术要求
4. 信息化、数据安全
GB/T 22239 信息安全等级保护
安监总局危化企业信息化建设标准
二、总体系统架构设计(三层架构通用)
一层:现场设备执行层
现场检测、计量、阀门、识别、安全传感器,所有危化区域设备采用Ex d/Ex ia 防爆型。
第二层:现场批控/PLC控制层
- 液体:每鹤位独立防爆批量控制器,单鹤位独立闭环控制,断网离线可装车;
- 散料:PLC控制柜集中控制单车道全套设备,搭配称重仪表、3D激光雷达采集单元。
通讯总线:Modbus RTU/TCP、485总线、工业以太网。
第三层:中控管理平台层
工业服务器+上位机监控软件,分为实时监控、业务管理、数据报表、第三方接口四大模块,支持本地客户端、Web网页、手机移动端访问。
三、液体定量装车系统专项设计(油库、化工罐区、槽车)
(一)工艺流程设计
1. 车辆进厂:车牌识别抓拍核验,黑名单自动拦截;司机刷卡/扫码读取ERP订单(物料、客户、预装量);
2. 车辆就位:车辆驶入鹤位,确认车轮限位;人工对接鹤管、静电接地夹;
3. 安全自检联锁校验(不满足无法启动):接地电阻合格、无溢油报警、鹤管到位、无急停、油气回收阀门正常;
4. 定量自动装载:批控器接收设定吨位,分段流量控制
① 大流量快速进料(80%总量);② 低速缓冲进料(95%总量);③ 微量预关阀(消除过冲误差);到达设定值自动关阀、停泵;
5. 装车完成:语音播报、LED屏提示,系统自动存储装车记录、抓拍车辆照片;
6. 解除安全设备:拔静电夹、收回鹤管,道闸放行,可联动地磅二次称重校验。
(二)现场硬件配置设计(单鹤位标准配置)
1. 计量单元:科里奥利质量流量计(贸易结算级)+温度变送器、密度变送器,实时温压补偿;
2. 执行阀门:两段式电液阀/气动切断阀、油气回收联动阀;
3. 安全联锁单元:防爆静电接地报警器、溢油探头、现场防爆急停按钮;
4. 控制单元:防爆型批量控制器(触摸屏本地操作);
5. 识别交互单元:防爆IC卡读卡器、防爆高清车牌相机、防爆LED显示屏、防爆语音喇叭;
6. 辅助设备:装卸鹤管、装车泵、防爆操作箱、防爆照明。
(三)安全联锁逻辑设计(七重硬联锁,硬件级保护,软件无法屏蔽)
1. 静电接地联锁:接地电阻>55Ω直接锁定装车流程;
2. 溢油保护联锁:液位探头触发,立刻关阀停泵;
3. 鹤管归位联锁:鹤管未插入罐口禁止启动;
4. 急停联锁:现场/中控急停一键切断所有输出;
5. 流量异常联锁:无流量、超流速持续30s停机报警;
6. 通讯故障联锁:批控本地缓存数据,独立完成装车;
7. 超装联锁:实际装载量超出订单上限强制停机,禁止补料。
(四)电气防爆设计要点
1. 0区、1区危化区域全部电气设备Ex d II BT4防爆;
2. 电缆采用防爆穿线管密封,本安线路与动力电缆分开桥架;
3. 现场控制柜隔爆型,机房中控设备非防爆,设置独立防爆隔离间;
4. 全厂统一等电位接地网,接地电阻≤4Ω。
四、散料智能定量装车系统设计(煤炭、水泥、砂石、矿粉、粮食)
(一)工艺流程设计
1. 车辆进厂:车牌识别、道闸自动抬杆,读取提货订单;
2. 车厢三维扫描:3D激光雷达扫描车厢长宽高、车内余料,计算比较大可装载容积,防止超载偏载;
3. 安全校验:仓门无故障、除尘风机正常、皮带无跑偏堵料;
4. 闭环定量下料:PLC采集仓底称重/皮带秤实时重量,变频调节皮带转速;分三段下料:快速下料→缓冲降速→微量收尾;
5. 均匀布料:系统自动控制伸缩散装机左右移动,均匀铺料,杜绝偏载、单边超载;
6. 装车完成:自动关闭仓门、启动平料机、喷淋抑尘;
7. 自动过磅:联动汽车衡比对装车净重,生成电子磅单,道闸放行,数据归档。
(二)硬件配置设计(单车道无人值守标准版)
1. 计量单元:仓式称重模块/高精度定量皮带秤;
2. 执行单元:变频卸料闸板、变频输送皮带、伸缩散装机、自动平料装置、抑尘喷淋;
3. 感知单元:3D激光雷达、料位开关、皮带跑偏/堵料/撕裂保护开关;
4. 控制单元:PLC一体化控制柜、现场触摸操作屏;
5. 物流识别:车牌抓拍、道闸、LED排队大屏、IC卡发卡终端;
6. 辅助:视频监控、声光报警器。
(三)散料专属联锁保护
1. 堵料、皮带跑偏自动停机;
2. 车厢未识别、车辆偏移车道禁止下料;
3. 称重超限、超载强制停止装车;
4. 粉尘除尘风机未启动,无法开启卸料;
5. 急停、仓门故障联锁停机。
五、上位机软件系统设计(液体/散料通用软件架构)
模块1:实时监控模块
1. 全局总览界面:全部鹤位/车道状态可视化(空闲/装车中/故障/暂停);
2. 单点位详情:瞬时流量、已装量、剩余量、物料、车号、客户、设备状态;
3. 实时趋势曲线:流量、重量、温度、压力曲线回放;
4. 视频画面嵌入界面,装车前后照片存档查看。
模块2:自动定量控制模块
1. 定量参数配置:各点位独立设置提前关阀值、快慢流量比例、补偿系数;
2. 本地/远程模式切换,中控远程启停、暂停装车;
3. 断网离线缓存机制,网络恢复自动同步全部装车数据。
模块3:订单与一卡通业务模块
1. 订单管理:手动制单、ERP自动同步订单,一车一单锁定;
2. 一卡通管理:发卡、挂失、权限绑定、扫码提货;
3. 车辆调度:排队叫号、自动分配空闲装车点位、黑名单拦截。
模块4:报警与安全管理
1. 实时弹窗声光报警,报警分级(一般/重要/紧急停机);
2. 全报警记录存储,支持按时间、点位、类型检索,处置记录留痕;
3. 操作审计日志:所有启停、参数修改、单据调整、账号登录全程记录,数据不可删除篡改。
模块5:台账报表模块
1. 装车原始记录存储:车号、时间、实发量、操作人员、报警、抓拍图片;
2. 自定义报表:班报、日报、月报、客户发运、物料损耗、车队统计;
3. 单据打印:装车单、出库单、结算磅单,支持PDF/Excel导出。
模块6:权限管理模块
多级角色账号:超级管理员、调度、操作工、财务、运维;精细化功能授权,分级管控操作权限。
模块7:第三方系统接口模块
1. 工业接口:OPC UA/DA、Modbus对接PLC、流量计、地磅;
2. 业务接口:HTTP API、WebService对接ERP、TMS、MES、集团云平台;
3. 远程访问:BS网页端、手机小程序远程查看实时数据。
六、电气与控制系统设计
1. 供电设计:现场设备AC24V安全低压,控制柜AC220V,动力设备380V;配备UPS不间断电源,断电保证仪表、批控器持续工作30min以上;
2. 通讯网络设计:现场485总线采集仪表,工业以太网连接中控,交换机冗余备份;
3. 接地设计:仪表信号接地、设备保护接地、防雷接地三合一,设置防雷浪涌保护器;
4. 控制柜设计:户外柜防水IP65,危化区隔爆柜,内置PLC、交换机、电源、端子。
七、土建与现场配套设计
1. 液体装车台
- 装车栈桥、车辆限位挡轮、静电接地桩;
- 电缆沟、防爆穿线管支架、防雨操作平台;
- 油气回收管路、污水收集沟。
2. 散料装车仓
- 装车车道硬化防滑、车辆限位标线;
- 地磅基础、激光雷达安装立柱、喷淋供水管道;
- 除尘风道、皮带机基础、防雨控制室机房。
3. 中控机房
独立机房,恒温空调、防静电地板、服务器机柜、大屏监控操作台、UPS配电室。
八、系统冗余与可靠性设计
1. 数据冗余:本地数据库+服务器双备份,自动定时备份;
2. 控制冗余:单鹤位批控器独立运行,一台故障不影响其他点位;
3. 供电冗余:UPS后备电源,关键仪表不断电;
4. 通讯冗余:关键点位双网线通讯,断网本地缓存数据不丢失。
九、系统验收设计标准
1. 计量精度验收
- 液体系统:装车计量误差≤±0.3‰;
- 散料系统:装车总重量误差≤±0.5%;
2. 安全联锁全项测试:模拟溢油、静电故障、急停,验证自动停机功能;
3. 软件功能验收:报表、订单、接口、日志、权限逐项测试;
4. 防爆、接地、电气安全检测,出具第三方检测报告;
5. 72小时连续无故障试运行验收。
十、系统设计交付物清单
1. 总体方案设计说明书
2. 工艺流程图PFD、控制逻辑图
3. 系统架构图、硬件设备清单
4. 电气原理图、柜内接线图、电缆桥架布置图
5. 现场设备布置施工图
6. 软件功能说明书、接口协议文档
7. 安全联锁逻辑说明、防爆设计说明
8. 施工组织方案、验收规范
需要我把这份方案精简成投标用《自动定量装车系统技术设计方案(标准版Word文本)》 吗?