CN104913190B - 一种卸液控制系统及卸液控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种卸液控制系统及卸液控制方法,卸液控制系统用于判断压力容器向接收罐输送液体时，接收罐内液体是否超压和超载，其中，卸液控制系统包括：第一信号线，与压力容器的流量计连接；第二信号线，与接收罐的压力和液位信号口连通；及PLC控制箱，包括：调试界面，调试界面设有卸液口压力设置窗口及流量设置窗口，卸液口压力设置窗口用于输入接收罐的最高工作压力，流量设置窗口用于设置接收罐的最小流量参数；及PLC控制器，通过第一信号线接收流量计的流量信号以及通过第二信号线接收接收罐的瞬时工作压力信号，并将流量信号与最小流量参数比较，以及将瞬时工作压力信号与最高工作压力比较，从而判断接收罐内液体是否超载和超压。

Description

一种卸液控制系统及卸液控制方法

技术领域

本发明与移动式压力容器有关，具体涉及可安装在槽车上移动式压力容器的一种卸液控制系统，例如：液化天然气、液氮、液氩等低温液体卸液控制系统。

背景技术

随着市场的需求，一些带低温泵的移动式压力容器不断涌出，快速、便捷成为客户最终追求目标，由于在充装过程中采用了低温泵卸液，流量可达12m3/h以上，泵后压力可达3.0MPa以上，这就需在整个卸液过程中全程保护，特别是对压力的保护，在充装过程中接收罐内压力会升高，如超过设计压力，安全阀可能会起跳，此时就需放空排压，这就会造成气体的浪费，如果是LNG，排放会造成危险，同时压力过高，泵持续运转，对卸液软管有可能会爆破；另一种情况，在充装过程中，接收罐已经满液时，如果泵还继续对接收罐进行卸液，接收罐充装量超过了设计时的充装率，这对接收罐本身的设计已不符合要求，过量充装的同时也会发生第一种状况，压力升高。

尽管现有的一些接收罐设置了液位计和压力表，可通过其显示的液位计压力值监控是否超载或超压，但是需要人工时时监控，难以准确及时进行控制。并且，若液位计出现误差或接收罐的压力和液位信号口出现故障，则无法准确判断罐内液体是否超压以及接收罐充装量超过了设计时的充装率。当接收罐已经满液时，如果泵还继续对接收罐进行卸液，接收罐充装量超过了设计时的充装率，这对接收罐本身的设计已不符合要求，过量充装的同时也会导致压力升高，造成危险。

因此，需要一种卸液控制系统，其能够判断接收避免危险的发生。

发明内容

本发明要提供一种安全、便捷的卸液控制系统及卸液控制方法，其用于带低温泵的移动式压力容器上，避免了在对接收罐卸液时过充、超压等情况出现。

为解决上述技术问题，本发明提供一种卸液控制系统用于判断压力容器向接收罐输送液体时，接收罐内液体是否超压和超载，其中，卸液控制系统包括：第一信号线，与压力容器的流量计连接；第二信号线，与接收罐的压力和液位信号口连通；及PLC控制箱，包括：调试界面，调试界面设有卸液口压力设置窗口及流量设置窗口，卸液口压力设置窗口用于输入接收罐的最高工作压力，流量设置窗口用于设置接收罐的最小流量参数；及PLC控制器，通过第一信号线接收流量计的流量信号以及通过第二信号线接收接收罐的瞬时工作压力信号，并将流量信号与最小流量参数比较，以及将瞬时工作压力信号与最高工作压力比较，从而判断接收罐内液体是否超载和超压。

本发明还提供一种卸液控制方法，其利用上述的卸液控制系统判断压力容器向接收罐输送液体时，接收罐内液体是否超压和超载，卸液控制方法包括以下步骤：将第一信号线与压力容器的流量计连接；将第二信号线与接收罐的压力和液位信号口连通；在卸液口压力设置窗口输入接收罐的最高工作压力，在流量设置窗口设置接收罐的最小流量参数；PLC控制器通过第一信号线接收流量计的流量信号以及通过第二信号线接收接收罐的瞬时工作压力信号，并将流量信号与最小流量参数比较，以及将瞬时工作压力信号与最高工作压力比较；及当瞬时工作压力值高于最高工作压力和/或流量值低于最小流量参数时，PLC控制器控制压力容器停止卸液。

本发明的卸液控制系统能够准确的检测充装是否超压或超载，实现超压超载保护。特别是对于不具备液位计的接收罐，本发明的卸液控制系统仍可通过流量的检测判断是否超载。相比于现有的卸液控制系统无法针对此情况判断接收罐内液体是否超压以及接收罐充装量超过了设计时的充装率，本发明能够避免由此造成的充装危险。

附图说明

图1是利用本发明的卸液控制系统从压力容器向接收罐卸液的示意图。

图2是本发明的卸液控制系统的调试界面示意图。

图3是本发明的卸液控制系统的卸液界面示意图。

图4是本发明的卸液控制系统的一种控制方式的示意图。

图5是本发明的卸液控制系统的另一种控制方式的示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，为了清晰，可能夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的主要技术创意。

如图1所示，移动式压力容器10通过卸液管线（未示出）向接收罐90充装液体。例如一个压力容器10放置于运输车底盘或半挂车行走机构20上形成一个移动式压力容器，此移动式压力容器10可装载液化天然气（LNG）、液氮、液氩等低温液体。压力容器10设有低温泵30、及设于低温泵30出口的流量计40和压力传感器50，分别用于测量卸液流量，及低温泵30的出口压力Po。

本发明的卸液控制系统应用于带低温泵的移动式压力容器10上，用于判断压力容器向接收罐90输送液体时，接收罐90内液体是否超压和超载。卸液控制系统包括第一信号线L1、第二信号线L2及PLC控制箱60。第一信号线L1与流量计40和压力传感器50连接，并将卸液流量值及的出口压力Po信号传送至PLC控制箱60。接收罐90可设有液位计80和压力表100，压力和液位信号口通过压力和液位对接接口70与第二信号线L2连通。

PLC控制箱60能够显示如图2所示的调试界面65和如图3所示的卸液界面66。

如图2所示,在调试界面65上设有卸液口压力设置窗口65-1，在此设置窗口可输入接收罐的最高工作压力Pmax。在调试界面65上还设有流量设置窗口65-2，通过此窗口，可设置一小流量参数。

在卸液过程中，在接收罐满液，即达到预定充装量后，第一信号线L1内的流量会减小。可经试验预设一小流量参数，测试出当第一信号线L1内的流量低于该小流量参数时，接收罐已经满液。

在卸液过程中，通过第二信号线L2将由接收罐的压力表100测量的瞬时工作压力信号Pw和液位信号传送至PLC控制箱60。

图4示出了本实施例的卸液控制系统进行卸液控制的示意图。通过PLC控制器设定最高工作压力Pmax，此压力可根据接收罐所能承受的压力调节。通过对接收罐内的压力表100时时检测罐内的瞬时工作压力Pw，并通过压力和液位信号口、压力和液位对接接口70及第二信号线L2将此工作压力Pw信号传送至PLC控制器。在对接收罐充装过程中，工作压力Pw有时会升高。PLC控制器将接收到的工作压力Pw与预设的最高工作压力Pmax比较。若超出最高工作压力，表示罐内超压，则控制泵30停止，实现了在卸液过程中的超压保护。

另外，PLC控制器通过第一信号线L1接收自流量计40的流量信号，并将瞬时流量值与预设的小流量参数比较，若小于小流量参数值，表示罐内满液，则控制泵30停止，实现了在卸液过程中的超载保护。并且，通过此系统进行超载监控并不需要经由接收罐的液位计、液位信号口等，而是通过PLC控制器与流量计40之间的信号传输及数值比较来实现，因此，可针对未设置液位计、液位信号口的接收罐使用。本实施例中，小流量参数设定为10kg/min。针对不同的充装液体、接收罐，其小流量参数不同，可预先测试设定。

另外，还可通过本卸液控制系统对移动式压力容器10的卸液出口压力Po进行监控。PLC控制箱60通过第一信号线L1接收到压力传感器50发出的出口压力Po的信号，并将其与罐内的瞬时工作压力Pw比较，若Po＞Pw，则移动式压力容器10能够正常向接收罐90输送液体，若Po＜Pw，则控制低温泵30增大压力。可通过PLC控制箱60时时监控瞬时工作压力Pw和出口压力Po，并将其与最高工作压力Pmax比较，控制低温泵30，进行合理调节，使卸液过程更加顺畅、安全。优选为：Pmax＞Po＞Pw。

如图3所示，在卸液界面66上还可设有充装量窗口61，该窗口可显示罐内液体的充装量。充装量可在液体流经流量计时，由流量计自动计算得出，流量计为现有装置，不在此对其赘述。由此不仅可判断是否超载，还可计算出充装液体的重量，而不必采用地磅或电子秤进行称重，便于进行贸易买卖。

另外，如图2、3所示，使用者可在调试界面和卸液界面中点击卸液界面按钮65-3和调试界面按钮63在调试界面与卸液界面之间转换。

另外，如图3所示，卸液界面上还具有警示窗口62，例如，当出现超压或超载情况时，警示窗口62向使用者发出如显示“卸液外部液位高”或“卸液外部压力高”等警报。因此，上述卸液控制系统能够快速、准确的进行卸液控制，实现避免超压、超载的保护，对于不具有与移动容器对接的压力和液位信号口的接收罐，以及不具有液位计的接受罐，另外，即使接收罐具备压力和液位信号口，也可通过上述卸液控制系统提高控制准确性。

另外，对于具有液位计80及压力和液位信号口的接收罐，通过压力和液位对接接口70与第二信号线L2将液位信号和压力信号传送至PLC控制箱60，并根据该信号控制低温泵30的运行状态，实现防止超载、超压等功能。具体为，如图5所示的卸液控制系统进行卸液控制的示意图，PLC控制器将接收到的液位信号和压力信号与其储存的接收罐90所设定的压力值、液位信号比较，根据比较结果控制低温泵30的运行状态，例如，若超出接收罐90所设定的压力值、液位信号，则控制低温泵30停止。

综上所述，本发明的卸液控制系统能够准确的检测充装是否超压或超载，实现超压超载保护。特别是对于不具备液位计、液位信号口的接收罐，本发明的卸液控制系统仍可通过流量的检测判断是否超载。也就是说，本发明的卸液控制系统可采用两种工作方案：一、对于具有液位信号口及液位计的接收罐，可通过接收到的来自液位计的液位信号判断是否超载，控制泵的运转；二、对于不具有液位信号口及液位计，或液位计不准确的接收罐，可利用小流量信息判断满液状况，相比于现有的卸液控制系统无法针对此情况判断接收罐充装量超过了设计时的充装率，本发明能够避免由此造成的充装危险。

并且，针对《移动式压力容器安全技术监察规程》附录D3.6中提出规定“卸液泵系统应具备泵出量控制装置、满液自动停止装置以及紧急情况下的快速停止功能”，本发明在配备PLC控制箱的PLC控制系统检测到液位的同时还能检测到压力信号，完全满足了“容标委”的要求，提高了产品的安全性能。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (13)

1.一种卸液控制系统，用于判断压力容器向接收罐输送液体时，接收罐内液体是否超压和超载，其中，卸液控制系统包括：

第一信号线，与压力容器的流量计连接；

第二信号线，与接收罐的压力和液位信号口连通；及

PLC控制箱，包括：

调试界面，调试界面设有卸液口压力设置窗口及流量设置窗口，卸液口压力设置窗口用于输入接收罐的最高工作压力，流量设置窗口用于设置接收罐的最小流量参数；及

PLC控制器，通过第一信号线接收流量计的流量信号以及通过第二信号线接收接收罐的瞬时工作压力信号，并将流量信号与最小流量参数比较，以及将瞬时工作压力信号与最高工作压力比较，从而判断接收罐内液体是否超载和超压。

2.如权利要求1所述的卸液控制系统，其中，当瞬时工作压力值高于最高工作压力和/或流量值低于最小流量参数时，PLC控制器控制压力容器停止卸液。

3.如权利要求2所述的卸液控制系统，其中，压力容器的出口还设有压力传感器，PLC控制箱通过第一信号线接收压力传感器发出的出口压力信号，并将出口压力调整为低于最高工作压力且高于瞬时工作压力。

4.如权利要求2所述的卸液控制系统，其中，PLC控制箱还包括卸液界面，卸液界面设有充装量窗口，用于显示由流量计计算出的接收罐内液体的充装量。

5.如权利要求4所述的卸液控制系统，其中，卸液界面上还具有警示窗口，当出现超压或超载情况时，警示窗口向使用者发出警报。

6.如权利要求5所述的卸液控制系统，其中，调试界面和卸液界面设有切换按钮，用于在调试界面和卸液界面之间切换。

7.如权利要求1所述的卸液控制系统，其中，接收罐还具有液位计，PLC控制箱通过第二信号线及压力和液位信号口接收液位计发出的液位信号，并将流量信号与最小流量参数比较，以及将瞬时工作压力信号与最高工作压力比较，从而判断接收罐内液体是否超压和超载。

8.一种卸液控制方法，其利用如权利要求1-7中任一项所述的卸液控制系统判断压力容器向接收罐输送液体时，接收罐内液体是否超压和超载，卸液控制方法包括以下步骤：

将第一信号线与压力容器的流量计连接；

将第二信号线与接收罐的压力和液位信号口连通；

在卸液口压力设置窗口输入接收罐的最高工作压力，在流量设置窗口设置接收罐的最小流量参数；

PLC控制器通过第一信号线接收流量计的流量信号以及通过第二信号线接收接收罐的瞬时工作压力信号，并将流量信号与最小流量参数比较，以及将瞬时工作压力信号与最高工作压力比较；及

当瞬时工作压力值高于最高工作压力和/或流量值低于最小流量参数时，PLC控制器控制压力容器停止卸液。

9.如权利要求8所述的卸液控制方法，其中，压力容器的出口还设有压力传感器，卸液控制方法还包括PLC控制箱通过第一信号线接收压力传感器发出的出口压力信号，并将出口压力调整为低于最高工作压力且高于瞬时工作压力。

10.如权利要求8所述的卸液控制方法，其中，PLC控制箱还包括卸液界面，卸液界面设有充装量窗口，卸液控制方法还包括根据充装量窗口显示的数值确定接收罐内液体的充装量。

11.如权利要求10所述的卸液控制方法，其中，卸液界面上还具有警示窗口，卸液控制方法还包括当出现超压或超载情况时，警示窗口向使用者发出警报。

12.如权利要求11所述的卸液控制方法，其中，调试界面和卸液界面设有切换按钮，卸液控制方法包括通过切换按钮在调试界面和卸液界面之间切换。

13.如权利要求8所述的卸液控制方法，其中，接收罐还具有液位计，卸液控制方法还包括PLC控制箱通过第二信号线及压力和液位信号口接收液位计发出的液位信号，并将流量信号与最小流量参数比较，以及将瞬时工作压力信号与最高工作压力比较，从而判断接收罐内液体是否超压和超载。