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1、智能化常压液体充装系统一、工艺技术装备简介智能化常压液体充装系统是从车辆入厂登记取卡到车辆定位、开启阀门自动装车、充装结束后吹扫、静电夹归位、道闸挡杆升起，车辆驶离等全过程实现远程自动化控制。主要由两级主从分布控制，结构简单、操作方便。控制部分。采用两级主从分布控制。由一台或多台用于“集中管理”的PC机（上位机）和安装在灌装现场的若干台用于“分散式装车控制”的下位机（即定量装车控制仪）组成，下位机与上位机之间通过RS485通讯网络或工业以太网及相应的通讯协议来达到数据采集、装车管理和流程控制的功能。其中，定量装车控制仪可选IC卡读卡功能，实现Ie装车控制，同时具备本地装车控制模式。定量控制仪可
2、对装车过程进行程序控制、定量装车控制、防溢联锁控制、防静电接地联锁控制、人体静电释放联锁控制、电控钥匙盒联锁控制、挡车器联锁控制等。机械部分。鹤管机械部分选择双轨道支撑结构，滚道为精密数控机床加工，并经特殊工艺处理。旋转接头承载力大，转动灵活、可靠。主密封圈结构独特，采用PTFE增强聚四氟乙烯材料，内衬不锈钢弹簧卡。密封面经抛光处理,密封性能优越、可靠，具有较强的耐磨、耐腐蚀性。使用寿命长等优点，同一型号鹤管的主副密封圈规格相同，可以互换。驱动方面所使用的气动马达，较之电动机更是外壳轻便灵活，输送方便；采用压缩空气作为工作介质，消除火灾和爆炸风险。气动马达过载时能自动停转，与供给压力保持平衡状
3、态，并且具有工作安全系数高、防爆性能优、不受高温及振动的影响、可长期满负荷工作、功率范围及转速范围均较宽，兼具节能降耗、结构简单、操纵方便、维修容易、成本低等优点。二、主要技术特点1、实现本质安全。通过安装挡车器、静电接地联锁、溢流保护器、远程联锁、装车臂自动放空阀等六大联锁功能,实现一键全自动操作、充装现场无人化，从根本上杜绝了人身伤害事故、实现本质安全。2、通过实现罐口的精准定位、物料自动精准充装、液碱灌装自动切断、多余物料的防溢出和全回收、设计智能助吹下料系统，杜绝环保污染。3、提升工作效率。单车充装时间由以往的25分钟缩减到15分钟，工作效率提升了40%。4、节约人力成本，降低劳动强度
4、。工作人员由每班3人缩减为1人，节约了人力资源成本；全程通过远程系统自动控制，降低了工作劳动强度，达到精准计量。5、改善工作环境，彻底改变了充装现场脏乱差的现象,有效改善了作业环境。三、有关技术资料为加快液碱槽车充装数字化、智能化改造，实现一键式自动发碱，可在利用旧现场流量计、两段式切断阀的前提下,设计研发定量装车系统、安全联锁系统、气动马达装车臂、视频监控系统、雷达扫描系统,优化升级现有槽车充装装置,实现远程精准控制，并通过扫描定位算法的开发，最终实现一键装车。在装车过程中，以质量流量计数据作为装车的计量依据，以定量装车系统的批量控制器为控制核心，批量控制器内部的计算处理器以累积质量流量作为
5、装车结果输出，在显示屏上显示，控制两段式气动切断阀和液碱装车泵的开关来达到烧碱定量装车的目的。图1自动槽车充装系统的总体思路图图2智能槽车充装系统工作流程图图3控制箱电气配置图1、定量装车系统（1）定量装车控制：根据流量计信号换算成累计量，配合防溢流探杆功能达到定量及安全控制。（2）掉电保持功能：系统异常断电，重新上电系统能记录上次装车量防止超装。（3）阀门多段关阀控制功能，防止对管路冲击，减少水锤效应。（4）钥匙管理连锁功能，管理司机钥匙防止未装完发动车辆。（5）防溢流连锁控制：当出现异常超装情况，系统会自动连锁切断阀门。（6）远程监控及远程切断功能。图4定量装车系统现场图2、安全联锁系统（
6、1）挡车器：防止未装完车，司机发动车辆，提示及阻挡作用。（2）钥匙管理器：管理司机钥匙，在系统未装车完毕前禁止发动车辆。（3）溢流保护器：对因异常情况造成的超装，系统探杆可以及时发现，防止液体溢流。（4）远程联锁：远程视频监控、定量监控等发现异常远程切断阀门。（5）装车臂自动放空阀：装车臂装车完毕，切断阀切断后，放空阀自动打开，当系统归位后，放空阀自动关闭。放空阀与切断阀互锁，同一时间只能打开一个阀门。木人体标电滁放器/防潜流探杆Io雷达扫描器B辆电除图5安全联锁系统示意图3、气动马达装车臂（1）技术参数：设计温度T9T20度；设计压力1.6MPa;试验压力2.4MPa;外臂上仰角50度，下俯
7、角30度；气源压力0.6MPa;气动马达转速3000转/分钟；减速比1.17；操作精度，气动马达+减速机无明显过载无惯性。（2）控制方式：通过操作手柄控制电磁阀给气动马达供气，控制气动马达旋转。控制键包含内臂左右运动，外臂左右运动，外臂上下运动，急停及远程与就地控制等。（3）设计图纸35010002200图6气动马达装车臂设计图纸4、视频监控系统高清视频监控系统可在远程操作过程中，配合气动马达装车臂进行远程定位，同时配合语音播报系统，实现主控操作人员对现场进行语音传达。系统信号传输采用光缆熔接方式，确保安全可靠稳定。图7视频监控操作台演示图5、雷达扫描系统(1)激光雷达概述激光雷达(1.igh
8、tDetectionAndRanging,其缩写为1.iDR)是集激光、全球定位系统(GPS).和IMU(惯性测量装置)三种技术于一身的系统，用于获得数据并生成精确的数字高程模型(DigitalElevationModel,DEM)o这三种技术的结合，可以高度准确地定位激光束打在物体上的光斑。激光雷达也是一种以激光器作为发射光源，由发射系统、接收系统、信息处理等部分构成。其中一个重要的作用就是目标识别与测量，具有测量精度高、分辨能力强、测量速度快、抗干扰能力强等大量优点。激光雷达发展迅速，现在已经广泛应用于调查监测、建模与测绘、探测与测量、医学、军事、无人驾驶等领域。该方案采用激光雷达视觉测量
9、和海量点云数据处理技术对灌口进行自动识别和定位点云处理技术和目标识别算法计算得到相对于激光雷达，其灌口的坐标，传给鹤管控制器实现定位寻找灌口控制从而获取灌口的位置和尺寸信息是智能装车系统，进行装车作业的前提。(2)激光雷达数据处理。激光雷达采集到大量的点。如果直接利用这些大量的点云数据进行建模与分析，会使得点云特征拟合算法复杂、计算难度加大、计算速度变慢，对计算机的性能要求也较高。所以对于车体点云数据，若想提取灌口信息，首先要通过点云目标分割、点云去噪等数据处理方法，将车体点云从整体点云中提取出来，然后才能更好的对车体点云模型进行识别，提取出灌口位置信息。本文利用点云分割方法，其是基于区域的分
10、割方法，最为简单，其原理是限制空间中XYZ的坐标区域，把选定区域中的点提取出来，或者把选定区域的点去除只保留需要的区域中的点，故该方法称之为区域分割法。首先选中需要的区域,将该区域方便其他分割方法完成目标点云的分割范围以外的点云去除或者将选中区域内的点云去除。一是可以减少点云的数据量，加快数据处理速度；二是去除了不必要的区域，减少不必要的噪声区域。四、应用案例1、数字化自动槽车充装系统可复制智能槽车充装系统解决了化工行业槽车充装依靠人工执行，效率低、环境差、劳动强度大的困境。采用两级主从分布控制，现场定量装车系统自动同步数据，配置安全联锁功能，实现充装过程的全自动工作模式，具有较强的技术成熟度
11、和可操作性，能够为同行业槽车自动充装提供可借鉴的示范作用，具有推广价值和可复制性。2、提升整体自动化水平和效益数字化自动槽车充装系统已于2021年7月投入生产使用，目前公司液碱充装7个装车位，卤水返水充装2个装车位，及稀硫酸充装1个装车位，系统运行平稳正常。数字化自动槽车充装系统的投用，改变了液体充装现场乱、差、高风险、重体力劳动和低技术行业的传统状况，通过数据传输、实时归档和计算，推进企业的信息化管理提升。该管理系统,可拓展打通与企业ERP系统的链接，实现生产、质量、充装管理和客户开票付款等统一控制，为企业树立良好的管理形象。该系统为国内氯碱行业首创，填补了长期以来液碱槽车充装在自动化智能化领域的空白，且系统简单、维护量小、效率高、成本低，易于实现。系统初始设计、研发均为自主完成，设备、材料部分利旧，仅设计及人工成本节约达360余万元。系统投用后，现场操作人员由每班3人缩减为1人，现场实现无人值守，改善作业环境、减轻体力劳动强度的同时,有效降低员工违章作业导致安全事故发生的概率，实现了装置的本质安全。每辆槽车的充装时间由之前的30分钟，缩减至20分钟，作业效率得到较大提高；槽车从进厂到出厂全过程最大限度减少人为干预，充分做到发货流程公开、公平、公正，提升了企业的形象，提高企业在行业内的知名度,由此取得的间接效益近1000万元。
