0前言

移动罐车主要用于运输一些能源化工产品，在 使用的过程中，会因腐蚀、磨损、疲劳等原因，随 时间增加产生一些缺陷或者是本来产生了缺陷，腐 蚀疲劳磨损使缺陷继续扩大，而产生事故隐患，通 过定期检验可有效地预防和发现事故隐患，保障移 动罐车的安全使用。目前，移动罐车的定期检验的 自动化程度不高，检验以人工记录为主，存在检验 的效率低下和检测结果不可靠等问题。因此需要研 究设计关于移动罐车检测的自动化检测系统，提高 检测效率和检测的可靠性。本文提出了移动罐车检 测系统的整体方案，然后对整体方案进行展开，分 别设计了具体检测项目的子控制系统。

1检测系统设计

为了保证罐车检测时分工明确，提高检测效率， 将移动罐车检测过程分为六个工位，分别进行对移 动罐车的资料审核登记、外观缺陷检测、罐内介质 清扫、内外表面缺陷检测、安全附件的检测和密封 性试验。在移动罐车的年度检验系统设计过程中， 考虑罐车检验分为六个检测成程序，检测过程中， 有些工序的完成离不开人工直观检查，工序中的个 别项目又需要控制系统的参与，一台PC机难以实 现对所有控制项目的监测，故在六个工位各设有一 台客户机，通过服务器来调取客户机的数据实现总 体监控。

另外，客户机还有一个SCC系统的控制功能， 能够根据光电传感器的信号，通过PLC可编程控制 器，检测各工位的检测状态，判断整体检测进度。在部分工位处设计了针对性极强的子系统，保证各 工位检测的高效便捷，系统整体方案结构图如图1 所示。

1.1检测工位设计

移动罐车进行检测前准备就绪后，进入工位1 开始检测流程，依次进入其它工位，离开工位6检 则结束。各个工位进行的工作分别如下：

工位1：资料审查登记。调集罐车技术档案资 料，包括汽车罐车随车文件，出厂初始型号资料， 检查出厂合格证，罐体说明书和历次定期检验报 告书等。

工位2：外观检测。工作人员以目测或手动的 方式检验车体情况，对于低压和非常压液化气罐车 检测项目有所不同，根据介质类型确定检测项目，如喷漆，安装方式等。

工位3：罐内介质清理吹扫。检测过程中，有 些检测需要专门操作人员进罐检查，进罐作业前， 罐内介质必须清晰置换干净，油类介质的罐体应用 除油剂进行浸洗，腐蚀或有毒介质的罐体应用相应 的中和剂进行清洗，然后进行空气吹扫。

工位4：内外表面及焊缝缺陷检测。罐体内外 表面的缺陷以目视检查为主，必要时可以借助使用 放大设备进行观察，对于严重的腐蚀和明显的缺陷， 应进一步使用仪器确定其深度或面积。

工位5：安全附件检测。对安全阀等安全附件 进行相应的必要检测，有的安全附件需要拆卸。

工位6：气密性检测试验台。气密性试验应在 各种调试或检验合格的安全附件装备齐全后进行， 升高压力的过程应当慢慢进行，增加至试验压力后， 保持一段时间，然后对罐体各阀门管路及连界面等 易产生泄露部位进行泄露检查。

1.2罐车检测状态监测及数据采集系统设计

各个工位处分别安装光电传感器，启动罐车停 在该工位检测时，光电传感器发送信号给PLC。实 现的功能：（1)上位机通过组态软件显示移动罐车 的检测状态，如“外观检测进行中”，并显示该工 位检测已进行的时常，如“已检测10分钟”。（2) 服务器主机通过以太网从客户机获取各工位的检测 数据及图像，显示并存储，达到在主监控室监控所 有子监控室的目的。罐车检测状态监测系统示意图 如图2所示。（3）检测全部完成后程序建立检测完 成标志。

1.3罐内介质清理吹扫检测系统设计

实现的功能：（1）上位机控制传感器电路接通， 开始检测罐内气体含量。（2）上位机通过组态软件 显示待检测气体的含量。（3）PLC控制器分析处理 所得数据，若检测结果不合格，则红灯报警，若合 格则绿灯通过，如图3所示。

1.4内外表面缺陷无损检测系统设计

使用直观检测和超声波检测的方法结合，对内 外表面的缺陷进行缺陷检测，包括重要部位焊缝的 探伤检测。系统实现的功能：使用数字式超声波探伤仪对通过人工目测观察出的可疑部位以及重要焊 缝部位进行无损检测，数字式超声波检测仪生成检 测图像并显示，现场工作人员对检测结果进行初步 判断，有明显缺陷的及时记录并上报，图像实时传 送到计算机，保存显示，供专业人员分析评估，作 出判断。该系统的示意图如图4所示。

1.5安全阀整定校核及密封性能试验控制系统设计

对于拆卸下的安全阀，先充分清洗干净，然后 后进行外观检查，看是否有肉眼能观察到的明显缺陷，若外观无明显缺陷，然后对安全阀进行解体， 分别直接肉眼观察各零部件，如阀体、密封面、弹 簧、阀杆等，对于有明显损伤裂纹、变形等缺陷的 部件应及时更换。除了外观及缺陷检查，对于安全 等对密封性要求高的安全附件应当定期进行密封性 能试验，设计了一个检验安全阀密封性能的控制系 统。系统工作原理如图5所示。

系统实现的功能：（1）安装在储罐上的压力传 感器将压力变送给PLC控制器，使储罐压力控制在 X~Y之间，当储罐压力低于X值时，压缩机电机运 转开始供气，当储罐压力高于Y值时，压缩机停止 供气，这个设计可以保证储罐压力一方面能够为增 压泵提供足够的气体压力，另一方面可以保证储罐 的安全使用，防止压力过高造成爆炸等危险事故。（2) 安装在安全阀进气处的压力传感器检测安全阀的进 口压力，变送给PLC控制器，PLC能够将数字信号 传送给计算机，可以识别并存储整定压力。

1.6整体气密性试验控制系统设计

现设计一个气密性试验系统，采用极为敏感的 压力传感器，安装在待检部位，当有气体泄漏时， 会造成压力传感器示数的变化，此种方法不仅能检 测到泄漏，还能根据得到的压力值通过一定计算方 法来判断泄漏的速度、泄漏口的大小。设计这个系统的目的是提高检测结果的可靠性。系统方案如图 6所示。

2自控设备选型

2.1PLC控制器选型

整体系统选用一台PLC，罐内介质清理吹扫工 位、安全附件检测工位、整体气密性试验工位三 个含有子系统的工位各选用一台PLC，共选用四台 PLC控制器。分析设计的控制系统的特点，根据/ 0变量数，选用西门子S7-200系列PLC控制器。

西门子S7-200系列PLC是一种小型PLC控制 器，它的构成包括CPU、输入输出模块、编程模块 及扩展模块构成。西门子S7-200有6种CPU模块， 扩展模块的数量可以扩展7个，最大可以扩展到256 个I/0数字量和45个模拟量输入输出，集成了6个 工作模式丰富的高速计数器，使得计算速度极快， 集成了两点高速脉冲发生器，拥有直接读写功能的 模拟量输入输出/O模块，使得编程十分简便，并且 S7-200的程序结构简单，使用时可直接利用程序块 中的局部变量，主程序和子程序在不同的页面，界 面简洁清晰，易于将程序移植到其他项目中去。

2.2传感器选型

要选择一个传感器，首先需要了解传感器的构 造和工作机理，有时需要分析多种影响条件后才能选 用合适的传感器，因为同一量的测量可以借助多种原 理不同的传感器达到得到想要测量的目的，分析测量 需要指标和经济成本后确定最合适的传感器类型。

3环保安全与经济性评价

3.1环保节能措施

采取合适的措施，将排放气体及污水用化学方 法进行处理，如通过化学中和的方法将污水中的有 毒物质生成对环境没有坏处的物质后再排放。还有， 罐内介质清理吹扫的环境保持通风良好，减少对工 作人员的影响，同时工作人员应配备相应的防护用 具。对于节能方面的考虑，该系统采用的设备及设 备工作方式大多数耗能小，对于一些大功率设备， 如安全阀整定校核试验中用到的压缩机，系统设计 的闲置断电功能具有节约电能的效果。另外，在每 个工位检测结束后，应当及时关闭一些耗能设备的 运行，减少不必要的耗电。

3.2安全与管理

液化气罐车介质有些具有易燃易爆的特性，即 使罐车在检验前已经卸载掉罐内介质，但清扫进行前 罐内残留的易燃易爆介质仍然有引发爆炸火灾的危险 性。所以工厂应在操作规章里编制在检测区域严禁使用明火等规定，在检测区域设置严谨明火标志。在罐 内介质清理吹扫操作时采用的设备应当具有防火花的 功能，如阀门采用启动阀门，传感器及检测仪表具有 防火花外壳。防止仪器产生电火花造成爆炸事故。

3.3经济性评价

一个控制系统的设计除了考虑系统实现的功能， 在设计过程中还应该充分考虑经济性因素，必要时 可以通过改良系统方案来减少系统的建设和运行成 本。移动罐车年度检测系统的实现，需要设备的选 型采购，选型的原则除了要满足控制系统的控制要 求，还应该充分考虑经济性，尽可能节省成本。

4总结

本文主要设计了一套移动罐车年度检验的数字 化系统，系统的主要结构是一台远程服务器和六台 工位客户机组成上位机系统，服务器和上位机之间 通过以太网交换数据，工位客户机对工位检测项目 实现直接数据采集和控制，达到提高检测自动化程 度，提高检测可靠性的效果。