液罐运输车软阻浪控制系统设计

材料制成，这种阻拦装置，不但重量大，导致液罐车油耗大，运输效率低，而且阻浪效果差，无法有效地防止浪涌产生。新型软阻浪系统可以有效减小浪涌，提高液罐车的稳定性与安全性。

2 CAN总线概述

CAN总线技术[1]是一种综合计算机技术、自动控制技术、通信技术、显示技术和转换技术，通过全开放、全数字、分布式控制和实时控制的双向串行通信的CAN总线拓扑网络结构，以CIA国际标准CANOEN和J1939协议为框架，实现设备、仪器仪表高效、智能操作与控制的微型计算机控制技术；

系统运用友好的触屏人机界面、机电的一体化设计、专用车辆通用管理平台，通过高度集成的可视化信息系统，使整机的操作、信息的显示、数据的采集、分析、处理、记录和控制稳定、简便、直观、快速、安全的运行。

CAN总线的特点和优越性：

（1）信号组周期性发送，控制更精准快速；

（2）线路精简，减少故障的发生；

（3）简单迅速地实现在线编程和诊断；

（4）记忆故障，易于检修；

（5）实现全车数据共享，使整车工作状态更加稳定，可扩展功能更多。

3 系统组成及工作原理设计

系统由罐体、阻浪气囊、储气瓶、输送泵、空压机组、管路压力保护装置、进气阀、出气阀、通气阀、底阀、上液阀、卸液阀及控制器、显示屏、罐体液位传感器、气囊压力传感器、接液口检测传感器、驻车制动检测传感器、电磁阀岛组成。

系统为密闭循环输内环境。输送泵为液体灌入罐体提供动力；空压机组为气囊充气及放气提供气源；控制器为系统控制运算中心；显示屏为人机操控交互界面。

系统工艺及工作原理见图1.

4 系统硬件选型设计

系统主控制器选用德国IFM[2]CR0505标准控制器，12个可编程DI/AI/VI/PI输入通道，12个可编程DO/PWMO/VO输出通道，CPU选飞思卡尔16位CMOS C167CS芯片，主频40MHZ；显示屏选用德国IFM CR1083 7寸彩色触摸屏，处理器主频400MHz，分辨率800*480，18位真彩色；罐体液位传感器选用德国IFM PA3028，量程0-2.5M；气囊压力选用德国IFM PN3004量程-1-10bar；德国IFM传感及控制单元具有抗震、抗强电磁干扰、耐高低温、防水优秀特性，适用于移动车辆环境。

空压机选用COMAIR L-5A螺杆式空气压缩机，功率5.5KW，出口压力最大6bar，流量0.7m3/min；控制阀采用气动阀，扭矩350N.m，气源压力3-7bar。

5 系统功能及软件设计

系统在运行操作中包含装载液体和卸载液体两个功能过程及其他辅助功能。

5.1 装载液体功能

当液罐运输车到达装液现场，连接并启动系统，系统初始化及读入气囊压力、罐体液位，系统气囊压力判断气囊及罐体是否空载，如果系统空载就开启输送泵、上液阀、通气阀、底阀装载液体，如果气囊是充满气体就要先关闭进气阀、打开出气阀、空压机卸掉气囊内氮气后装载液体，当罐体装满液体后关闭输送泵、上液阀、通气阀、底阀并打开通气阀、进气阀进行气囊充气操作，充气完成后装载液体过程结束。气囊会形成一个平面层压住液面阻止液浪形成及对罐体冲击。装载液体程序功能设计流程见图2。

5.2 卸载液体功能

当液罐运输车到达卸液现场，连接并启动系统，系统初始化及读入气囊压力、罐体液位判断系统是否正常后打开通气阀、出气阀、启动空压机卸载掉气囊内氮气，当气囊压力小于下限压力后闭通气阀、出气阀、空压机并打开通气阀、底阀进行卸载液体操作，当系统检测罐体液位为零时，关闭通气阀、底阀，卸载液体过程结束。卸载液体程序功能设计流程见图3。

5.3 其他辅助功能

（1）气囊压力恒压控制、渗漏检测、高低报警功能：车辆在行驶过程中对气囊进行渗漏检测，当气囊压力减小额定的90%时自动充气到额定压力，当气囊压力大于额定压力110%时自动卸气到额定压力，系统并自动高低压报警。

（2）装液、卸液暂停功能：系统装液、卸液中发生异常状况可以暂停系统运行。

（3）操作及数据实时记录及拷贝功能：系统装液、卸液过程参数及系统时间、报警会自动记录到文件中并允许通过USB接口输出给用户。

（4） 系统自检及诊断功能：当系统启动时会自动检测设备运行状态并对系统给出诊断评估。

6 结语

液罐运输车软阻浪系统是多年应用经验基础上经过创新而开发的新一代液罐运输车安全防护系统，有效解决了罐内液体加速地冲击及震荡而导致液罐运输车抛锚、倾翻、起火、甚至爆炸的问题。提升了液罐运输车运行的安全性。

参考文献

[ ]王黎明.CAN现场总线系统的设计与应用[M].北京：电子工业出版社，2008.

[2]IFM电子.德国：.

收稿日期：2015-02-06

作者简介：冯小福（1984—），男，汉族，河南新乡人，本科，电气自动化助理工程师，毕业于华中科技大学，现就职于广东永强奥林宝国际消防汽车有限公司，研究方向：汽车电气自动化及智能化。

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