34卷第6期中國(guó)測(cè)試技術(shù)Vol 34 No 6008年11月CHINA MEASUREMENT TESTING TECHNOLOGY智能型壓縮天然氣加氣機(jī)蘇昌林,劉縉林,邱東利,蔡競(jìng)宜,李珊珊(中國(guó)測(cè)試技術(shù)研究院四川成都610021)摘要:針對(duì)目前國(guó)產(chǎn)壓縮天然氣(CNG)加氣機(jī)處于組裝階段核心部件無(wú)知識(shí)產(chǎn)權(quán)基本依賴進(jìn)口的問(wèn)題采用自主研發(fā)的高壓科氏質(zhì)量流量計(jì)和微電腦測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)出智能型CNG加氣機(jī)基本解決了CNG加氣機(jī)的國(guó)產(chǎn)化問(wèn)題實(shí)現(xiàn)了具有人性化的人機(jī)界面LC卡驗(yàn)證、大字符中文顯示、中央智能控制微型打印等功能。實(shí)際應(yīng)用表明智能型CNG加氣機(jī)計(jì)量準(zhǔn)確性能穩(wěn)定關(guān)輸詞:智能測(cè)控壓縮天然氣加氣機(jī);系統(tǒng)設(shè)計(jì);質(zhì)量流量計(jì);中央智能控制中圖分類(lèi)號(hào):TP273;TH4l文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-4984(2008)06-0138-03Intelligent Compressed Natural Gas DispensersSU Chang-lin, LIU Jin-lin, QIU Dong-li, CAI Jing-yi, D ShNational Institute of Measurement and Testing Technology, Chengdu 610021, China)Abstract: At present, the domestic compressed natural gas (CNG)dispenser is at the assembly stage, its coreFeopogents depend on imports fundamentally and their intelletual property rights havent owned by our domesticompanies. In this article, the high-pressure Coriolis mass flow meter and the micro-computer control system, bothhave been developed by ourselves, are adopted to design intelligent CNG dispensers. The problems of the domesticcnG dispenser have almost been solved. Those funcations such as the humanization man-machine interface, the ICcard authentication, the large Chinese character display, the central intelligent control, the micro-printing and so onhave been realized. The practical applications show that the measurement results of the intelligent CNG dispenseare accurate, and its performance is stableKey words: Intelligent measurement and control; Compressed natural gas dispenser System design; Mass flowmeter; Central intelligent control1引言的苯鉛粉塵等減少100%使用壓縮天然氣還具有20世紀(jì)30年代,汽車(chē)已成為廣泛使用的運(yùn)輸明顯的經(jīng)濟(jì)效益。工具。在一些氣體燃料儲(chǔ)存、產(chǎn)量較大的國(guó)家中,為2CNG加氣機(jī)的構(gòu)成及現(xiàn)狀了利用氣體作為燃料,開(kāi)始發(fā)展液化石油氣(LPG)CNG加氣機(jī)主要完成從站用儲(chǔ)氣罐到車(chē)載儲(chǔ)和CNG汽車(chē)。俄羅斯早在20世紀(jì)30年代末期就氣瓶的CNG計(jì)量工作,作為供需雙方貿(mào)易結(jié)算的最開(kāi)始使用LPG和CNC氣體燃料并于20世紀(jì)50年終計(jì)量器具是CNG汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。加代建成了完整的天然氣汽車(chē)工業(yè)體系。氣機(jī)主要由三大部分組成:質(zhì)量流量計(jì)(質(zhì)量流量我國(guó)在20世紀(jì)50年代末開(kāi)始使用氣體燃料,傳感器和質(zhì)量流量變送器);測(cè)控系統(tǒng)(微電腦系統(tǒng)、80年代末在成都建立了CNG加氣站。目前世界上控制單元及防爆電源箱,顯示單元操作鍵盤(pán));閥有40多個(gè)國(guó)家正在實(shí)行燃?xì)獯嫒加陀?jì)劃件(電磁閥、單流閥、高壓球閥、壓力傳感器壓力儀使用壓縮天然氣作燃料,環(huán)保效益顯著:一氧表拉斷閥等)。另外還有管線(高壓連接管線、卡化碳減少97%,碳?xì)浠衔餃p少72%,二氧化硫減套加氣軟管等)機(jī)殼等。少90%,噪音減少40%,致人體呼吸道疾病及癌癥目前,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)CNG加氣機(jī)的廠家約有10余收稿日期:20080509;收到修改稿日期:200807-25家,其生產(chǎn)規(guī)模和技術(shù)水平各有差異。其中的流量作者簡(jiǎn)介:蘇昌林(1964-),男四川成都市人,研究員主要計(jì)主要選用丹麥丹佛斯質(zhì)量流量計(jì)美國(guó)羅斯蒙特從事計(jì)量技術(shù)及儀器研發(fā)工作。質(zhì)量流量計(jì)、德國(guó)E+H質(zhì)量流量計(jì)以及中國(guó)測(cè)試技第34卷第6期蘇呂林等:智能型壓縮天然氣加氣機(jī)139術(shù)研究院自主研發(fā)的科氏質(zhì)量流量計(jì)。32測(cè)控系統(tǒng)閥件和管線品質(zhì)的好壞直接影響到加氣機(jī)的32.1測(cè)控系統(tǒng)的主要特點(diǎn)使用壽命和整體安全性能。目前國(guó)產(chǎn)加氣機(jī)選擇的測(cè)控系統(tǒng)采用微電腦控制技術(shù),將質(zhì)量流量計(jì)管線和閥件主要是成都凱隆(卡套、高壓球閥加氣送來(lái)的質(zhì)量脈沖以體積為單位在液晶顯示屏上顯槍頭等)美國(guó)Hke公司(管接件)新加坡閥門(mén)配示;完成體積累計(jì);設(shè)定當(dāng)?shù)谻NG銷(xiāo)售單價(jià)并顯示件公司(氣動(dòng)閥、卡套、管接件)泰州橡膠總廠(高單車(chē)加氣金額;按時(shí)間順序由流量大小準(zhǔn)確控制壓軟管耐壓35MPa)的產(chǎn)品。使用表明,國(guó)產(chǎn)配件個(gè)低、中、高壓電磁閥的開(kāi)啟和關(guān)閉。測(cè)控系統(tǒng)是能滿足加氣機(jī)的需要,但故障率比進(jìn)口件略高。CNG加氣機(jī)的智能中樞3CNG加氣機(jī)部件的研制測(cè)控系統(tǒng)由顯示單元、操作鍵盤(pán)、微電腦系統(tǒng)、3.1質(zhì)量流量計(jì)控制及防爆電源箱等部分組成。主要完成質(zhì)量流量CNG加氣機(jī)的三大組成部分中質(zhì)量流量計(jì)是計(jì)發(fā)送過(guò)來(lái)的脈沖計(jì)數(shù)經(jīng)過(guò)一系列轉(zhuǎn)換,在顯示整個(gè)加氣機(jī)的核心部件。中國(guó)測(cè)試技術(shù)研究院在質(zhì)屏幕上顯示出加氣體積,根據(jù)當(dāng)?shù)貑蝺r(jià)設(shè)置,顯示量流量計(jì)的研制方面具有強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力,其研發(fā)出加氣金額;根據(jù)流量的大小和按鍵狀態(tài),完成電的科氏質(zhì)量流量計(jì)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和專(zhuān)利技術(shù),磁閥的開(kāi)啟與關(guān)閉;實(shí)時(shí)采集壓力測(cè)量值,發(fā)現(xiàn)壓獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。產(chǎn)品投放市場(chǎng)10年來(lái),力達(dá)到設(shè)定值時(shí),結(jié)束加氣過(guò)程,確保加氣鋼瓶?jī)?nèi)得到市場(chǎng)的認(rèn)同與好評(píng)。的壓力在安全范圍內(nèi);對(duì)使用射頻IC卡的用戶,完為了滿足智能加氣機(jī)的需要我們專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)研成IC讀寫(xiě)操作;最后將交易結(jié)果用微型打印機(jī)打制了基于DSP數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的CNG加氣機(jī)專(zhuān)印輸出,作為本次交易的有效憑證。用TH006型大流量、高性能、高精度的高壓氣體質(zhì)主要技術(shù)特點(diǎn)為:大字符段式寬溫LCD顯示、量流量計(jì)。該流量計(jì)有如下技術(shù)特點(diǎn):(1)測(cè)量精度工作溫度范圍寬、功耗低;主動(dòng)式發(fā)光液晶顯示在高;(2測(cè)董不受流體溫度壓力粘度、流體特性等環(huán)境照度很低時(shí),仍能正常工作;轉(zhuǎn)換精度高,從質(zhì)因素影響;(3)直接測(cè)量流體質(zhì)量流量;(4)無(wú)可移量脈沖到體積顯示的轉(zhuǎn)換無(wú)精度損失;累計(jì)及單價(jià)動(dòng)部件,無(wú)需經(jīng)常維護(hù);(5)測(cè)量傳感器安裝在緊湊存儲(chǔ)可靠,可保存10年;保證取氣率符合加氣站壓的密封外殼之中,不受外界干擾;(6)可測(cè)量流體溫縮及儲(chǔ)氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求;操作簡(jiǎn)單,具有防盜氣度、密度。(7)抗干擾能力大大加強(qiáng)能更好地滿足程序設(shè)計(jì),所有操作(密度設(shè)置,單價(jià)設(shè)置,質(zhì)量流現(xiàn)場(chǎng)使用的需要。主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。量計(jì)參數(shù)設(shè)置等)均在操作鍵盤(pán)上實(shí)現(xiàn),帶電子密衰1中國(guó)測(cè)試技術(shù)研究院高壓氣體質(zhì)量流量計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)碼和計(jì)量參數(shù)鉛封裝置。在加氣過(guò)程中,所有按鍵塑號(hào)最大流量最小流量零點(diǎn)穗定度壓力工作溫度自動(dòng)失去作用,能有效防止盜氣現(xiàn)象的發(fā)生;安裝(kg/min)(kg/min)(kg/min)(MPa) (C)000425-20=+801cl8Nig/T316L方便布局合理,工作可靠。采用防爆電源設(shè)計(jì),取TH00620TH00835000425-20+80ICl8Niyi3l6L消隔爆箱外的安全柵;并將有發(fā)熱元件的電源箱和就量準(zhǔn)確度( kg/min)密度準(zhǔn)確度(gcm電腦板分離安裝(電腦板與顯示板安裝在同一箱體05%內(nèi)),電腦板環(huán)境無(wú)熱源,工作更為穩(wěn)定可靠;具有TH008RS485遠(yuǎn)程通訊功能便于計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)管理安全性 exiblIbt4EXbⅡBT4MFT10EX型);主要技術(shù)指標(biāo)如下LCD尺寸:1英寸;溫度范接線形式接線端子盒;變送器型號(hào)系列 MFTIOEX圍:-30℃+50℃;質(zhì)量到體積間的轉(zhuǎn)換精度:1個(gè)脈防爆型;電流輸出(4-20)mA,代表介質(zhì)密度;電沖;體積累計(jì)精度:優(yōu)于1m31000m3;金額顯示精壓輸出:±05VDcC,代表溫度,5mv℃;頻率輸出:度:001元;高、中低壓電磁閥的切換時(shí)間:38,切1~10000Jz,代表流量,電平(0-15)VDC負(fù)載2K。換流量可調(diào);單價(jià)設(shè)定:*(元);金額顯示:流量為零時(shí),頻率輸出為0Hx;額定流量時(shí)的額定*(元);體積顯示:*幸*(m3);累計(jì)顯示:頻率輸出值可由用戶設(shè)定。通訊:RS485,幅值±5V,(1~9999mx3波特率1200bivs電源:220VAC±20%,50H±1%,32.2中央智能控制功能的實(shí)現(xiàn)20W保險(xiǎn)絲額定值為025A/250V,環(huán)境溫度運(yùn)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、LC卡技術(shù)、互聯(lián)-20℃~+55℃,相對(duì)濕度:3%90%;電磁兼容:網(wǎng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)CNG加氣機(jī)與CNG加氣站、CNG加GB139261-92靜電放電,3級(jí)。氣站與主管決策機(jī)構(gòu)之間的雙向信息傳輸,并實(shí)現(xiàn)140中國(guó)測(cè)試技術(shù)2008年11月襄2系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的加氣站日?qǐng)?bào)豪單位:城南加氣站年月日時(shí)至年月日時(shí)(夜)班省氣扎槍號(hào)起數(shù)止數(shù)合計(jì)記賬銷(xiāo)量刷卡金額拿售氣量單價(jià)應(yīng)交金縱警業(yè)頁(yè)n)(m)(元)(m)(元)(元)10000.0000022087850320966805883.02000000883022081836670015185651.53187155471503940.000.00150394083128.23001819081032191914911104590.000001104592.082297.5200185198011.28199267.121255.840.0000012558420826121623418605235451411265.360000001265.362.0800087232516.05233743.301226420.000001226.422.088228160.86229356521195660000001195662082486970019843483000000843483本班零售氣金小寫(xiě):1754.36元本班零售氣盒額壹萬(wàn)柴什伍佰肆拾肆元些角陸分本班拿售氣應(yīng)交盒額本班值班長(zhǎng):接班值班長(zhǎng)站長(zhǎng)審核:會(huì)計(jì)審核:出納結(jié)算收款顯示裝置成本低廉讀數(shù)直觀外形美觀故障率低。CNG5結(jié)束語(yǔ)智能型壓縮天然氣(CNG加氣機(jī)采用專(zhuān)用的大流量、高性能、高精度的基于DSP數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的高壓氣體質(zhì)量流量計(jì),具有計(jì)量準(zhǔn)確、性能萬(wàn)方數(shù)穩(wěn)定加氣效率高的特點(diǎn);采用通用總線傳輸技術(shù)INt容易實(shí)現(xiàn)加氣機(jī)遠(yuǎn)程控制和聯(lián)網(wǎng)要求,電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,功能模塊移置方便,可擴(kuò)展性強(qiáng);產(chǎn)品具有多級(jí)防爆(隔爆、本安)加氣壓力超限保護(hù)功能,確保運(yùn)行安全可靠;精確的檢測(cè)技術(shù),人性化的人機(jī)圖2自行研制的數(shù)字壓力界面LC卡驗(yàn)證功能,大字符中文顯示等特點(diǎn),使該圖1智能型CNG加氣機(jī)外觀顯示裝置機(jī)具備了良好的性能和便捷的操作方式。樣機(jī)從2006年10月起在自貢塘堰塘加氣站使用至今,工車(chē)載儲(chǔ)氣鋼瓶的安全信息檢測(cè)及射頻C卡管理。作穩(wěn)定,計(jì)量準(zhǔn)確,操作方便,得到用戶的高度評(píng)為便于加氣站的信息化管理站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)將每條加氣價(jià)。該項(xiàng)目于2006年獲得四川省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng),槍的加氣記錄包括加氣站號(hào)槍號(hào)時(shí)間、數(shù)量、金目前被中國(guó)測(cè)試技術(shù)研究院確立為重點(diǎn)新產(chǎn)品進(jìn)額壓力總累計(jì)、員工號(hào)等信息通過(guò)專(zhuān)門(mén)研制的加行開(kāi)發(fā),必將產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。氣機(jī)測(cè)控系統(tǒng)和RS485接口,采集并傳輸?shù)秸军c(diǎn)計(jì)參考文獻(xiàn)算機(jī),并建立專(zhuān)用數(shù)據(jù)庫(kù)保存供信息管理、電子報(bào)凹]蘇昌林劉縉林邱東利壓縮天然氣(CN)加氣站安全表生成時(shí)調(diào)用。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)生成的加氣站日?qǐng)?bào)表如監(jiān)測(cè)及信息管理中國(guó)測(cè)試技術(shù)2007,336):15-18表2所示。2]劉縉林蘇昌林姚曉兵等壓縮天然氣(CNG)加氣機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的電腦測(cè)控系統(tǒng)門(mén)中國(guó)測(cè)試技術(shù),2004,30(1):17-18加氣機(jī)外觀設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)加油機(jī)外型類(lèi)似,簡(jiǎn)]孫玉聲,蔡進(jìn)科氏力質(zhì)量流量計(jì)的密度測(cè)量與溫度潔美觀、大方。外觀主色調(diào)為灰和黑色,以適應(yīng)現(xiàn)修正實(shí)用測(cè)試技術(shù),200,26(1):23-26.場(chǎng)環(huán)境的需要,中間以紅、黃色做點(diǎn)綴,既簡(jiǎn)潔明4龍其云張亞敏四川省CNG汽車(chē)發(fā)展和展望門(mén)西華大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2006,25(4):1-3.了又不單調(diào)。顯示部分設(shè)計(jì)在中央與人的視角相王莉淺談我國(guó)cN加氣站和CNG汽車(chē)的發(fā)展適應(yīng)。顯示屏專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)、定制了帶背光的一體顯示石油規(guī)劃設(shè)計(jì),2003,14(5):45.屏,具有獨(dú)創(chuàng)性。6]何太碧黃海波譚金會(huì)等CNG加氣機(jī)技術(shù)水平評(píng)價(jià)加氣機(jī)上的壓力表采用自行研制的數(shù)字式壓力指標(biāo)體系門(mén)天然氣工業(yè),2005,25(3):14-147