智能型压缩天然气加气机

34卷第6期中国测试技术Vol 34 No 6008年11月CHINA MEASUREMENT TESTING TECHNOLOGY智能型压缩天然气加气机苏昌林,刘缙林,邱东利,蔡竞宜,李珊珊(中国测试技术研究院四川成都610021)摘要:针对目前国产压缩天然气(CNG)加气机处于组装阶段核心部件无知识产权基本依赖进口的问题采用自主研发的高压科氏质量流量计和微电脑测控系统设计出智能型CNG加气机基本解决了CNG加气机的国产化问题实现了具有人性化的人机界面LC卡验证、大字符中文显示、中央智能控制微型打印等功能。实际应用表明智能型CNG加气机计量准确性能稳定关输词:智能测控压缩天然气加气机;系统设计;质量流量计;中央智能控制中图分类号:TP273;TH4l文獻标识码:A文章编号: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引言的苯铅粉尘等减少100%使用压缩天然气还具有20世纪30年代,汽车已成为广泛使用的运输明显的经济效益。工具。在一些气体燃料储存、产量较大的国家中,为2CNG加气机的构成及现状了利用气体作为燃料,开始发展液化石油气(LPG)CNG加气机主要完成从站用储气罐到车载储和CNG汽车。俄罗斯早在20世纪30年代末期就气瓶的CNG计量工作,作为供需双方贸易结算的最开始使用LPG和CNC气体燃料并于20世纪50年终计量器具是CNG汽车产业的重要组成部分。加代建成了完整的天然气汽车工业体系。气机主要由三大部分组成:质量流量计(质量流量我国在20世纪50年代末开始使用气体燃料,传感器和质量流量变送器);测控系统(微电脑系统、80年代末在成都建立了CNG加气站。目前世界上控制单元及防爆电源箱,显示单元操作键盘);阀有40多个国家正在实行燃气代替燃油计划件(电磁阀、单流阀、高压球阀、压力传感器压力仪使用压缩天然气作燃料,环保效益显著:一氧表拉断阀等)。另外还有管线(高压连接管线、卡化碳减少97%,碳氢化合物减少72%,二氧化硫减套加气软管等)机壳等。少90%,噪音减少40%,致人体呼吸道疾病及癌症目前,国内生产CNG加气机的厂家约有10余收稿日期:20080509;收到修改稿日期:200807-25家,其生产规模和技术水平各有差异。其中的流量作者简介:苏昌林(1964-),男四川成都市人,研究员主要计主要选用丹麦丹佛斯质量流量计美国罗斯蒙特从事计量技术及仪器研发工作。质量流量计、德国E+H质量流量计以及中国测试技第34卷第6期苏吕林等:智能型压缩天然气加气机139术研究院自主研发的科氏质量流量计。32测控系统阀件和管线品质的好坏直接影响到加气机的32.1测控系统的主要特点使用寿命和整体安全性能。目前国产加气机选择的测控系统采用微电脑控制技术,将质量流量计管线和阀件主要是成都凯隆(卡套、高压球阀加气送来的质量脉冲以体积为单位在液晶显示屏上显枪头等)美国Hke公司(管接件)新加坡阀门配示;完成体积累计;设定当地CNG销售单价并显示件公司(气动阀、卡套、管接件)泰州橡胶总厂(高单车加气金额;按时间顺序由流量大小准确控制压软管耐压35MPa)的产品。使用表明,国产配件个低、中、高压电磁阀的开启和关闭。测控系统是能满足加气机的需要,但故障率比进口件略高。CNG加气机的智能中枢3CNG加气机部件的研制测控系统由显示单元、操作键盘、微电脑系统、3.1质量流量计控制及防爆电源箱等部分组成。主要完成质量流量CNG加气机的三大组成部分中质量流量计是计发送过来的脉冲计数经过一系列转换,在显示整个加气机的核心部件。中国测试技术研究院在质屏幕上显示出加气体积,根据当地单价设置,显示量流量计的研制方面具有强大的技术实力,其研发出加气金额;根据流量的大小和按键状态,完成电的科氏质量流量计具有自主知识产权和专利技术,磁阀的开启与关闭;实时采集压力测量值,发现压获得国家科技进步二等奖。产品投放市场10年来,力达到设定值时,结束加气过程,确保加气钢瓶内得到市场的认同与好评。的压力在安全范围内;对使用射频IC卡的用户,完为了满足智能加气机的需要我们专门设计研成IC读写操作;最后将交易结果用微型打印机打制了基于DSP数字信号处理技术的CNG加气机专印输出,作为本次交易的有效凭证。用TH006型大流量、高性能、高精度的高压气体质主要技术特点为:大字符段式宽温LCD显示、量流量计。该流量计有如下技术特点:(1)测量精度工作温度范围宽、功耗低;主动式发光液晶显示在高;(2测董不受流体温度压力粘度、流体特性等环境照度很低时,仍能正常工作;转换精度高,从质因素影响;(3)直接测量流体质量流量;(4)无可移量脉冲到体积显示的转换无精度损失;累计及单价动部件,无需经常维护;(5)测量传感器安装在紧凑存储可靠,可保存10年;保证取气率符合加气站压的密封外壳之中,不受外界干扰;(6)可测量流体温缩及储气系统的设计要求;操作简单,具有防盗气度、密度。(7)抗干扰能力大大加强能更好地满足程序设计,所有操作(密度设置,单价设置,质量流现场使用的需要。主要技术指标见表1。量计参数设置等)均在操作键盘上实现,带电子密衰1中国测试技术研究院高压气体质量流量计主要技术指标码和计量参数铅封装置。在加气过程中,所有按键塑号最大流量最小流量零点穗定度压力工作温度自动失去作用,能有效防止盗气现象的发生;安装(kg/min)(kg/min)(kg/min)(MPa) (C)000425-20=+801cl8Nig/T316L方便布局合理,工作可靠。采用防爆电源设计,取TH00620TH00835000425-20+80ICl8Niyi3l6L消隔爆箱外的安全栅;并将有发热元件的电源箱和就量准确度( kg/min)密度准确度(gcm电脑板分离安装(电脑板与显示板安装在同一箱体05%内),电脑板环境无热源,工作更为稳定可靠;具有TH008RS485远程通讯功能便于计算机联网管理安全性 exiblIbt4EXbⅡBT4MFT10EX型);主要技术指标如下LCD尺寸:1英寸;温度范接线形式接线端子盒;变送器型号系列 MFTIOEX围:-30℃+50℃;质量到体积间的转换精度:1个脉防爆型;电流输出(4-20)mA,代表介质密度;电冲;体积累计精度:优于1m31000m3;金额显示精压输出:±05VDcC,代表温度,5mv℃;频率输出:度:001元;高、中低压电磁阀的切换时间:38,切1~10000Jz,代表流量,电平(0-15)VDC负载2K。换流量可调;单价设定:*(元);金额显示:流量为零时,频率输出为0Hx;额定流量时的额定*(元);体积显示:*幸*(m3);累计显示:频率输出值可由用户设定。通讯:RS485,幅值±5V,(1~9999mx3波特率1200bivs电源:220VAC±20%,50H±1%,32.2中央智能控制功能的实现20W保险丝额定值为025A/250V,环境温度运用现代计算机软硬件技术、LC卡技术、互联-20℃~+55℃,相对湿度:3%90%;电磁兼容:网技术,实现CNG加气机与CNG加气站、CNG加GB139261-92静电放电,3级。气站与主管决策机构之间的双向信息传输,并实现140中国测试技术2008年11月襄2系统运行时产生的加气站日报豪单位:城南加气站年月日时至年月日时(夜)班省气扎枪号起数止数合计记账销量刷卡金额拿售气量单价应交金纵警业頁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本班零售气金小写:1754.36元本班零售气盒额壹万柴什伍佰肆拾肆元些角陆分本班拿售气应交盒额本班值班长:接班值班长站长审核:会计审核:出纳结算收款显示装置成本低廉读数直观外形美观故障率低。CNG5结束语智能型压缩天然气(CNG加气机采用专用的大流量、高性能、高精度的基于DSP数字信号处理技术的高压气体质量流量计,具有计量准确、性能万方数稳定加气效率高的特点;采用通用总线传输技术INt容易实现加气机远程控制和联网要求,电气系统结构简单,功能模块移置方便,可扩展性强;产品具有多级防爆(隔爆、本安)加气压力超限保护功能,确保运行安全可靠;精确的检测技术,人性化的人机图2自行研制的数字压力界面LC卡验证功能,大字符中文显示等特点,使该图1智能型CNG加气机外观显示装置机具备了良好的性能和便捷的操作方式。样机从2006年10月起在自贡塘堰塘加气站使用至今,工车载储气钢瓶的安全信息检测及射频C卡管理。作稳定,计量准确,操作方便,得到用户的高度评为便于加气站的信息化管理站内网络将每条加气价。该项目于2006年获得四川省科技进步三等奖,枪的加气记录包括加气站号枪号时间、数量、金目前被中国测试技术研究院确立为重点新产品进额压力总累计、员工号等信息通过专门研制的加行开发,必将产生良好的经济效益和社会效益。气机测控系统和RS485接口,采集并传输到站点计参考文献算机,并建立专用数据库保存供信息管理、电子报凹]苏昌林刘缙林邱东利压缩天然气(CN)加气站安全表生成时调用。系统运行时生成的加气站日报表如监测及信息管理中国测试技术2007,336):15-18表2所示。2]刘缙林苏昌林姚晓兵等压缩天然气(CNG)加气机结构设计的电脑测控系统门中国测试技术,2004,30(1):17-18加气机外观设计与传统加油机外型类似,简]孙玉声,蔡进科氏力质量流量计的密度测量与温度洁美观、大方。外观主色调为灰和黑色,以适应现修正实用测试技术,200,26(1):23-26.场环境的需要,中间以红、黄色做点缀,既简洁明4龙其云张亚敏四川省CNG汽车发展和展望门西华大学学报:自然科学版,2006,25(4):1-3.了又不单调。显示部分设计在中央与人的视角相王莉浅谈我国cN加气站和CNG汽车的发展适应。显示屏专门设计、定制了带背光的一体显示石油规划设计,2003,14(5):45.屏,具有独创性。6]何太碧黄海波谭金会等CNG加气机技术水平评价加气机上的压力表采用自行研制的数字式压力指标体系门天然气工业,2005,25(3):14-147