CN110375196B - 一种加氢站服务机柜的管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加氢站服务机柜的管理系统，包括：至少一个主控柜，用于获取加氢机、加氢管道、压缩机以及加氢站的参数；至少一个站级服务器，与至少一个主控柜相连，并接收至少一个主控柜发送的参数；收费模块，用于与至少一个主控柜相连，计算每一个加氢数据对应的费用，与至少一个站级服务器相连，用于将每一个加氢数据与对应的费用发送至至少一个站级服务器；至少一个通信终端，与至少一个站级服务器通信相连，实现数据请求的发送，以及接收至少一个站级服务器的数据响应。应用本发明实施例，将加氢站的主控柜站级服务器与收费模块进行相互通信连接，并通过通信终端实现数据发送，实现在加氢过程中数据的收集以及加氢站整体环境数据的记录。

Description

一种加氢站服务机柜的管理系统

技术领域

本发明涉及加氢站的管理技术领域，尤其涉及一种加氢站服务机柜的管理系统。

背景技术

随着经济技术的发展，传统工业能源的过度开发和使用，会造成全球气候变暖，当今开发出的氢能是一种二次能源，基于此，加氢站是给燃料电池汽车提供氢气的燃气站，我国一些重点城市也在推广燃料电池车的使用。

现有的加氢站采用管束车进行氢气运输，站内的储氢瓶存在气体泄漏的风险，尤其是在对车辆加氢过程中，管道的压力、温度、流速等需要进行精密控制，还要实时的掌握车载储氢瓶内的温度、压力等，现有技术中缺少一种有效的数据记录方案，以便进行数据的查看和追溯。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加氢站服务机柜的管理系统，旨在将加氢站的主控柜站级服务器与收费模块进行相互通信连接，并通过通信终端实现数据发送，实现在加氢过程中数据的收集以及加氢站整体环境数据的记录。

为实现上述目的，本发明提供一种加氢站服务机柜的管理系统，所述系统包括：

至少一个主控柜，用于获取加氢机、加氢管道、压缩机以及加氢站的参数，其中，所述参数至少包括：收集加氢机出口、加氢机入口、压缩机出口，压缩机入口、储氢罐出口、整站氢气入口处，以及与所述加氢机出口所连接的管道、氢气传输管道的压力值，以及收集压缩机出口、氢气传输管道、加氢站的温度值；设置于加氢站的多个氢气采集点氢气浓度值；收集设置于加氢站的多个采集点的火焰值和烟雾浓度值，获取每一个加氢数据；

至少一个站级服务器，与所述至少一个主控柜相连，并接收所述至少一个主控柜发送的参数；

收费模块，用于与所述至少一个主控柜相连，计算每一个加氢数据对应的费用，并用于与所述至少一个站级服务器相连，用于将每一个加氢数据与对应的费用发送至所述至少一个站级服务器；

至少一个通信终端，与所述至少一个站级服务器通信相连，实现数据请求的发送，以及接收所述至少一个站级服务器的数据响应。

一种实现方式中，每一个站级服务器具体用于：

根据接收到的加氢数据建立数据对象，设置所述数据对象中的键值。

一种实现方式中，每一个站级服务器具体用于：

接收数据查询指令；

根据所述数据查询指令解析与第一键值；

查询与所述第一键值对应的键值；

根据所查询的键值调取加氢数据。

一种实现方式中，每一个主控柜包括：

中央控制模块，

加氢站安防联动模块，用于采集加氢站所设置的多个待检测点的氢气浓度值，并根据氢气浓度值判断氢气是否泄露，如果泄露，则发送信号至所述中央控制模块，以使所述中央控制模块启动紧急停气；通过采集加氢站设置的多点的火焰检测探头，判断是否发生火灾，如果发生火灾则发送信号至所述中央控制模块，以使所述中央控制模块启动紧急停气同时启动消防喷淋和警报装置；通过采集加氢站设置的多点紧急停止按钮，如果紧急停止按钮被触发则发送信号至所述中央控制模块，以使所述中央控制模块启动紧急停气同时启动警报装置；

加氢机控制模块，用于给现场加氢机进行控制和加注管理；分别采集设置于加氢机出口、加氢机入口、储氢罐出口、整站氢气入口处、与所述加氢机出口所连接的管道、氢气传输管道的压力检测点的压力值，并将所测得的压力值发送至所述中央控制模块，并根据压力值判断是否正常，以及采集设置于加氢机出口的氢气流量，并将所测得的加注质量、流量发送至所述中央控制模块，并根据加注出去的流量和收费系统联动，进行收费；分别采集设置于加氢机预设检测点的氢气浓度值，并将所测得的氢气浓度值发送至所述中央控制模块，并根据氢气浓度值判断是否泄露，如果泄露，则所述中央控制模块启动紧急停气；通过检测被加注气瓶内的温升变化，对氢气加注流量进行控制，保证加注的温升在合理的控制范围内；如果温升异常则启动紧急停止功能；

压缩机控制模块，分别采集设置于压缩机出口、压缩机入口、储氢罐的压力检测点的压力值，并将所测得的压力值发送至所述中央控制模块，并根据压力值判断是否需要增压，如果需要增压，则所述中央控制模块启动自动增压；以及采集设置于压缩机氢气采集点的泄露浓度值，并将所测得的浓度值发送至所述中央控制模块，并在判断泄露浓度值大于预设值的情况下，则所述中央控制模块启动紧急停气；

电磁阀控制模块，所述电磁阀控制模块包括电磁阀以及与电磁阀相连通的多个管道的气动阀门，所述电磁阀与所述中央控制模块相连，接收所述中央控制模块的控制信号，且所述电磁阀的一端与驱动气源相连，另一端与多数多个管道的气动阀门相连通；

加氢汽车信息采集模块，用于通过图像处理模块采集并识别被加注汽车的车牌信息、气瓶信息，其中，所述气瓶信息至少包括气瓶使用日期、气瓶充装次数，并将所述车牌信息所述气瓶信息发送至所述中央控制模块，以使所述中央控制模块通过查找数据库内车牌信息对比被加注汽车的车牌和气瓶使用信息等，获得加氢汽车气瓶的使用时间、加注次数。

一种实现方式中，还包括急停开关，所述急停开关与所述中央控制模块相连。

一种实现方式中，所述所述加氢机控制模块，包括：

流量检测单元，为多个氢气流量计，分别设置于加氢机出口、加氢站氢气入口与所述加氢机出口所连接的管道、氢气传输管道，用于采集氢气流量和质量；

压力检测单元，为多个压力传感器，分别设置于加氢机出口、加氢机入口、储氢罐出口、整站氢气入口处、与所述加氢机出口所连接的管道、氢气传输管道处，用于采集当前的压力值；

紧急停止单元，为至少一个紧急停止开关，用于切断氢气源和整站控制电源、动力电源；

泄露检测单元，为分别设置于加氢机预设检测点的氢气检测传感器、站控其他设备、管道接头，并将所测得的氢气浓度值发送至所述中央控制模块，并根据氢气浓度值判断是否泄露，如果泄露，则所述中央控制模块启动紧急停气；

收费单元，用于根据所述流量检测单元所检测到的氢气质量进行费用计算；

交互界面，用于接收氢气流量数据、根据所述流量数据进行流量控制，并与所述收费单元相连，用于显示费用信息，以及显示阀门、压力、流量、氢泄露、火焰报警状态。

应用本发明实施例提供的一种加氢站服务机柜的管理系统，通过至少一个主控柜获取加氢机、加氢管道、压缩机以及加氢站的参数，并发送至至少一个站级服务器，通过以及收费模块分别与至少一个主控柜和站级服务器服务器相连，实现数据的互相发送和记录，同时通过与通信终端相连，能够实现收费数据或者参数的共享。因此，应用本发明实施例，将加氢站的主控柜站级服务器与收费模块进行相互通信连接，并通过通信终端实现数据发送，实现在加氢过程中数据的收集以及加氢站整体环境数据的记录。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明实施例提供了一种加氢站服务机柜的管理系统，包括：至少一个主控柜，用于获取加氢机、加氢管道、压缩机以及加氢站的参数，其中，参数至少包括：收集加氢机出口、加氢机入口、压缩机出口，压缩机入口、储氢罐出口、整站氢气入口处，以及与加氢机出口所连接的管道、氢气传输管道的压力值，以及收集压缩机出口、氢气传输管道、加氢站的温度值；设置于加氢站的多个氢气采集点氢气浓度值；收集设置于加氢站的多个采集点的火焰值和烟雾浓度值，获取每一个加氢数据。

具体实现中，主控柜包括如下模块：

加氢站安防联动模块，用于采集加氢站所设置的多个待检测点的氢气浓度值，并根据氢气浓度值判断氢气是否泄露，如果泄露，则发送信号至中央控制模块，以使中央控制模块启动紧急停气以及加氢站喷淋。通过采集加氢站设置的多点的火焰检测探头，判断是否发生火灾，如果发生火灾则发送信号至所述中央控制模块，以使所述中央控制模块启动紧急停气同时启动消防喷淋和警报装置；通过采集加氢站设置的多点紧急停止按钮，如果紧急停止按钮被触发则发送信号至所述中央控制模块，以使所述中央控制模块启动紧急停气同时启动警报装置。

具体实现方式中，通过氢气浓度检测传感器进行多个待检测点的氢气浓度采集，待检测点是预先进行设置的多个检测点，将氢气浓度检测传感器安装于多个检测点，然后通过浓度检测传感器进行数据采集，将氢气浓度值，与阈值进行比较，可以理解的是，阈值是预设的安全值，当任意一个氢气浓度值大于该安全值表示当前发生氢气泄露，否则，则表示不泄露，为安全范围。若在发生泄露的情况下，发送信号至中央控制模块，具体的，中央控制模块可以为PLC，或者单片机等控制器组成，通过中央控制模块进行停气或者喷淋降温，实现降温、切断气源的操作，进一步规避风险的发生。

本发明的具体实现中，开启气源的方案为：电磁阀控制模块包括电磁阀以及与电磁阀相连通的多个管道的气动阀门，电磁阀与中央控制模块相连，接收中央控制模块的控制信号，且电磁阀的一端与驱动气源相连，另一端与多数多个管道的气动阀门相连通。

可以理解的是，中央控制模块控制电磁阀的通断，具体的可以通过中央控制模块与电机相连，通过电机控制电磁阀的移动实现将驱动气源流入各个管道中，然后通过气体的压力驱动气动阀门的状态改变，例如从关闭状态到打开状态，然后关闭驱动气源，从而实现各个管道的打开，实现自动启动各个阀门和对应的管道。而在关闭的时候，也可以通过气源的通气方向(例如反向通气)实现阀门的关闭，或者直接关闭气源的阀门，例如通过中央控制模块控制电磁阀的状态由打开到关闭，从而实现气源的关闭。

加氢机控制模块，分别采集设置于加氢机出口、加氢机入口、储氢罐出口、整站氢气入口处、与加氢机出口所连接的管道、氢气传输管道的压力检测点的压力值，并将所测得的压力值发送至中央控制模块，并根据压力值判断是否正常，如果不正常，则中央控制模块启动紧急停气；以及采集设置于加氢机出口、储氢罐出口、与加氢机出口所连接的管道、氢气传输管道的氢气流量，并将所测得的流量值发送至中央控制模块，并根据流量值判断是否正常，如果不正常，则中央控制模块启动紧急停气；分别采集设置于加氢机预设检测点的氢气浓度值，并将所测得的氢气浓度值发送至中央控制模块，并根据氢气浓度值判断是否泄露，如果泄露，则中央控制模块启动紧急停气。

此外，通过检测被加注气瓶内的温升变化，对氢气加注流量进行控制，保证加注的温升在合理的控制范围内；如果温升异常则启动紧急停止功能。

通过在加氢机出口、加氢机入口、储氢罐出口、整站氢气入口处、与加氢机出口所连接的管道、氢气传输管道的检测点设置压力传感器，用于采集压力值，然后经由中央控制模块判断是否存在管道压力异常，或者加氢机压力异常，若存在任意一个压力异常值，则启动紧急停气。

以及，根据加氢机出口、储氢罐出口、与加氢机出口所连接的管道、氢气传输管道的氢气流量，在任意一个流量值不在正常范围内，则由中央控制模块驱动紧急停气；以及根据加氢机预设检测点的氢气浓度值只要有任意一个值大于预设浓度值，则驱动紧急停气，以保护加氢机以及整个加氢站的安全，和设备安全。

压缩机控制模块，分别采集设置于压缩机出口、压缩机入口的压力检测点的压力值，并将所测得的压力值发送至中央控制模块，并根据压力值判断是否正常，如果不正常，则中央控制模块启动自动增压；以及采集设置于压缩机氢气采集点的浓度值，并将所测得的浓度值发送至中央控制模块，并在判断浓度值大于预设值的情况下，则中央控制模块启动紧急停气；一边在压缩机异常，或者压缩机所在的氢气浓度采集点发生泄露的情况下紧急停气，提高安全性，保护设备安全。

加氢汽车信息采集模块，用于通过图像处理模块采集并识别被加注汽车的车牌信息、气瓶信息，其中，所述气瓶信息至少包括气瓶使用日期、气瓶充装次数，并将所述车牌信息所述气瓶信息发送至所述中央控制模块，以使所述中央控制模块通过查找数据库内车牌信息对比被加注汽车的车牌和气瓶使用信息等，获得加氢汽车气瓶的使用时间、加注次数。本发明实施例中，通过查找数据库内车牌信息对比被加注汽车的车牌和气瓶使用信息等，使加氢站可以准确的获得加氢汽车气瓶的使用时间、加注次数和确保被加注汽车的气瓶可以正常充装。

具体实现方式中，气瓶具有电子标签，识别车牌号后，车牌号数据库的数据必须和电子标签对应上，起到防止汽车换牌或者偷换气瓶的作用。

至少一个站级服务器，与至少一个主控柜相连，并接收至少一个主控柜发送的参数。该服务器用来接收接收主控柜发送的参数信息，并保存在服务器中。另外服务器还可以与云端相连，用来接收云端发送的数据请求。

可以理解的是，地面上有多个主控柜，那么可以根据不同的主控柜对应不同的站级服务器进行对应通信。每一个主控柜通过接入交换机与服务器进行通信，实现数据的不同分发。

收费模块，用于与至少一个主控柜相连，计算每一个加氢数据对应的费用，并用于与至少一个站级服务器相连，用于将每一个加氢数据与对应的费用发送至至少一个站级服务器；收费模块通过接收氢气计量数据，并根据单价获得此次的费用信息，并发送至站级服务器。

至少一个通信终端，与至少一个站级服务器通信相连，实现数据请求的发送，以及接收至少一个站级服务器的数据响应。例如，在通信终端发送数据请求时，直接将数据发送至通信终端，或者将收费模块所计算的收费信息发送至通信终端，进行收费信息的及时传送和更新。

因此，应用本发明实施例，将加氢站的主控柜站级服务器与收费模块进行相互通信连接，并通过通信终端实现数据发送，实现在加氢过程中数据的收集以及加氢站整体环境数据的记录。

一种实现方式中，每一个站级服务器具体用于：根据接收到的加氢数据建立数据对象，设置数据对象中的键值。具体用于：接收数据查询指令；根据数据查询指令解析与第一键值；查询与第一键值对应的键值；根据所查询的键值调取加氢数据。

具体的，该键值为基于时间进行确定的键值，通过数据存储时间能够进行数据的拉取，例如，针对一年的存储数据，先进行按照月份划分为12个月，针对每一个月的数据进行分析。

具体的，本发明实施例中加氢机控制模块，包括：流量检测单元，为多个氢气流量计，分别设置于加氢机出口、储氢罐出口、与加氢机出口所连接的管道、氢气传输管道，用于采集氢气流量。

压力检测单元，为多个压力传感器，分别设置于加氢机出口、加氢机入口、储氢罐出口、整站氢气入口处、与加氢机出口所连接的管道、氢气传输管道处，用于采集当前的压力值。

紧急停止单元，为至少一个禁止停止开关，用于切断氢气源。

泄露检测单元，为分别设置于加氢机预设检测点的氢气检测传感器，并将所测得的氢气浓度值发送至中央控制模块，并根据氢气浓度值判断是否泄露，如果泄露，则中央控制模块启动紧急停气。

收费单元，用于根据流量检测单元所检测到的氢气流量进行费用计算；

交互界面，用于接收氢气流量数据、根据流量数据进行流量控制，并与收费单元相连，用于显示费用信息。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (3)

1.一种加氢站服务机柜的管理系统，其特征在于，所述系统包括：

至少一个主控柜，用于获取加氢机、加氢管道、压缩机以及加氢站的参数，其中，所述参数至少包括：收集加氢机出口、加氢机入口、压缩机出口，压缩机入口、储氢罐出口、整站氢气入口处，以及与所述加氢机出口所连接的管道、氢气传输管道的压力值，以及收集压缩机出口、氢气传输管道、加氢站的温度值；设置于加氢站的多个氢气采集点氢气浓度值；收集设置于加氢站的多个采集点的火焰值和烟雾浓度值，获取每一个加氢数据；

至少一个站级服务器，与所述至少一个主控柜相连，并接收所述至少一个主控柜发送的参数；

收费模块，用于与所述至少一个主控柜相连，计算每一个加氢数据对应的费用，并用于与所述至少一个站级服务器相连，用于将每一个加氢数据与对应的费用发送至所述至少一个站级服务器；

至少一个通信终端，与所述至少一个站级服务器通信相连，实现数据请求的发送，以及接收所述至少一个站级服务器的数据响应；

每一个所述主控柜包括：

中央控制模块，

加氢站安防联动模块，用于采集加氢站所设置的多个待检测点的氢气浓度值，并根据氢气浓度值判断氢气是否泄露，如果泄露，则发送信号至所述中央控制模块，以使所述中央控制模块启动紧急停气；通过采集加氢站设置的多点的火焰检测探头，判断是否发生火灾，如果发生火灾则发送信号至所述中央控制模块，以使所述中央控制模块启动紧急停气同时启动消防喷淋和警报装置；通过采集加氢站设置的多点紧急停止按钮，如果紧急停止按钮被触发则发送信号至所述中央控制模块，以使所述中央控制模块启动紧急停气同时启动警报装置；

加氢机控制模块，用于给现场加氢机进行控制和加注管理；分别采集设置于加氢机出口、加氢机入口、储氢罐出口、整站氢气入口处、与所述加氢机出口所连接的管道、氢气传输管道的压力检测点的压力值，并将所测得的压力值发送至所述中央控制模块，并根据压力值判断是否正常，以及采集设置于加氢机出口的氢气流量，并将所测得的加注质量、流量发送至所述中央控制模块，并根据加注出去的流量和收费系统联动，进行收费；分别采集设置于加氢机预设检测点的氢气浓度值，并将所测得的氢气浓度值发送至所述中央控制模块，并根据氢气浓度值判断是否泄露，如果泄露，则所述中央控制模块启动紧急停气；通过检测被加注气瓶内的温升变化，对氢气加注流量进行控制，保证加注的温升在合理的控制范围内；如果温升异常则启动紧急停止功能；

压缩机控制模块，分别采集设置于压缩机出口、压缩机入口、储氢罐的压力检测点的压力值，并将所测得的压力值发送至所述中央控制模块，并根据压力值判断是否需要增压，如果需要增压，则所述中央控制模块启动自动增压；以及采集设置于压缩机氢气采集点的泄露浓度值，并将所测得的浓度值发送至所述中央控制模块，并在判断泄露浓度值大于预设值的情况下，则所述中央控制模块启动紧急停气；

电磁阀控制模块，所述电磁阀控制模块包括电磁阀以及与电磁阀相连通的多个管道的气动阀门，所述电磁阀与所述中央控制模块相连，接收所述中央控制模块的控制信号，且所述电磁阀的一端与驱动气源相连，另一端与多个管道的气动阀门相连通；用于实现气源的开启和关闭；

加氢汽车信息采集模块，用于通过图像处理模块采集并识别被加注汽车的车牌信息、气瓶信息，其中，所述气瓶信息至少包括气瓶使用日期、气瓶充装次数，并将所述车牌信息、所述气瓶信息发送至所述中央控制模块，以使所述中央控制模块通过查找数据库内车牌信息对比被加注汽车的车牌和气瓶使用信息，获得加氢汽车气瓶的使用时间、加注次数；气瓶具有电子标签，识别车牌号后，车牌号数据库的数据必须和电子标签对应上，用于防止汽车换牌或者偷换气瓶；

其中，每一个站级服务器用于：根据接收到的加氢数据建立数据对象，设置数据对象中的键值，具体用于：接收数据查询指令；根据数据查询指令解析与第一键值；查询与第一键值对应的键值；根据所查询的键值调取加氢数据；

该键值为基于时间进行确定的键值，通过数据存储时间能够进行数据的拉取。

2.根据权利要求1所述的一种加氢站服务机柜的管理系统，其特征在于，还包括急停开关，所述急停开关与所述中央控制模块相连。

3.根据权利要求1所述的一种加氢站服务机柜的管理系统，其特征在于，所述加氢机控制模块，包括：

流量检测单元，为多个氢气流量计，分别设置于加氢机出口、加氢站氢气入口与所述加氢机出口所连接的管道、氢气传输管道，用于采集氢气流量和质量；

压力检测单元，为多个压力传感器，分别设置于加氢机出口、加氢机入口、储氢罐出口、整站氢气入口处、与所述加氢机出口所连接的管道、氢气传输管道处，用于采集当前的压力值；

紧急停止单元，为至少一个紧急停止开关，用于切断氢气源和整站控制电源、动力电源；

泄露检测单元，为分别设置于加氢机预设检测点的氢气检测传感器、站控其他设备、管道接头，并将所测得的氢气浓度值发送至所述中央控制模块，并根据氢气浓度值判断是否泄露，如果泄露，则所述中央控制模块启动紧急停气；

收费单元，用于根据所述流量检测单元所检测到的氢气质量进行费用计算；

交互界面，用于接收氢气流量数据、根据所述流量数据进行流量控制，并与所述收费单元相连，用于显示费用信息，以及显示阀门、压力、流量、氢泄露、火焰报警状态。