CN110413030A - 一种加氢站主控柜的管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加氢站主控柜的管理系统，包括：中央控制模块，加氢站安防联动模块，用于采集加氢站的多个待检测点的氢气浓度值，加氢机控制模块，用于对车辆进行氢气加注、收费，压缩机控制模块，分别采集设置于压缩机出口等的压力检测点的压力值，然后各个模块将信息发送至中央控制模块，由中央控制模块进行判断并确定是否进行储罐增压或者启动紧急停气；电磁阀控制模块包括电磁阀以及气动阀门，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。应用本发明实施例，实现对加氢站的多个模块进行集中管理，提高加氢站的管理效率，提高加氢站的安全性。

Description

一种加氢站主控柜的管理系统

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主控柜的管理系统。

背景技术

常温常压下，氢气是一种极易燃烧，是主要的工业原料，也是最重要的工业气体和特种气体。加氢过程在石油炼制工业中得到了广泛应用，用于加氢精制，以脱除油品中存在的杂质，以提高油品的质量。同时氢气也是一种清洁能源，主要作为新能源汽车、燃料电池汽车提供能源。加氢站主要分固定式、撬装式、移动式等几类，用于给新能源汽车进行氢气加注。

但是，在氢气较轻在其泄露后容易在空气中弥漫，所以极易造成泄漏后的燃烧、爆炸等气体火灾，因此，在加气站提供一种安全高效的管理系统是亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加氢站主控柜的管理系统，旨在实现对加氢站的多个模块进行集中管理，提高加氢站的管理效率，提高加氢站的安全性。

为实现上述目的，本发明提供一种加氢站主控柜的管理系统，所述系统包括：

中央控制模块，用于收集站内站内所有设备、阀门、压力、流量、氢泄露、火焰报警状态进行分析，并根据分析结果确定是否需要自动或手动启动压缩机、电磁阀、加氢机、储罐等设备，同时将采集的数据进行分析处理，存储进数据库，以便进行数据分析和大数据处理；

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，所述加氢站安防联动模块，包括：

加氢站消防单元，包括至少一个喷淋装置；

加氢站防氢泄露单元，为分别设置于加氢站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；

加氢站紧急停止单元，包括与输氢源相连接的紧急停止总阀门、电源开关紧急切断。

一种实现方式中，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。

一种实现方式中，所述压缩机控制模块，包括：

紧急停止单元，接收所述中央控制模块的信号，进行紧急停止总阀门的通断控制、整站的控制电源和动力电源的通断控制；

压力检测单元，包括多个设置于压缩机出口、压缩机入口的压力传感器，并将所采集到的压力值传送中央控制模块，并在压力值不在预设范围内时，通过所述中央控制模块启动紧急停止单元和报警单元；

泄露检测单元，包括多个氢气检测传感器，设置于站内各个设备处以及管道接头处，采集氢气浓度值，并将所测得的浓度值发送至所述中央控制模块，并在判断浓度值大于预设值的情况下，则通过所述中央控制模块启动紧急停止单元；

智能增压控制单元，与压缩机和所述中央控制模块相连，用于接收所述中央控制模块的信号为所述压缩机进行自动增压。

一种实现方式中，所述电磁阀控制模块，包括：

电磁阀，接收所述中央控制模块的控制信号，其一端与驱动气源相连，另有单与传输管道相连；

多个气动阀门，的一端与所述传输管道相连通，另一端与压缩机、储气罐、气源、加氢车中的一种或者多种相连。

应用本发明实施例提供的一种加氢站主控柜的管理系统，通过加氢站安防联动模块，采集待检测点的氢气浓度值，加氢机控制模块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，氢气浓度值，中任意一个数值不正常的情况下，由中央控制模块启动紧急停气；或者压缩机控制模块，在测得的压力值不正常，则中央控制模块启动自动增压；并通过电磁阀控制模块，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，实现氢气来源的通断。因此，应用本发明的实施例，实现对加氢站的多个模块进行集中管理，提高加氢站的管理效率，提高加氢站的安全性。

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。

本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主控柜的管理系统，系统包括如下模块：

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。

加氢机控制模块还用于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。

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。

一种实现方式中，加氢站安防联动模块，包括：加氢站消防单元，包括至少一个喷淋装置；加氢站防氢泄露单元，为分别设置于加氢站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；加氢站紧急停止单元，包括与输氢源相连接的紧急停止总阀门。

可以理解的是，喷淋装置的控制是通过水阀进行控制，水阀可以通过中央控制模块驱动电机，从而控制阀门，实现喷淋的自动开启和关闭，具体的，中央控制模块控制电机是现有方案，本发明在此不做赘述。

具体的，加氢机控制模块中的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，获取流量数据；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，为至少一个紧急停止开关，通过紧急停止开关的状态改变用于切断氢气源，从而实现紧急停止。

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。

收费单元，为独立软件或者是集成与管理系统中的软件的一部分，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，具体的根据氢气流量和对应的价格，就可以获得一次收费总额。

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，实现人机交互。

一种实现方式中，压缩机控制模块，包括：紧急停止单元，接收中央控制模块的信号，进行紧急停止总阀门的通断控制；具体的，紧急停止单元可以是由电磁阀以及电机组成的阀门，通过给各个管道所连接的气动阀施加反向的气体压力，则可以进行阀门的关闭，或者直接驱动与气源连接的总阀门，实现气源的关闭。

压力检测单元，包括多个设置于压缩机出口、压缩机入口的压力传感器，并将所采集到的压力值传送中央控制模块，并在压力值不在预设范围内时，通过中央控制模块启动紧急停止单元。

泄露检测单元，包括多个氢气检测传感器，设置于压缩机氢气采集点，并采集氢气浓度值，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，则通过中央控制模块启动紧急停止单元。

智能增压控制单元，与压缩机和中央控制模块相连，用于接收中央控制模块的信号为压缩机进行自动增压。

一种实现方式中，电磁阀控制模块，包括：电磁阀，接收中央控制模块的控制信号，其一端与驱动气源相连，另有单与传输管道相连；多个气动阀门，的一端与传输管道相连通，另一端与压缩机、储气罐、气源、加氢车中的一种或者多种相连。实现在启动阀门打开的情况下，实现压缩机、储气罐、气源、加氢车相连通，进而实现压缩后的气体通过管道进行对储气罐、加氢车等额充气管理。

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 (5)

1.一种加氢站主控柜的管理系统，其特征在于，所述系统包括：

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。

2.根据权利要求1所述的一种加氢站主控柜的管理系统，其特征在于，所述加氢站安防联动模块，包括：

加氢站消防单元，包括至少一个喷淋装置；

加氢站防氢泄露单元，为分别设置于加氢站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；

加氢站紧急停止单元，包括与输氢源相连接的紧急停止总阀门、电源开关紧急切断。

3.根据权利要求1或2所述的一种加氢站主控柜的管理系统，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。

4.根据权利要求3所述的一种加氢站主控柜的管理系统，其特征在于，所述压缩机控制模块，包括：

紧急停止单元，接收所述中央控制模块的信号，进行紧急停止总阀门的通断控制、整站的控制电源和动力电源的通断控制；

压力检测单元，包括多个设置于压缩机出口、压缩机入口的压力传感器，并将所采集到的压力值传送中央控制模块，并在压力值不在预设范围内时，通过所述中央控制模块启动紧急停止单元和报警单元；

泄露检测单元，包括多个氢气检测传感器，设置于站内各个设备处以及管道接头处，并采集氢气浓度值，并将所测得的浓度值发送至所述中央控制模块，并在判断浓度值大于预设值的情况下，则通过所述中央控制模块启动紧急停止单元；

智能增压控制单元，与压缩机和所述中央控制模块相连，用于接收所述中央控制模块的信号为所述压缩机进行自动增压。

5.根据权利要求1-2、4任一项所述的一种加氢站主控柜的管理系统，其特征在于，所述电磁阀控制模块，包括：

电磁阀，接收所述中央控制模块的控制信号，其一端与驱动气源相连，另有单与传输管道相连；

多个气动阀门，的一端与所述传输管道相连通，另一端与压缩机、储气罐、气源、加氢车中的一种或者多种相连。