一种加氢机高集成化电子计控系统

技术领域

本发明涉及加氢机改进技术领域，尤其涉及一种加氢机高集成化电子计控系统。

背景技术

加氢机是由质量流量计、电子计控系统、快速切断阀、加氢枪、电磁阀和气动阀等主要部件组成的一个智能完成气体累积量测量控制系统的装置，主要用于压缩氢气对车辆进行加注控制。电子计控系统是加氢机的核心控制单元，承担着整个加氢机工作时的全流程控制和安全监控的重要任务。目前，加氢机电子计控系统主要是由PLC、触摸屏、断码显示屏和显示屏控制盒、红外控制模块组成，不具备IC卡读卡，键盘操作等人机交互界面，并且外部设备较多，安装不方便，工作稳定性不好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加氢机高集成化电子计控系统，旨在提供一种加氢机高集成化电子计控系统，具有高集成化的特点，能够提供更加高效的加氢过程控制。

为了实现上述目的，一种加氢机高集成化电子计控系统，包括：

中央控制器单元、显示模块、IC卡收费模块、开关信号输入单元、传感器变送器单元、网络模块、RS485通讯模块、存储模块、阀组模块、电源模块；

所述显示模块、所述IC卡收费模块、所述开关信号输入单元、所述传感器变送器单元、所述网络模块、所述RS485通讯模块、所述存储模块、所述阀组模块、所述电源模块均与所述中央控制器单元相连。

一种实现方式中，所述显示模块为断码显示屏。

一种实现方式中，所述IC卡收费模块包括：金属键盘、IC卡读卡器、点阵小屏；所述金属键盘、所述IC卡读卡器、所述点阵小屏均与所述中央控制器单元相连。

一种实现方式中，所述开关信号输入单元包括：急停按钮、提枪开关；

所述急停按钮与所述提枪开关均与所述中央控制器单元相连。

一种实现方式中，所述传感器变送器单元包括：质量流量计、气体温度传感器、氢浓度、环境温度传感器、枪口压力传感器；

所述质量流量计、所述气体温度传感器、所述氢浓度、所述环境温度传感器、所述枪口压力传感器均与所述中央控制器单元相连。

一种实现方式中，所述网络模块为TCP/IP接口。

一种实现方式中，所述RS485通讯模块包括：PLC模块、收费系统、加氢枪红外通信模块；

所述PLC模块、所述收费系统、所述加氢枪红外通信模块均与所述中央控制器单元相连。

一种实现方式中，所述阀组模块包括：加注阀、电子压力阀、放空阀；

所述加注阀、所述电子压力阀、所述放空阀均与所述中央控制器单元相连。

应用本发明实施例提供的加氢机高集成化电子计控系统，提供一种加氢机高集成化电子计控系统，具有高集成化的特点，能够提供更加高效的加氢过程控制。各个模块的控制电路都集中在一块电路板上，能实现高集成化，控制简单，维护方便，可兼容性强等特点，从而提高了产品的稳定性。电路板体积较小，便于安装调试。

附图说明

图1是本发明实施例加氢机高集成化电子计控系统的一种结构示意图。

图2是本发明实施例加氢机高集成化电子计控系统的一种流程示意图。

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。

请参阅图1-2。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与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。

如图1所示，本发明提供一种加氢机高集成化电子计控系统，包括：中央控制器单元100、显示模块101、IC卡收费模块102、开关信号输入单元103、传感器变送器单元104、网络模块105、RS485通讯模块106、存储模块107、阀组模块108、电源模块109；显示模块101、IC卡收费模块102、开关信号输入单元103、传感器变送器单元104、网络模块105、RS485通讯模块106、存储模块107、阀组模块108、电源模块109均与中央控制器单元100相连。

需要说明的是，中央控制器单元100为CPU，显示模块101为断码显示屏。

可以理解的是，本发明中，通过开关信号输入单元103发送至中央控制器单元100当前开关量的状态，例如急停按钮、提枪按钮的状态。传感器变送器单元104将传感器信号发送至中央控制器单元100，例如通过传感器分别获得质量流量计输出的流量信号、压力传感器输出的压力信号、温度传感器输出的温度信号和浓度传感器输出的浓度信号等，通过将信号发送至中央控制器单元100进行运算，并能够通过显示模块101进行显示，以及通过中央控制器单元100发送控制信号对阀组模块进行控制，从而控制加氢机的加注过程。

此外，网络模块105是TCP/IP接口，中央控制器单元100通过网络模块105进行网络通信。

以及，通过RS485通讯模块106与外部进行485通信。

在数据传输过程中，通过存储模块107进行数据存储。

本发明实施例中，还包括阀组模块108，通过阀组模块108与中央控制器单元100相连，使得中央控制器单元100可以对各个阀门进行控制。

本发明实施例中，通过电源模块109提供加氢机高集成化电子计控系统的工作电源。

如图1所示，IC卡收费模块102包括：金属键盘3、IC卡读卡器4、点阵小屏5；金属键盘3、IC卡读卡器4、点阵小屏5均与中央控制器单元100相连。

通过金属键盘3、IC卡读卡器4与中央控制器单元100相连，然后通过点阵小屏5显示各功能菜单以及传感器采样值，例如显示金属键盘3输入的参数，以及通过IC卡读卡器4读取IC卡的信息，读取成功后通过点阵小屏5进行显示。

开关信号输入单元103包括：急停按钮6、提枪开关7；急停按钮6与提枪开关7均与中央控制器单元100相连。

提枪开关7的状态体现为提枪信号，提枪信号是一种开关信号，经电路处理，有高低两种电平状态，当加氢枪被提起时是高电平，否则是低电平，是直接输入到CPU的信号，CPU通过检测这个电平状态判断加氢枪是否被提起。

如图1所示，传感器变送器单元104包括：质量流量计8、气体温度传感器9、氢浓度10、环境温度传感器11、枪口压力传感器12；质量流量计8、气体温度传感器9、氢浓度10、环境温度传感器11、枪口压力传感器12均与中央控制器单元100相连。

RS485通讯模块106包括：PLC模块14、收费系统15、加氢枪红外通信模块16；PLC模块14、收费系统15、加氢枪红外通信模块16均与中央控制器单元100相连。通过RS485进行通讯扩充，实现中央控制器单元100与多个模块进行通信。

加氢枪红外通信模块改为加氢枪红外通信模块，是一种安装在加氢枪口的红外接收模块，该模块可接收来自车辆的储氢罐红外数据。就是通过这种方式将车辆的储氢罐发送给加氢机的。

阀组模块108包括：加注阀18、电子压力阀19、放空阀20；加注阀18、电子压力阀19、放空阀20均与中央控制器单元100相连。

因此，应用本发明实施例，电子计控系统以高速32位中央处理器CPU为核心，各模块处理芯片为辅，自动控制氢气加注过程，并根据质量流量计输出的流量信号、压力传感器输出的压力信号、温度传感器输出的温度信号等进行运算、显示和控制加氢机，并能通过按键、显示屏、IC卡读卡器进行人机交互操作，与站控PLC、后台收费系统进行通信，实时数据上传和下载，同时将加注中必要的记录数据存储在IC卡(SD卡)中，供后续查询，实现安全可靠的加注过程控制。本系统将以下图中的各个模块的控制电路都集中在一块电路板上，能实现高集成化，控制简单，维护方便，可兼容性强等特点，从而提高了产品的稳定性。电路板体积较小，便于安装调试。

如图2所示提供了一种加氢机高集成化电子计控系统的控制流程图，包括如下；

系统循环检测金属键盘3是否有按键按下，当有按键按下时，通过键盘设置加注模式，也就是设置一种停机条件，停机条件有四种：

定压力加注，是通过键盘设置一个停机压力发给100中央控制单元，当检测到管道内的压力到达这个压力时自动关阀停机；

定质量加注，是通过键盘设置一个停机质量发给100中央控制单元，当质量流量计的质量计量到这个停机质量时自动关阀停机；

定金额加注，是通过键盘设置一个停机金额发给100中央控制单元，根据质量流量计的质量计量与氢气单价之乘积计算出总的金额，当这个金额与设定金额相等时自动关阀停机；

充满自停模式，是通过键盘发给100中央控制单元一个标志位，将储氢罐加满，使其达到其最大储气量时自动关阀停机。

设置完后接下来通过按键启动加气。系统检测到启动键按下后接着进行氢泄露检测，当检测到有氢气泄露时需立即停止加注，只有泄露检测通过才能进行初始压力测定，根据测定的压力和环境温度来计算目标压力和APRR。(注：APRR是加注过程中的管道内的压力上升速率，单位为MPa/min，中文名：兆帕每分钟)。计算完这两个参数后，接下来系统会打开加注阀和电子调压阀，此时氢气才会从气体端流入加氢机，给车辆加注氢气。加注的同时，开始质量流量计的采样，开始计量计价，并将加注质量、总金额和单价显示在断码显示屏2上，将流量、压力等参数显示在点阵小屏5上。

在氢气加注过程中需要通过传感器采集一些实时参数，有枪红外数据、压力、温度等参数。当枪红外数据通信中断时，系统会转入无通信加注处理。当检测到温度、压力等参数异常时会立即关阀停止加注。只有这些参数都在正常范围内时才会继续加注，系统实时计算比较测量压力和目标压力，如果目标压力未达到，这时通过电子调压阀调节氢气管道内的压力，使其按照APRR的速率缓慢上升，当停机条件满足时，关闭加注阀和电子调压阀，结束加注过程，同时结束计费。

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。