氢气加气机电控系统及加气方法与流程

本发明涉及一种氢气加气机电控系统及加气方法。

背景技术：

氢气被公认为是地球上最干净的能源，其具有无色、无味、无毒等特点，氢气燃烧后会生成水，没有任何污染，而且能释放出巨大的热量，符合国际和国内对能源无污染、环保等的要求，因此是一种先进且前景非常广泛的能源。

随着氢能技术在中国的广泛应用和飞速发展，氢气加气机的市场需求越来越大。同时氢气加气机的研究、应用也在高速发展，国内许多企业通过自主创新与技术引进相结合的道路，都在进行氢气加气机的研究和改进。同时随着嵌入式技术、触摸屏技术和互联网等技术的发展，推动控制技术的发展。目前，许多加氢站仍是通过大型集装箱式货车运输液态氢并进行存储，然后进行加注，这种方式非自动、低效、费人工。

因此，基于上述背景，就需要研制氢气加气机电控系统，以解决上述技术问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中非自动、低效和费人工的问题，提供一种新的氢气加气机电控系统。该氢气加气机电控系统具有自动、高效和省人工的特点。

为解决上述技术问题之一本发明采用的的技术方案如下：一种氢气加气机电控系统，包括加气机中央控制模块、电源及电池管理模块、操作执行机构模块、交易信息读写及显示模块和通信模块，其中：

所述加气机中央控制模块包括电源接口、开关量输入输出接口do和di、至少三个rs485通信接口、至少三个模拟量输入接口和can通信接口；

所述电源及电池管理模块包括电源模块和安全栅，所述电源模块分别与电源和安全栅相连，安全栅与到加气机中央控制模块上的电源接口相连；

所述操作执行机构模块包括至少一个电磁阀和急停按键，所述电磁阀和与加气机中央控制模块上的开关量输出端口do相连，所述急停按键与加气机中央控制模块上的开关量输入端口di连接；

所述交易信息读写及显示模块包括ic读写模块、液晶信息显示板和至少一个加气机价格和加气量显示屏，其中所述液晶信息显示板包括至少一个rs485通信接口、至少一个rs232通信接口，至少一个can通信接口，其中所述至少一个加气机价格和加气量显示屏与液晶信息显示板上的rs485通信接口相连，所述液晶信息显示板上的can通信接口与加气机中央控制模块上的can通信接口相连，所述ic读写模块与液晶信息显示板上的rs232通信接口相连；

所述通信模块包括远程plc、交易结算计算机和流量计传感器，其中远程plc、交易结算计算机和流量计传感器分别与加气机中央控制模块上的三个rs485通信接口连接；

所述电磁阀安装于压力管线上，压力管线至少为一条，用电磁阀来判断加氢流程如下：判断管线压力是否小于35mpa-75mpa，如果小于则打开旁通阀0.5秒，采集判断储气罐压力是否小于1mpa或在35mpa-75mpa范围内(小于1mpa表示有泄漏情况，在35mpa-75mpa范围内说明储气罐是充满状态)，如果是则停止加氢，否则开始判断管线压力与储气罐压力差是否大于5mpa，是则打开流量计，开始计量，同时检测管线压力是否小于35mpa，如果不小于35mpa则关闭旁通阀，判断储气罐压力是否达到35mpa，否则继续循环判断，直到流量小于0.5kg/分钟，则结束流程。

上述技术方案中，优选地，所述压力管线至少有2条；当压力管线有两条时，判断低压管线压力是否小于35mpa-75mpa，如果小于则打开旁通阀0.5秒，采集判断储气罐压力是否小于1mpa或在35mpa-75mpa范围内(小于1mpa表示有泄漏情况，在35mpa-75mpa范围内说明储气罐是充满状态)，如果是则停止加氢，否则开始判断低压管线与储气罐压力差是否大于5mpa，是则打开流量计，开始计量，同时检测低压管线压力是否小于35mpa，如果不小于35mpa则关闭旁通阀，判断储气罐压力是否达到35mpa，达到则停止加氢，否则继续判断低压管线与储气罐压力差是否大于5mpa，如果小于5mpa则判断中压管线与储气罐压力差是否大于5mpa，是则打开旁通阀切换到中压管线供气，判断中压管线是否小于35mpa，否则关闭旁通阀，判断储气罐压力是否达到35mpa，是则完成加氢，否则继续循环判断，直到流量小于0.5kg/分钟，则结束流程。

更优选地，所述压力管线有3条；加氢流程为：当压力管线三条时，判断低压管线压力是否小于35mpa-75mpa，如果小于则打开旁通阀一0.5秒，采集判断储气罐压力是否小于1mpa或在35mpa-75mpa范围内(小于1mpa表示有泄漏情况，在35mpa-75mpa范围内说明储气罐是充满状态)，如果是则停止加氢，否则开始判断低压管线与储气罐压力差是否大于5mpa，是则打开流量计，开始计量，同时检测低压管线压力是否小于35mpa，如果不小于35mpa则关闭旁通阀一，判断储气罐压力是否达到35mpa，达到则停止加氢，否则继续判断低压管线与储气罐压力差是否大于5mpa，如果小于5mpa则判断中压管线与储气罐压力差是否大于5mpa，是则打开旁通阀二、三，切换到中压管线供气，判断中压管线是否小于35mpa，否则关闭旁通阀一，判断储气罐压力是否达到35mpa，是则完成加氢，否则继续判断中压管线与储气罐压差是否还大于5mpa，否则切换到高压管线，判断高压管线与储气罐压差是否大于5mpa，是则打开旁通阀二、四，关闭旁通阀三，判断高压管线是否小于35mpa，小于则打开旁通阀一，否则关闭一，判断储气罐是否达到35mpa，达到则结束加氢，否则继续循环判断，直到流量小于0.5kg/分钟，则结束流程。

优选地，所述压力传感器、温度传感器和氢气传感器分别通过三个模拟量输入接口ai与加气机中央控制模块相连。

优选地，所述液晶信息显示板还包括8位并行总线接口和键盘接口。

优选地，所述操作执行机构模块还包括行列式输入键盘、启动、停止操作按键和指示灯。

优选地，所述加气机中央控制模块上设有可进行在线编程的处理器。

优选地，所述电控系统的各个模块之间通过通信电缆直接连接。

为解决上述技术问题之二本发明采用的的技术方案如下：

一种氢气加气机电控系统的加气方法，包括以下步骤：

1)接通电源；

2)输入加注金额；

3)加注氢气；

4)当加气机价格和加气量显示屏上的加注价格到达要加注的金额时，加注停止；

5)结算。

本发明通过配备多种通信接口，能够实现与多种设备相连，同时支持互联网功能，方便实现银联卡和微信支付等功能；具有多种加气控制方式，可以实现加气的就地控制、手动控制、远程控制；具有在线编程功能，通过人机交互装置实现管理；整个电控系统采用模块化设计，各个模块之间通过通信电缆连接，整体硬件结构清晰，维护方便。

附图说明

附图1为本发明所述加气机电控系统的系统图；

附图2为本发明所述加气机电控系统的连接示意图；

附图3为本发明所述加气机电控系统基本加气流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和2所示，一种氢气加气机电控系统包括电源及电池管理模块、加气机中央控制模块、操作执行机构模块、交易信息读写及显示模块和通信模块；所述电源及电池管理模块、操作执行机构模块、信息模块和通信模块均与加气机中央控制模块连接。

加气机中央控制模块优选采用arm处理器，具有多个接口，主要包括电源接口、rs485通信接口、rs232通信接口、模拟量输入接口ai、开关量输入输出接口do和di、can通信接口、8位并行总线接口等。优选加气机中央控制模块还具有在线编程功能，通过采用arm处理器进行在线编程，通过在线编程的方式设置各个接口模块的功能和含义。

操作执行机构模块包括电磁阀、行列式输入键盘io、启动、停止和急停操作按键和指示灯，输入按键、启动、停止和急停操作按键和指示灯均与加气机中央控制模块连接，由电路模块控制执行各自的功能。

信息模块包括液晶信息显示屏、加气机价格显示屏、ic卡信息读写器，均与加气机中央控制模块连接，由电路模块实现相应信息显示和ic卡读写功能。

通信模块包括pos机、打印机和流量计传感器，均与加气机中央控制模块连接，由电路模块实现信息打印和在线支付等功能。

如图3所示，加氢流程：加氢前准备，吹扫枪头枪座，判断加氢机自身状态是否正常，与流量计通讯是否正常，车辆是否接地，如果这些条件都满足，可以进行加氢操作。接下来选择支付方式，插上加氢枪，按下加注按钮，判断低压管线压力pt-603是否小于35mpa-75mpa，如果小于则打开旁通阀一sv-6010.5秒，采集判断储气罐压力pt-601是否小于1mpa或在35mpa-75mpa范围内(小于1mpa表示有泄漏情况，在35mpa-75mpa范围内说明储气罐是充满状态)，如果是则停止加氢，否则开始判断低压管线与储气罐压力差pt-603减pt-601是否大于5mpa，是则打开通阀二sv-602，开始计量，同时检测低压管线压力pt-603是否小于35mpa-75mpa，如果不小于35mpa-75mpa则关闭旁通阀一sv-601，判断储气罐压力是否达到35mpa-75mpa，达到则停止加氢，否则继续判断低压管线与储气罐压力差pt-603减pt-601是否大于5mpa，如果小于5mpa则判断中压管线与储气罐压力差pt-604减pt-601是否大于5mpa，是则打开通阀二sv-602、通阀三sv-603阀切换到中压管线供气，判断中压管线pt-604是否小于35mpa-75mpa，否则关闭通阀一sv601，判断储气罐压力pt-601是否达到35mpa-75mpa，是则完成加氢，否则继续判断压差是否还大于5mpa，否则切换到高压管线，判断高压管线pt-605与pt-601压差是否大于5mpa，是则打开通阀二sv-602、通阀四sv604，关闭通阀三sv-603，判断高压管线pt605是否小于35mpa-75mpa，小于则打开旁通阀一sv-601，否则关闭通阀一sv-601，判断储气罐是否达到35mpa-75mpa，达到则结束加氢，否则继续循环判断，直到流量小于0.5kg/分钟，则结束流程。

【实施例1】

采用图1的系统及方法，压力管线为一组，加注200元氢气，按下加注按钮，开始加注，判断低压管线压力pt-603是否小于35mpa-75mpa，如果小于打开旁通阀sv-6010.5秒，采集判断储气罐压力pt-601是否小于1mpa或大于等于35mpa(小于1mpa表示有泄漏情况，等于35mpa说明储气罐是充满状态)，如果是则停止加氢。

【实施例2】

采用图1的系统及方法，压力管线为二组，加注200元氢气，按下加注按钮，开始加注，当压力管线有两条时，判断低压管线压力pt-603是否小于35mpa-75mpa，如果小于则打开旁通阀sv-6010.5秒，采集判断储气罐压力pt-601是否小于1mpa或在35mpa-75mpa范围内(小于1mpa表示有泄漏情况，在35mpa-75mpa范围内说明储气罐是充满状态)，如果是则停止加氢，否则开始判断低压管线与储气罐压力差pt-603减pt-601是否大于5mpa，是则打开sv-602，开始计量，同时检测低压管线压力pt-603是否小于35mpa，如果不小于35mpa则关闭旁通阀sv-601，判断储气罐压力是否达到35mpa，达到则停止加氢，否则继续判断低压管线与储气罐压力差pt-603减pt-601是否大于5mpa，如果小于5mpa则判断中压管线与储气罐压力差pt-604减pt-601是否大于5mpa，是则打开sv-602、sv-603阀切换到中压管线供气，判断中压管线pt-604是否小于35mpa，否则关闭sv601，判断储气罐压力pt-601是否达到35mpa，是则完成加氢，否则继续循环判断，直到流量小于0.5kg/分钟，则结束流程。

【实施例3】

采用图1的系统及方法，压力管线为三组，加注200元氢气，按下加注按钮，开始加注，加氢流程为：判断低压管线压力pt-603是否小于35mpa-75mpa，如果小于则打开旁通阀sv-6010.5秒，采集判断储气罐压力pt-601是否小于1mpa或在35mpa-75mpa范围内(小于1mpa表示有泄漏情况，在35mpa-75mpa范围内说明储气罐是充满状态)，如果是则停止加氢，否则开始判断低压管线与储气罐压力差pt-603减pt-601是否大于5mpa，是则打开sv-602，开始计量，同时检测低压管线压力pt-603是否小于35mpa，如果不小于35mpa则关闭旁通阀sv-601，判断储气罐压力是否达到35mpa，达到则停止加氢，否则继续判断低压管线与储气罐压力差pt-603减pt-601是否大于5mpa，如果小于5mpa则判断中压管线与储气罐压力差pt-604减pt-601是否大于5mpa，是则打开sv-602、sv-603阀切换到中压管线供气，判断中压管线pt-604是否小于35mpa，否则关闭sv601，判断储气罐压力pt-601是否达到35mpa，是则完成加氢，否则继续判断压差是否还大于5mpa，否则切换到高压管线，判断高压管线pt-605与pt-601压差是否大于5mpa，是则打开sv-602、sv604，关闭sv-603，判断高压管线pt605是否小于35mpa，小于则打开旁通阀sv-601，否则关闭sv-601，判断储气罐是否达到35mpa，达到则结束加氢，否则继续循环判断，直到流量小于0.5kg/分钟，则结束流程。

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本发明，但是本发明不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。