基于物聯(lián)網(wǎng)的LNG/CNG加氣站遠(yuǎn)程無(wú)線數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)解決方案
摘要：本項(xiàng)目思路是對(duì)于現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化的LNG氣站，提供一套集成的數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，革新現(xiàn)有站控系統(tǒng)定制模式的缺陷，并解決部分集成站因成本、工期、人員技術(shù)等問(wèn)題安裝不起的問(wèn)題。
本監(jiān)控系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，以遠(yuǎn)程測(cè)控終端RTU 為核心，加上無(wú)線數(shù)據(jù)采集設(shè)備等組成，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與控制，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)視、數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類(lèi)信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能。站控系統(tǒng)可以在線實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的呈現(xiàn)各 LNG/CNG 加氣站的運(yùn)行現(xiàn)狀，完成緊急情況下的報(bào)警，實(shí)現(xiàn)對(duì) LNG/CNG 加氣站進(jìn)行整體集中的管理，管理人員可以在監(jiān)控中心遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)站內(nèi)液體液位或進(jìn)站壓力、泵組工作狀態(tài)、出站流量、出站壓力等，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，為全面實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息化奠定基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞： LNG/CNG 加氣站 無(wú)線 監(jiān)控
一、系統(tǒng)背景：
隨著人們對(duì)低碳生活的重視，新能源越來(lái)越多的被人們開(kāi)發(fā)和利用。其中天然氣就是低碳新能源之一，隨之被應(yīng)用在汽車(chē)燃料上，相應(yīng)的加氣站就應(yīng)運(yùn)而生。加氣站是指以壓縮天然氣（CNG）或者液化天然氣（LNG）形式向天然氣汽車(chē)（NGV）和CNG\LNG的拖車(chē)提供燃料的場(chǎng)所。目前，城市內(nèi)的公交，出租車(chē)還有部分私家車(chē)就是用天然氣作為燃料而運(yùn)行，不但成本較低，而且環(huán)保。
隨著國(guó)家產(chǎn)業(yè)升級(jí)，煤改氣落地實(shí)施，目前各地能源服務(wù)業(yè)務(wù)發(fā)展迅猛，幾乎每個(gè)城市均有節(jié)能服務(wù)企業(yè)，且天然氣站趨向于小型化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，而且部分設(shè)備供應(yīng)商已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，如某的儲(chǔ)罐就具備將儲(chǔ)罐參數(shù)實(shí)時(shí)傳輸至服務(wù)器，但因沒(méi)法實(shí)現(xiàn)全站的站控控制，很難推廣。于是在這種背景下，通過(guò)無(wú)線監(jiān)控天然氣加氣站的監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。
二、系統(tǒng)組成
本項(xiàng)目思路是對(duì)于現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化的LNG氣站，提供一套集成的數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)，革新現(xiàn)有站控系統(tǒng)定制模式的缺陷，并解決部分集成站因成本、工期、人員技術(shù)等問(wèn)題安裝不起的問(wèn)題。
博?；浤艿募託庹緹o(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，以遠(yuǎn)程測(cè)控終端RTU 為核心，加上無(wú)線數(shù)據(jù)采集設(shè)備等組成，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與控制，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)視、數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類(lèi)信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能。站控系統(tǒng)可以在線實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的呈現(xiàn)各 LNG/CNG 加氣站的運(yùn)行現(xiàn)狀，完成緊急情況下的報(bào)警，實(shí)現(xiàn)對(duì) LNG/CNG 加氣站進(jìn)行整體集中的管理，管理人員可以在監(jiān)控中心遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)站內(nèi)液體液位或進(jìn)站壓力、泵組工作狀態(tài)、出站流量、出站壓力等，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，為全面實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息化奠定基礎(chǔ)。
三、工藝流程
由于氣體形態(tài)不同，LNG、CNG 加氣站的工藝流程大不相同。CNG 加氣站根據(jù)大小規(guī)模的不同，其設(shè)備流程也各不相同，但目前標(biāo)準(zhǔn)站邏輯流程是一致的。
三、系統(tǒng)框架
1、LNG/CNG 站控系統(tǒng)框架如下圖所示?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備為RTU 和各類(lèi)數(shù)據(jù)采集模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)站內(nèi)各測(cè)量裝置、泵、壓縮機(jī)、售氣機(jī)等的數(shù)據(jù)采集和控制。上位監(jiān)控系統(tǒng)采用組態(tài)軟件，通過(guò)軟件的通訊接口，采集RTU中的數(shù)據(jù)。
2、具體硬件設(shè)備應(yīng)用框架如下
四、硬件簡(jiǎn)介
（1）遠(yuǎn)程測(cè)控終端（RTU BH1320）
工作電源：220V AC ±30% 或者 24V DC
RS-485接口：2路
RS-232接口：2路
Ethernet接口：1路
USB接口：1個(gè)
AI接口：8路
DI接口：4路
DO接口：4路（用于輸出場(chǎng)合，如電機(jī)的啟動(dòng)、閥門(mén)開(kāi)關(guān)等）
帶語(yǔ)音輸出接口
帶24V電源輸出接口
通信規(guī)約：MODBUS RTU/ascii /TCP、DNP3.0、可定制儀表協(xié)議
數(shù)據(jù)傳輸：
GPRS/CDMA、Ethernet、Zigbee、WiFi、433M、PLC、RS-485/RS-232等多種方式可選
工作溫度：-40℃ ～ +80℃
工作濕度：≤95%
防護(hù)等級(jí)：IP65
（2）無(wú)線壓力變送器（BH1740）
信號(hào)傳輸：Zigbee無(wú)線
傳輸距離：普通型150m，增強(qiáng)型500m
工作電源：3.6V鋰電池
電池壽命：≥3年（1分鐘上傳一次）
壓力量程：0～60 MPa 可訂制
精度等級(jí)：0.5級(jí)
過(guò)載壓力： 150% F.S
上報(bào)周期：1分～12小時(shí) 可設(shè)定
過(guò)程接口：M20×1.5（或按要求訂制）
防爆等級(jí)：Exib ⅡB T4 Gb
外殼防護(hù)：IP67
工作環(huán)境溫度：-40℃～70℃
工作環(huán)境濕度：≤95% RH
（3）無(wú)線溫度變送器（BH1750）
信號(hào)傳輸：Zigbee無(wú)線
傳輸距離：普通型150m，增強(qiáng)型500m
工作電源：3.6V鋰電池
電池壽命：≥3年（1分鐘上傳一次）
溫度量程：-50℃～650℃（可訂制）
測(cè)量誤差：±1.0℃
上報(bào)周期：1分～12小時(shí) 可設(shè)定
防爆等級(jí)：本安型Exia ⅡB T4 GB
外殼防護(hù)：IP67
工作環(huán)境溫度：-40℃～80℃
工作環(huán)境濕度：≤97% RH
五、軟件功能
遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)燃?xì)鈮毫?、溫度、流量、液位?span>
支持各種監(jiān)測(cè)信息、控制信息、報(bào)警信息、操作信息的存儲(chǔ)和歷史記錄查詢。
用戶可以根據(jù)需要通過(guò)組態(tài)軟件來(lái)定制程序，這樣界面表現(xiàn)形式更為靈活；
現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)異常狀況時(shí)，控制器發(fā)送報(bào)警信號(hào)，關(guān)閉閥門(mén)等。
六、總結(jié)
監(jiān)控軟件配套的 LNG/CNG 加氣站監(jiān)控系統(tǒng)以其完善的人機(jī)交互、穩(wěn)定的系統(tǒng)運(yùn)行和良好的兼容性、易用易擴(kuò)展性受到企業(yè)用戶的青睞。該監(jiān)控系統(tǒng)不僅滿足了加氣站監(jiān)控的實(shí)際需求，也為實(shí)現(xiàn)企業(yè)實(shí)時(shí)、有效、全面系統(tǒng)化的信息管理和監(jiān)控、提高了企業(yè)的安全水平和綜合自動(dòng)化水平奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。