LNG工藝智能化探究

賈東輝

摘要：近年來(lái)，隨著我國(guó)的鋼鐵行業(yè)的日益低迷，一大批靠焦炭生產(chǎn)為主的焦化廠也不得不降低產(chǎn)能，減少生產(chǎn)，希望能度過(guò)鋼鐵寒冬。同時(shí)在國(guó)家節(jié)能減排的政策下，我國(guó)對(duì)焦化行業(yè)實(shí)行“準(zhǔn)入”制度，淘汰了一批小型焦?fàn)t，而焦?fàn)t煤氣的利用成為救活煉焦企業(yè)生產(chǎn)和存活的關(guān)鍵所在。加強(qiáng)LNG工藝的智能化應(yīng)用就比較關(guān)鍵，通過(guò)從理論層面對(duì)LNG進(jìn)行科學(xué)應(yīng)用，就能保障生產(chǎn)工藝的優(yōu)化。希望能通過(guò)此次研究有助于為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：LNG；工藝流程；智能化

0.引言

目前國(guó)際上有CNG和LNG兩種方式，相對(duì)于CNG，LNG相同體積所攜帶天然氣量是CNG方式所無(wú)法比擬的，而且LNG工藝純度更高，更加安全。城市中利用天然氣的車輛越來(lái)越多，就會(huì)催生出越來(lái)越多的液化天然氣加氣站（LNG加氣站），但是相比較于國(guó)外成熟的技術(shù)和市場(chǎng)，目前國(guó)內(nèi)的天然氣加注機(jī)質(zhì)量和使用效果卻并不理想，鑒于此在這里設(shè)計(jì)一種全新的智能化LNG加注系統(tǒng)，提高工作效率、精度和質(zhì)量。

1.LNG工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程及硬件結(jié)構(gòu)分析

1.1LNG工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程分析

LNG工藝智能化系統(tǒng)采用嵌入式系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)本身是一個(gè)相對(duì)模糊的定義，被業(yè)內(nèi)所廣泛秉承的嵌入式系統(tǒng)原則就是：以相應(yīng)的程序應(yīng)用為核心，以相關(guān)的計(jì)算機(jī)編輯技術(shù)為基礎(chǔ)，輔以可裁剪的軟硬件的工作手段，同時(shí)適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)Ⅲ。簡(jiǎn)而言之，其實(shí)我們現(xiàn)在所說(shuō)的嵌入式系統(tǒng)是十分狹義的概念，即是基于某一款A(yù)RM或者別的嵌入式微處理器所組成的嵌入到整個(gè)系統(tǒng)中所實(shí)現(xiàn)的智能控制的系統(tǒng)平臺(tái)，而廣義的嵌入式系統(tǒng)就涵蓋了很多方面的內(nèi)容（如本文中的單片機(jī)系統(tǒng)、DSP系統(tǒng)等）。早在上個(gè)世紀(jì)六十年代就開始新興的嵌入式系統(tǒng)，這種先進(jìn)性的思路被稱為“StoredProgram Control”。同時(shí)，經(jīng)過(guò)近三十年的進(jìn)一步發(fā)展，相關(guān)系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)入快車道，嵌入式系統(tǒng)開始進(jìn)入到日常生活的方方面面，如手機(jī)、電腦、智能家居等等，已經(jīng)體現(xiàn)出極大的優(yōu)勢(shì)和靈活性，電話交換機(jī)的控制是首個(gè)利用嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)的領(lǐng)域。

1.2 LNG工藝系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探究

第一，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）主控制板是整個(gè)系統(tǒng)的核心，其通過(guò)內(nèi)部的接口和從電路板以及外圍器件相連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的精確控制；（2）從電路板只負(fù)責(zé)對(duì)管道中流體的各種狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，分擔(dān)主控制板工作量，并且定時(shí)向主控制板反饋實(shí)時(shí)信息，其和主控制板一樣通過(guò)內(nèi)部所設(shè)置的各種接口和電路中各部位相連接；（3）由于大部分電器元件所需要的電壓相比較220V低很多，所以必須要在電源板塊中設(shè)置相關(guān)的變壓設(shè)備將220V電壓控制在工作電壓范圍內(nèi)，同時(shí)為了避免突然斷電導(dǎo)致注氣站無(wú)法正常工作，在這里采用鋰離子電池充當(dāng)備用電源；（4）在加注設(shè)備上的LED顯示屏上，分別可以顯示加注量，單價(jià)和加注總金額；（5）打印機(jī)設(shè)備和刷卡器在加注結(jié)束后，在主控制板發(fā)送的命令下開始打印相關(guān)信息和扣除相關(guān)款項(xiàng)；（6）3G無(wú)線傳輸模塊負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的上傳，通過(guò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絀nternet網(wǎng)絡(luò)上，遠(yuǎn)程主機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲取相關(guān)信息。

第二，寫卡器的結(jié)構(gòu)

除了寫卡器以外的其他硬件只需進(jìn)行合理的硬件選型，對(duì)于寫卡器，其負(fù)擔(dān)和LNG客戶信息直接掛鉤的重要作用，在辦理會(huì)員時(shí)，最重要的就是寫卡器設(shè)備，在這里所使用的寫卡器主要由蜂鳴器、天線、讀卡芯片等組成，可以實(shí)現(xiàn)三個(gè)功能：①發(fā)放新會(huì)員卡；②對(duì)會(huì)員卡進(jìn)行充值；③對(duì)異常情況進(jìn)行處理。

2.LNG模塊化設(shè)計(jì)探究

系統(tǒng)程序開發(fā)平臺(tái)，采用TKsmdio開發(fā)平臺(tái)，這也是嵌入式系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)的主流，編程語(yǔ)言主要為c++、JAVA等。編程是十分繁瑣和精細(xì)的工作，為了保證程序質(zhì)量，相關(guān)程序員必須對(duì)相應(yīng)語(yǔ)言非常熟悉，具備很強(qiáng)的相關(guān)語(yǔ)言使用能力和理解能力。因?yàn)橘Y源占用相對(duì)較少、程序運(yùn)行速率相對(duì)較快且速度快，所以通常在編程中會(huì)選擇和機(jī)器碼最接近的匯編語(yǔ)言。但是，針對(duì)不同的CPU，必須要采用不同的匯編語(yǔ)言，因?yàn)槠涔灿眯院懿睿詫?dǎo)致通用性大打折扣，在選擇編程語(yǔ)言時(shí)，兼容性是CPU和匯編語(yǔ)言相結(jié)合的重要考慮部分。在本次設(shè)計(jì)中選用C語(yǔ)言進(jìn)行相關(guān)程序的開發(fā)工作，因?yàn)槠淙诤狭撕芏喔咝蚁冗M(jìn)的編程思想，不僅具有十分豐富的函數(shù)庫(kù)，而且相關(guān)匯編語(yǔ)言的功能強(qiáng)且編譯效率高，對(duì)于模塊化設(shè)計(jì)思路是首選編輯語(yǔ)言，利用其強(qiáng)大的模塊化適應(yīng)能力和兼容性，可以很好的進(jìn)行本次程序設(shè)計(jì)開發(fā)。

變量窗口設(shè)計(jì)。在編寫程序中，有很多人性化的設(shè)置：①可以經(jīng)常利用變量窗口來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各變量數(shù)值的變化的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；②利用跟蹤窗口對(duì)指令的執(zhí)行狀態(tài)進(jìn)行隨時(shí)定時(shí)觀測(cè)。這些設(shè)置讓以往復(fù)雜瑣碎的調(diào)試工作變得人性且簡(jiǎn)單，在調(diào)試過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)涉及多個(gè)寄存器調(diào)節(jié)的工作，并且寄存器窗口會(huì)特別標(biāo)示已經(jīng)改變了的寄存器，在試運(yùn)行過(guò)程中，如果沒(méi)有任何錯(cuò)誤提示后，程序編寫通過(guò)，同時(shí)TKStudioIDE開發(fā)平臺(tái)會(huì)自動(dòng)生成相應(yīng)目標(biāo)文件。

系統(tǒng)電源的設(shè)計(jì)。在對(duì)電器元件電路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，首先即開始進(jìn)行電源設(shè)計(jì)，穩(wěn)定的電力供應(yīng)是整個(gè)系統(tǒng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)和保障，所以對(duì)其的設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)最重要的環(huán)節(jié)，也是開端，設(shè)計(jì)中主要考慮輸出功率、抗干擾性、便利性、小型化、安全性。

變壓器設(shè)計(jì)。按照設(shè)計(jì)的總構(gòu)思，本套系統(tǒng)的額定工作電壓為二十伏，所以根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行要求，在設(shè)計(jì)中首先要將家庭用電轉(zhuǎn)化為20V直流電來(lái)給整套設(shè)備進(jìn)行供電，為實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，必須首先在電路起始端設(shè)置合理的整流電路和工頻變壓器，通過(guò)工頻變壓器將家庭用電轉(zhuǎn)換為20V交流電，再經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)好的整流電路將交流電轉(zhuǎn)化為直流電。

3.結(jié)語(yǔ)

總而言之，在新的科學(xué)技術(shù)發(fā)展下，加強(qiáng)對(duì)LNG工藝智能化的技術(shù)升級(jí)優(yōu)化，對(duì)實(shí)際的應(yīng)用效率水平就能有效提高，保障能源的節(jié)約以及環(huán)境保護(hù)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。通過(guò)此次理論研究，希望能有助于實(shí)際系統(tǒng)技術(shù)的作用發(fā)揮，為實(shí)際工作優(yōu)化有所裨益。