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压缩天然气（CNG）加气站监控系统设计
作者：王波
来源：《中文信息》2015年第07期
摘 要：本文设计了一种压缩天然气（CNG）加气站监控系统，该系统在加气站本地实现了对整个加气站的自动化运行监控与管理，在公司级的调度服务器上可远程实时监控整个加气站的生产及运营状况，提高了我国CNG加气站的自动化运行监控与管理，促进了CNG加气站的安全运行。
关键词：CNG加气站 监控系统
中图分类号：TU996 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2015）07-0313-01 一、引言
随着能源行业和环保事业的发展，压缩天然气作为一种清洁能源近年来有了前所未有的发展。中小气站以其投资少、见效快、服务灵活等特点，普遍为商家看好，发展更为迅速，目前已遍布全国大小城镇。压缩天然气是一种理想的车用替代能源，它具有成本低，效益高，无污染，使用便捷等特点，越来越显示其强大的应用发展潜力。
我国CNG行业迅速发展的同时存在站点分散，监管难度大等问题，加之许多地方管理工作相对薄弱滞后、控制手段落后，使得许多新建的CNG加气站在经营管理、设备监控、安全生产等方面存在诸多漏洞和问题。
本文基于此设计的CNG加气站网络监控系统整合了加气站的设备运行监控（压缩机、干燥器、顺序控制盘等）、售气管理（IC卡管理系统、银行联网系统等）、安全监控联动系统（加气气瓶安全监测系统、燃气泄漏监控、消防报警系统、视频监控、门禁系统等）、物流配送库存管理（车辆GPS调度、储气井管理系统等）等子系统，系统不仅在加气站本地实现了对整个加气站的自动化运行监控与管理，在公司级的调度服务器上可远程实时监控整个加气站的生产及运营状况。 二、系统设计考虑问题
CNG加气站易燃易爆高危险特殊的工作环境要求本系统不能发生异常现象。因此在设计过程中，把安全可靠放在首位。设计过程中考虑以下几个方面：
1.设计具有各种安全保护措施的控制方案，比如联锁保护、声光报警、事故预测、事故处理、不间断电源等。
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2.选择运行可靠性高的检测、控制设备和工业控制计算机，确保系统在恶劣的工作环境下，仍能正常运行。
3.分级的用户权限操作和安全提示确认机制，避免由于使用过程中的误操作造成损失。 4.网络信息传递的安全性，避免由于外部干扰导致数据变化造成误动作；避免由于人为恶意窃取系统数据造成公司损失。 三、加气站监控系统结构 1.CNG配售联网调度管理系统
随着CNG加气站数量的逐步扩大， 加气子母站管理模式的逐步推广，为了帮助售气公司及时获取各加气站、输送车辆的综合信息，方便统一调度和管理，建设一套CNG配售联网管理系统尤显必要。 1.1监控调度中心
主要由监控调度计算机和数据服务器组成，适时收集各站点现场数据，对各加气站运行数据、售气数据、设备状态进行实时监控和管理，对运输车辆进行统一监控调度，在此基础上对整个CNG配售系统进行最优化调度管理。 1.2 CNG加气站联网监控管理系统
包括运行设备自动监控系统、售气监控系统和网络视频监视系统。自动监控系统实时监测燃气压缩机、干燥器、程控盘、燃气泄漏报警等重点设备运行状态，售气监控管理系统实时监控售气过程，实时保存售气记录。视频监视系统以视频图像方式实时监视气站情况。 1.3 CNG运输车辆移动监控终端
安装在CNG运输车上，通过GPS接收器实时接收车辆位置、速度信息，适时监控车载燃气泄漏探头状态，适时采集车辆传感器信号，完成对车辆位置、燃气泄漏状态、车辆运行状态等数据的实时采集和传输。 2.加气站监控系统结构
本系统实时采集设备运行信息，以加气站内的设备为核心监控对象，任何异常信息能被气站值班人员甚至远程公司级管理人员及时获取，及早采取措施。同时，监控系统具有联锁控制功能，发生异常事故后能根据预定的联锁保护程序控制相关设备的启停，自动采取应急保护措施。本系统采用三级网络架构：设备控制层、监控管理层、信息调度层。设备控制采用RS485通信，Modbus RTU通信协议；监控管理层利用TCP/IP以太网组建气站局域网，实现监控管
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理计算机、售气管理机与门禁系统的数据交换；加气站与监控中心的远程数据传输采用 Internet的VPN网络。
2.1压缩机组自控系统：在CNG加气站监控管理系统中使用PLC与站级监控管理系统通信，实现压缩机组的运行参数监测与联锁监控。
2.2监控管理计算机：站级监控管理系统，选择使用工业控制计算机，配置 RS485多串口卡和以太网卡；对于公司级监控管理系统和销售系统，选择使用商用计算机，配置以太网卡。 2.3干燥器自控系统：在CNG加气站监控管理系统中使用PLC与站级监控管理系统通讯，实现干燥器的监控。
2.4顺序控制盘通讯设备：在CNG加气站监控管理系统中使用PLC或单片机与站级监控管理系统通讯，实现顺序控制盘的监控。
2.5视频监视系统：安装一台视频服务器和若干摄像头， 以视频图像方式实时监视气站运行情况，视频服务器支持TCP/IP以太网、Internet远程访问。
2.6气体报警器通讯设备：在CNG加气站监控管理系统中气体报警器探头与控制器配套使用与站级监控管理系统通讯，实现可燃气体浓度的监控。气体报警器。
2.7进站智能流量计：进站流量计与站级监控管理系统通讯，实现进站流量、压力、温度的实时采集和计量。
四、加气站网络监控系统的主要功能
气站运行数据、售气数据被自动存入数据库同时传往调度中心。管理系统对数据进行自动汇总与分析处理，自动生成运行、经营报表，实现电子化自动管理。建立监控管理系统后，压缩机独立运行，根据进站压力、售气量适时调整运行工况，降低能耗，实现最优化管理。气站运行关键参数和设备能被实时监控，无须专人轮巡，在提高气站安全运行能力的同时，也提高了工作效率，降低人工成本。
CNG加气站监控管理系统的实时性，表现在对内部和外部事件能及时地响应，并做出相应的处理，不丢失信息，不延误操作。系统针对加气站网络监控管理采用模块化设计， 把不同的功能设计成相对独立的功能模块（包含硬件和软件） ，模块之间预留相互通讯的接口。 工程实施中根据用户的具体需求选择功能模块组合，既可以降低用户的投资成本，又可以保证用户以后的扩展需要。 五、结论
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压缩天然气（CNG）作为一种新型清洁燃料，在我国正在普遍推广， 本文旨在对CNG加气站的监控系统做出分析总结，随着天然气在中国城镇的规模化普及和利用，加气站的应用将更加广泛，其网络监控技术也将更具实效性和应用性。 参考文献
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本文来源：https://www.wddqxz.cn/a5e1d5ed9dc3d5bbfd0a79563c1ec5da51e2d65e.html
2022-07-10
