一种LNG加气站站控系统技术方案

本发明专利技术涉及加气站的站控系统，具体涉及一种LNG加气站站控系统，包括依次连接的现场级、控制级以及监控级，所述控制级包括PLC控制器；所述现场级用于采集现场仪表信息且与所述PLC控制器信号连接，所述现场级包括压力变送器；所述监控级包括监控系统以及调度中心，所述调度中心与所述监控系统、PLC控制器远程连接，所述监控系统与所述PLC控制器信号连接；本发明专利技术通过找出比例、积分、微分三个参数与输入量、输入量变化率之间的模糊关系，并在运行过程中不断检测输入量、输入量变化率根据模糊推理原理来对这三个参数进行在线调节，以确定最适合现场环境的参数范围，进而解决现有站控系统中的PID控制延迟时间长与波动时间长的问题。PID控制延迟时间长与波动时间长的问题。PID控制延迟时间长与波动时间长的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种LNG加气站站控系统


[0001]本专利技术涉及加气站的站控系统，具体涉及一种LNG加气站站控系统。

技术介绍

[0002]LNG液化天然气是一种非常清洁的能源，随着科学技术的发展，LNG将在未来逐步形成取代石油等传统能源的趋势。LNG接收站与加气站等也将随之逐步建立，LNG加气站站控系统的设计将成为核心关键的一个部分。
[0003]LNG作为清洁能源，被广泛运用到各个领域中，涉及汽车、船只等领域时，也就需要对其进行加气，目前，LNG加气站的自动化是一个必然的发展进程，无论是现有的人工或自动化LNG加气站，阀门的控制系统均是重中之重，现有的自动阀门中均采用的较为成熟的自动控制系统，其PID控制过程存在着延迟时间与波动时间长，导致实际数值与设定数值存在较大偏差。此外，自动化加气过程中，LNG储罐及加气设施的安全预警系统不达标，存在安全隐患，站控系统还需要一种高响应的报警单元。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种LNG加气站站控系统，用于解决现有站控系统中的PID控制延迟时间长与波动时间长的问题。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：一种LNG加气站站控系统，包括依次连接的现场级、控制级以及监控级，所述控制级包括PLC控制器；所述现场级用于采集现场仪表信息且与所述PLC控制器信号连接，所述现场级包括压力变送器；所述监控级包括监控系统以及调度中心，所述调度中心与所述监控系统、PLC控制器远程连接，所述监控系统与所述PLC控制器信号连接；所述现场级还包括阀门，所述PLC控制器与所述阀门信号连接且能够用于控制阀门的开度，所述PLC控制器包括PID控制器与模糊调节器，所述PID控制器能够通过模糊调节器实现PID参数的自调节。
[0006]PID参数包括：比例p、积分i以及微分d，所述模糊调节器的输入量为压力变送器采集的阀门进口压力的给定值与实际反馈值的偏差e及偏差变化率ec，输出量为阀门的开度信号K。所述模糊调节器的模糊规则为模糊控制规则表，并依据模糊控制规则表对PID参数进行整定。
[0007]进一步地，现有的自动阀门中均采用的较为成熟的自动控制系统，以PLC控制系统内的PID控制为例，PID控制是目前过程控制中对于没有完全掌握结构和参数的被控对象，并需要通过根据现场实际生产情况不断调试来确定参数的控制方式，传统的PID算法是将比例、微分、积分三种运算方法结合起来，或根据情况单独两两结合的方式控制，比例控制可提高系统的响应速度，越大容易超调，导致系统不稳定，越小则会降低调节精度，延长调节时间；积分控制可消除系统的稳态误差，越大则消除越快，但同样会引起响应过程的超调，过小则难以消除稳态误差，影响精度；微分控制可以改善系统的动态特性，过大则会延长调节时间，降低系统的抗干扰性能。因此，为了增强阀门控制系统的性能，需要针对PID控
制的参数进行调整，提出了一种LNG加气站站控系统，通过引入模糊控制来对PID的参数进行调节，具体通过找出比例、积分、微分三个参数与输入量、输入量变化率之间的模糊关系，并在运行过程中不断检测输入量、输入量变化率根据模糊推理原理来对这三个参数进行在线调节，以确定最适合现场环境的参数范围，进而解决现有站控系统中的PID控制延迟时间长与波动时间长的问题。
[0008]进一步地，所述现场级还包括温度传感器与浓度传感器，所述监控系统包括依次信号连接的传感器模块、数据采集模块、数据传输模块以及微处理器，所述传感器模块与所述温度传感器、浓度传感器信号连接，所述微处理器还信号连接有电源模块、通信模块以及报警单元，所述通信模块与所述调度中心信号连接。需要说明的是，电源模块为整个监控系统的供电电路，为系统的下位机各模块和微处理器的正常工作提供基本保障；传感器模块能够完成各传感器对整个站区的监测布防工作；数据采集模块针对各传感器选型布局完成后，能够第一时间采集数据，进而通过相应的模块上传至微处理器上；报警单元针对有气体泄漏或紧急情况发生时，提示工作人员、调度中心采取一定的措施避免事态升级；通信模块，进行通讯过程。
[0009]进一步地，初始浓度监控时，所述微处理器初始化浓度串口通信参数，并选取浓度串口，所述浓度传感器采集到浓度信息后经由传感器模块生成浓度报文，所述微处理器接收到浓度报文后转为UTF
‑
8字符数组并判断包头和包尾，判断依据为包头至少含有两个字节，判断完成后截取浓度数据位并更新浓度缓存数组。需要说明的是，基于上述系统，能够对浓度信息进行监测报警。
[0010]进一步地，所述微处理器内设定有浓度阈值，且在更新浓度缓存数组之前还需要判断是否超过浓度阈值，判断方法为浓度数据位达到浓度阈值的1%、3%，或浓度数据位变化率达到2%，超过1%浓度阈值时，所述微处理器产生黄色预警信号并传递至报警单元；超过3%浓度阈值时，所述微处理器产生红色预警信号并传递至报警单元。需要说明的是，基于上述系统处理过程，分别通过两个判断标准对浓度信息进行判断，进而提高监测报警的相对精准量。
[0011]进一步地，初始温度监控时，所述微处理器内设定有温度阈值，所述微处理器建立温度报文委托后发送温度请求，所述温度传感器接收到温度请求后采集温度信息并经由传感器模块生成温度字节数组，所述微处理器接收到温度字节数组后判断能否正常转换为字符串，若能，则读取温度字节数组的包头，若不能，则抛弃等待下一循环，所述微处理器读取包头后判断字符串数组长度并读取温度数据，最后微处理器根据温度数据判断是否报警。需要说明的是，基于上述系统，能够对温度信息进行监测报警。
[0012]进一步地，所述微处理器根据温度数据判断是否报警的标准为：温度数据是否超过温度阈值，若是，则报警；或相邻两温度数据的变化梯度超过15%。
[0013]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术通过找出比例、积分、微分三个参数与输入量、输入量变化率之间的模糊关系，并在运行过程中不断检测输入量、输入量变化率根据模糊推理原理来对这三个参数进行在线调节，以确定最适合现场环境的参数范围，进而解决现有站控系统中的PID控制延迟时间长与波动时间长的问题；2、本专利技术通过报警单元针对有气体泄漏或紧急情况发生时，提示工作人员、调度
中心采取一定的措施避免事态升级；3、本专利技术的浓度、温度报警解析过程相较于现有技术中的报警手段更为简单，中间步骤更少，因而判断过程的响应速度更快。
附图说明
[0014]此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为本专利技术系统的结构示意图。
具体实施方式
[0015]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。需要说明的是，本专利技术已经处于实际研发使用阶段。
[0016]实施例1：如附图1所示，一种LNG加气站站控系统，包括依次连接的现场级、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LNG加气站站控系统，其特征在于：包括依次连接的现场级、控制级以及监控级，所述控制级包括PLC控制器；所述现场级用于采集现场仪表信息且与所述PLC控制器信号连接，所述现场级包括压力变送器；所述监控级包括监控系统以及调度中心，所述调度中心与所述监控系统、PLC控制器远程连接，所述监控系统与所述PLC控制器信号连接；所述现场级还包括阀门，所述PLC控制器与所述阀门信号连接且能够用于控制阀门的开度，所述PLC控制器包括PID控制器与模糊调节器，所述PID控制器能够通过模糊调节器实现PID参数的自调节。2.根据权利要求1所述的一种LNG加气站站控系统，其特征在于：PID参数包括：比例p、积分i以及微分d，所述模糊调节器的输入量为压力变送器采集的阀门进口压力的给定值与实际反馈值的偏差e及偏差变化率ec，输出量为阀门的开度信号K。3.根据权利要求2所述的一种LNG加气站站控系统，其特征在于：所述模糊调节器的模糊规则为模糊控制规则表，并依据模糊控制规则表对PID参数进行整定。4.根据权利要求1所述的一种LNG加气站站控系统，其特征在于：所述现场级还包括温度传感器与浓度传感器，所述监控系统包括依次信号连接的传感器模块、数据采集模块、数据传输模块以及微处理器，所述传感器模块与所述温度传感器、浓度传感器信号连接，所述微处理器还信号连接有电源模块、通信模块以及报警单元，所述通信模块与所述调度中心信号连接。5.根据权利要求4所述的一种LNG加气站站控系统，其特征在于：初始浓度...

【专利技术属性】
技术研发人员：王常青，王钟浩，张军，曾天民，张红梅，张翔，
申请(专利权)人：四川凯德源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：