LNG工藝智能化探究

賈東輝

摘要：近年來，隨著我國的鋼鐵行業的日益低迷，一大批靠焦炭生產為主的焦化廠也不得不降低產能，減少生產，希望能度過鋼鐵寒冬。同時在國家節能減排的政策下，我國對焦化行業實行“準入”制度，淘汰了一批小型焦爐，而焦爐煤氣的利用成為救活煉焦企業生產和存活的關鍵所在。加強LNG工藝的智能化應用就比較關鍵，通過從理論層面對LNG進行科學應用，就能保障生產工藝的優化。希望能通過此次研究有助于為我國的經濟建設發展提供技術支持。

關鍵詞：LNG；工藝流程；智能化

0.引言

目前國際上有CNG和LNG兩種方式，相對于CNG，LNG相同體積所攜帶天然氣量是CNG方式所無法比擬的，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越多，就會催生出越來越多的液化天然氣加氣站（LNG加氣站），但是相比較于國外成熟的技術和市場，目前國內的天然氣加注機質量和使用效果卻并不理想，鑒于此在這里設計一種全新的智能化LNG加注系統，提高工作效率、精度和質量。

1.LNG工藝系統設計流程及硬件結構分析

1.1LNG工藝系統設計流程分析

LNG工藝智能化系統采用嵌入式系統，嵌入式系統本身是一個相對模糊的定義，被業內所廣泛秉承的嵌入式系統原則就是：以相應的程序應用為核心，以相關的計算機編輯技術為基礎，輔以可裁剪的軟硬件的工作手段，同時適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統Ⅲ。簡而言之，其實我們現在所說的嵌入式系統是十分狹義的概念，即是基于某一款ARM或者別的嵌入式微處理器所組成的嵌入到整個系統中所實現的智能控制的系統平臺，而廣義的嵌入式系統就涵蓋了很多方面的內容（如本文中的單片機系統、DSP系統等）。早在上個世紀六十年代就開始新興的嵌入式系統，這種先進性的思路被稱為“StoredProgram Control”。同時，經過近三十年的進一步發展，相關系統的發展進入快車道，嵌入式系統開始進入到日常生活的方方面面，如手機、電腦、智能家居等等，已經體現出極大的優勢和靈活性，電話交換機的控制是首個利用嵌入式系統進行開發的領域。

1.2 LNG工藝系統硬件結構設計探究

第一，控制系統結構設計

（1）主控制板是整個系統的核心，其通過內部的接口和從電路板以及外圍器件相連接，從而實現對整個系統的精確控制；（2）從電路板只負責對管道中流體的各種狀態的實時監控，分擔主控制板工作量，并且定時向主控制板反饋實時信息，其和主控制板一樣通過內部所設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置相關的變壓設備將220V電壓控制在工作電壓范圍內，同時為了避免突然斷電導致注氣站無法正常工作，在這里采用鋰離子電池充當備用電源；（4）在加注設備上的LED顯示屏上，分別可以顯示加注量，單價和加注總金額；（5）打印機設備和刷卡器在加注結束后，在主控制板發送的命令下開始打印相關信息和扣除相關款項；（6）3G無線傳輸模塊負責數據的上傳，通過將數據傳輸到Internet網絡上，遠程主機通過網絡獲取相關信息。

第二，寫卡器的結構

除了寫卡器以外的其他硬件只需進行合理的硬件選型，對于寫卡器，其負擔和LNG客戶信息直接掛鉤的重要作用，在辦理會員時，最重要的就是寫卡器設備，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，可以實現三個功能：①發放新會員卡；②對會員卡進行充值；③對異常情況進行處理。

2.LNG模塊化設計探究

系統程序開發平臺，采用TKsmdio開發平臺，這也是嵌入式系統程序設計的主流，編程語言主要為c++、JAVA等。編程是十分繁瑣和精細的工作，為了保證程序質量，相關程序員必須對相應語言非常熟悉，具備很強的相關語言使用能力和理解能力。因為資源占用相對較少、程序運行速率相對較快且速度快，所以通常在編程中會選擇和機器碼最接近的匯編語言。但是，針對不同的CPU，必須要采用不同的匯編語言，因為其共用性很差，所以導致通用性大打折扣，在選擇編程語言時，兼容性是CPU和匯編語言相結合的重要考慮部分。在本次設計中選用C語言進行相關程序的開發工作，因為其融合了很多高效且先進的編程思想，不僅具有十分豐富的函數庫，而且相關匯編語言的功能強且編譯效率高，對于模塊化設計思路是首選編輯語言，利用其強大的模塊化適應能力和兼容性，可以很好的進行本次程序設計開發。

變量窗口設計。在編寫程序中，有很多人性化的設置：①可以經常利用變量窗口來實現對各變量數值的變化的實時監測；②利用跟蹤窗口對指令的執行狀態進行隨時定時觀測。這些設置讓以往復雜瑣碎的調試工作變得人性且簡單，在調試過程中，經常會涉及多個寄存器調節的工作，并且寄存器窗口會特別標示已經改變了的寄存器，在試運行過程中，如果沒有任何錯誤提示后，程序編寫通過，同時TKStudioIDE開發平臺會自動生成相應目標文件。

系統電源的設計。在對電器元件電路進行設計時，首先即開始進行電源設計，穩定的電力供應是整個系統安全運行的基礎和保障，所以對其的設計是整個系統設計最重要的環節，也是開端，設計中主要考慮輸出功率、抗干擾性、便利性、小型化、安全性。

變壓器設計。按照設計的總構思，本套系統的額定工作電壓為二十伏，所以根據系統的運行要求，在設計中首先要將家庭用電轉化為20V直流電來給整套設備進行供電，為實現此目標，必須首先在電路起始端設置合理的整流電路和工頻變壓器，通過工頻變壓器將家庭用電轉換為20V交流電，再經過設計好的整流電路將交流電轉化為直流電。

3.結語

總而言之，在新的科學技術發展下，加強對LNG工藝智能化的技術升級優化，對實際的應用效率水平就能有效提高，保障能源的節約以及環境保護目標的實現。通過此次理論研究，希望能有助于實際系統技術的作用發揮，為實際工作優化有所裨益。