賈東輝

摘要：近年來，隨著我國的鋼鐵行業(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)，希望能度過鋼鐵寒冬。同時在國家節(jié)能減排的政策下，我國對焦化行業(yè)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(yè)生產(chǎn)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(chǎn)工藝的優(yōu)化。希望能通過此次研究有助于為我國的經(jīng)濟建設發(fā)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(nèi)的天然氣加注機質(zhì)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(tǒng)，提高工作效率、精度和質(zhì)量。

1.LNG工藝系統(tǒng)設計流程及硬件結構分析

1.1LNG工藝系統(tǒng)設計流程分析

LNG工藝智能化系統(tǒng)采用嵌入式系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)本身是一個相對模糊的定義，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(tǒng)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(tǒng)Ⅲ。簡而言之，其實我們現(xiàn)在所說的嵌入式系統(tǒng)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(tǒng)中所實現(xiàn)的智能控制的系統(tǒng)平臺，而廣義的嵌入式系統(tǒng)就涵蓋了很多方面的內(nèi)容（如本文中的單片機系統(tǒng)、DSP系統(tǒng)等）。早在上個世紀六十年代就開始新興的嵌入式系統(tǒng)，這種先進性的思路被稱為“StoredProgram Control”。同時，經(jīng)過近三十年的進一步發(fā)展，相關系統(tǒng)的發(fā)展進入快車道，嵌入式系統(tǒng)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(jīng)體現(xiàn)出極大的優(yōu)勢和靈活性，電話交換機的控制是首個利用嵌入式系統(tǒng)進行開發(fā)的領域。

1.2 LNG工藝系統(tǒng)硬件結構設計探究

第一，控制系統(tǒng)結構設計

（1）主控制板是整個系統(tǒng)的核心，其通過內(nèi)部的接口和從電路板以及外圍器件相連接，從而實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的精確控制；（2）從電路板只負責對管道中流體的各種狀態(tài)的實時監(jiān)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(nèi)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(nèi)，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(fā)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(shù)據(jù)的上傳，通過將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絀nternet網(wǎng)絡上，遠程主機通過網(wǎng)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(xiàn)三個功能：①發(fā)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(tǒng)程序開發(fā)平臺，采用TKsmdio開發(fā)平臺，這也是嵌入式系統(tǒng)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(zhì)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(fā)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(shù)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(fā)。

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(jīng)常利用變量窗口來實現(xiàn)對各變量數(shù)值的變化的實時監(jiān)測；②利用跟蹤窗口對指令的執(zhí)行狀態(tài)進行隨時定時觀測。這些設置讓以往復雜瑣碎的調(diào)試工作變得人性且簡單，在調(diào)試過程中，經(jīng)常會涉及多個寄存器調(diào)節(jié)的工作，并且寄存器窗口會特別標示已經(jīng)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(fā)平臺會自動生成相應目標文件。

系統(tǒng)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(wěn)定的電力供應是整個系統(tǒng)安全運行的基礎和保障，所以對其的設計是整個系統(tǒng)設計最重要的環(huán)節(jié)，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(tǒng)的額定工作電壓為二十伏，所以根據(jù)系統(tǒng)的運行要求，在設計中首先要將家庭用電轉(zhuǎn)化為20V直流電來給整套設備進行供電，為實現(xiàn)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(zhuǎn)換為20V交流電，再經(jīng)過設計好的整流電路將交流電轉(zhuǎn)化為直流電。

3.結語

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