一种用于氢气充卸柱的接口防护系统的制作方法

本发明涉及氢能源领域，尤其涉及到一种用于氢气充卸柱的接口防护系统。

背景技术：

1、加氢充卸柱是指给对氢管束车进行充装或卸载氢气的设备。加氢充卸柱利用气态氢将氢气从氢管束车进行卸载或对其进行充装，从而实现车辆的加氢或卸氢操作。在加氢过程中，气态氢经过压缩后，通过加氢充卸柱进入管束车的储氢装置。在卸氢过程中，储氢装置中的氢气经过加氢充卸柱释放出来，处理后供应给压缩机或用氢场地的氢燃料电池发动机进行反应产生动力。

2、例如：专利号为202320442657.8的专利文件公开了一种充装系统，包括充氢管路，充氢管路中依次串联设置有用于连接压缩机的第一接口、进氢管路、第一开关、出氢管路、用于连接管束车的第二接口；进氢管路中在第一接口的位置或靠近第一接口的位置设置有第二开关；出氢管路中在第二接口的位置或靠近第二接口的位置设置有第三开关；第一外接管路，第一外接管路与出氢管路连接，并设置有用于连接放散塔管路的第三接口；和/或，第二外接管路，第二外接管路与出氢管路连接，并设置有用于连接氮气吹扫管路的第四接口；出氢管路中还设置有拉断阀。

3、上述专利方案通过不同位置的开关控制不同位置的管路通断，不仅能够方便操作，而且有利于避免氢气浪费，同时也能够避免空气进入管路中产生杂质。其整体结构分控制模块和机械模块，其中机械模块包含管路和阀门两部分。在实际充卸的过程中，通过充卸软管与车辆相连，现有的故障控制是通过单向阀和拉断阀来实行保护操作。

4、由于充卸过程都是在增压环境下进行的，这样就存在一个安全隐患，当管道与车辆连接发生故障但未拉断时即使安装了单向阀，由于罐内与外界的压力差很大，也很容易发生气体泄露引发安全事故。

5、因此，有必要对这样一种结构进行改善，以克服上述缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于氢气充卸柱的接口防护系统，由控制单元来实现充卸气过程的接口防护方案，具有高效及时以及可调的故障反应时间，杜绝气体泄露事故的发生，以提升充卸过程的安全性。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种用于氢气充卸柱的接口防护系统，包括压缩机和充卸柱，压缩机将氢气进行增压处理后压缩到指定压力，充卸柱通过充气管路将氢气输送至氢管束车或通过卸气管路将氢管束车的氢气进行卸载；

4、所述接口防护系统包括控制单元，所述控制单元为单片机，所述单片机的数据输入端与设置在气体管路内的数据采样端通讯连接，所述数据采样端包括压力传感器和流量计，其分别用于检测气体管路内的压力和流量数值，并发送给单片机；

5、在单片机内设有气体管路内的压力和流量的正常阈值区间，当数据采样端发送的压力和流量数值不在正常阈值区间范围时，单片机发送控制信号给控制执行端，所述控制执行端包括分别安装在压缩机、管束车接口和气体管路的控制阀处，控制执行端用于根据控制信号关闭压缩机和控制阀，无论是充卸柱还是管束车，只要是其中任意一端发生异常就能够及时反应关闭所有阀门防止事故发生。

6、进一步的，所述单片机接收到数据采样端发送的压力和流量数值后，采用延时重复判断是否误报，若非误报，单片机发送控制信号发送到控制执行端，控制执行端关闭压缩机和控制阀。

7、进一步的，还包括控制终端，当单片机判断数据采样端发送的压力和流量数值异常时，单片机发送报警信号至控制终端，控制终端控制报警器发出警报。

8、进一步的，所述控制单元为plc，所述plc的数据输入端与设置在氢能源车辆上的数据采集端通讯连接，数据采集端将采集的的信号通过5g芯片进行处理，然后通过超高可靠与低时延通信的urllc将数据传输给接收模块，plc对其进行处理判断，并发送判断结果给上位机。

9、进一步的，所述的plc还连接有上位机，所述上位机连接有报警系统和显示屏，上位机监控数据在显示屏实时显示，监控到异常数据时发出警报，并下发到后端执行切断操作。

10、进一步的，所述上位机的后端连接分别安装在压缩机和气体管路的控制阀处，上位机发送控制信号关闭压缩机和控制阀。

11、综上所述，本发明具有以下有益效果：

12、由控制系统来对充卸过程进行监控防护能更加及时高效地对充卸过程的各项数据进行反馈，能更加及时地做出响应，更好的降低事故风险。

13、由控制系统来对充卸过程进行监控防护能减少工作量，工作人员能直接在站台里面就能看到充卸过程的各部分状态是否正常，当有异常情况时能直观的发现异常原因是什么导致的，可以省去不少的排查工作量。

14、由控制系统来对充卸过程进行监控防护暂行的两个方案各有其优点和适用场景，其中单片机控制方案具有可批量性的特点，成本低，便于安装维护，适用于需求量较大的地方；其中plc控制方案适用于原先就有plc站控系统的地方，只需将其接入进行配置，配置完成即可使用。

技术特征：

1.一种用于氢气充卸柱的接口防护系统，包括压缩机和充卸柱，压缩机将氢气进行增压处理后压缩到指定压力，充卸柱通过充气管路将氢气输送至氢管束车或通过卸气管路将氢管束车的氢气进行卸载；

2.根据权利要求1所述的用于氢气充卸柱的接口防护系统，其特征在于，所述单片机接收到数据采样端发送的压力和流量数值后，采用延时重复判断是否误报，若非误报，单片机发送控制信号发送到控制执行端，控制执行端关闭压缩机和控制阀。

3.根据权利要求2所述的用于氢气充卸柱的接口防护系统，其特征在于，还包括控制终端，当单片机判断数据采样端发送的压力和流量数值异常时，单片机发送报警信号至控制终端，控制终端控制报警器发出警报。

4.根据权利要求1所述的用于氢气充卸柱的接口防护系统，其特征在于，所述控制单元为plc，所述plc的数据输入端与设置在氢能源车辆上的数据采集端通讯连接，数据采集端将采集的的信号通过5g芯片进行处理，然后通过超高可靠与低时延通信的urllc将数据传输给接收模块，plc对其进行处理判断，并发送判断结果给上位机。

5.根据权利要求4所述的用于氢气充卸柱的接口防护系统，其特征在于，所述的plc还连接有上位机，所述上位机连接有报警系统和显示屏，上位机监控数据在显示屏实时显示，监控到异常数据时发出警报，并下发到后端执行切断操作。

6.根据权利要求5所述的用于氢气充卸柱的接口防护系统，其特征在于，所述上位机的后端连接分别安装在压缩机、管束车接口和气体管路的控制阀处，上位机发送控制信号关闭压缩机和控制阀。

技术总结本发明公开了一种用于氢气充卸柱的接口防护系统，包括压缩机和充卸柱，压缩机将氢气进行增压处理后压缩到指定压力，充卸柱通过充气管路将氢气输送至氢管束车或通过卸气管路将氢管束车的氢气进行卸载；接口防护系统包括控制单元、压力传感器和控制阀门，控制单元为单片机，单片机的数据输入端与设置在气体管路内的数据采样端通讯连接，数据采样端包括压力传感器和流量计，其分别用于检测气体管路内的压力和流量数值；在单片机内设有气体管路内的压力和流量的正常阈值区间，当数据采样端发送的压力和流量数值不在正常阈值区间范围时，单片机发送控制信号给控制执行端，控制执行端包括分别安装在压缩机、管束车接口以及充卸气管路的控制阀处，控制执行端根据控制信号控制压缩机及阀门状态。技术研发人员：郑健,刘绍军,黄泽民,李冬梅,潘家康受保护的技术使用者：上海舜华新能源系统有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/12