基于PLC的水电解制氢装置温度控制.pdf

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1、·电气与自动化·童金钟。等·基于PLC的水电解制氢装置温度控制基于PLC的水电解制氢装置温度控制童金钟，石成江，褚义彬，孔庆伟(1．辽宁石油化工大学机械工程学院。辽宁抚顺113001；2．抚顺市安全生产教育中心。辽宁抚顺113001)摘要：随着国家对新能源的开发和推广，氢气作为清洁能源和工业气体被广泛应用到各个生产领域。水电解制氢具有工艺简单、高效环保的特点，是工业制氢的常用方法。由于氢气生产环境易燃易爆的特点．要求制氢设备在生产中必须运行稳定、安全可靠。PLC作为自动化控制装置，具有功能齐全，稳定可靠。抗干扰性强等特点。被广泛应用于各

2、个领域。课题选择PLC+上位机的方式，针对某厂的中压水电解制氢设备，设计了温度自动控制系统。介绍了中压水电解制氢装置的换热原理和温度控制流程，利用PLC的PID运算控制功能保证槽温维持在设定范围内．以满足制氢装置的工艺要求，并通过上位机进行实时监控。关键词：制氢设备；温度控制：可编程控制器中图分类号：TP273文献标志码：B文章编号：1671—5276(2015)06．0176—03TemperatureControlofHydrogenEquipmentBasedonPLCTONGJinzhong，SHIChen~iang，CHUYi

3、bin，KONGQingwei(1．collegeofMechanicalEngineering，LiaoningShihuaUniversity，Fushun113001，China；2，FushunProductionSafetyEducationCenter．Fushun113001，China)Abstract：Withthedevelopmentandpromotionofnewenergysourceinchina．hydrogeniswidelyusedasakindofcleanenergyandindustrialga

4、sintheindustrialproduction．Waterelectrolyticprocesswithsimpletechnology，higheficiencyandenvironmentalprotectionisacommonmethodofindustrialhydrogenproduction．PLCisusedasaautomaticcontroldevice，whichischaracteristicofanti—interferenceabilityandperfectreliability．Consequent

5、ly，itcanbealmostusedinallindustrycontrolfields．ThecontrolsystemwithPLCandPCisdesignedforthewaterelectrolysishydrogengenemtingplant．Thispaperintroducestheheat—exchangeandtem-peraturecontrolprincipleofthehydrogengeneratingsystem．PIDcontrolerwithPLCisusedtomaintainthetankte

6、mperaturewithinthelogicalrange．Itmeetsthetechnologicalrequirementsofthehydrogenproductionandtheindustrialcontrolcomputerisusedtosuperviseandcontroltheproductionprocess．Keywords：hydrogenequipment；temperaturecontrol；PLC力作用，氢气和氧气分别与碱液分离并进入气水分离器，0引言经过冷却分离碱液后通过调节阀控制分别输出，进入后续生

7、产系统。在多晶硅工业生产中常常需要高纯氢气作为还原剂，与气体分离的碱液在碱液循环泵的牵引作用下，先进水电解产生的氢气不但纯度高而且高效无污染，因而在多人碱液过滤器除去机械杂质．然后进入碱液冷却器进行换晶硅企业中被广泛应用。由于水电解制氢生产工艺对制热冷却，接着重新注入电解槽继续电解循环。整个工艺流氢设备的安全性要求很高，对设备的可靠性和自动化监控程如图1所示。尤为重要。PLC在工业自动控制中具有较强的可靠性、抗1．2温度对水电解制氢设备的影响干扰性和数据通讯。以PLC为核心的控制系统能够实现对制氢设备的运行自动化和远程监控，且满足生产工

8、艺各电解槽中的基本化学反应方程式为：项要求阴极：4e一+4H，O=2H，T+40H一阳极：40H一=0，T+2H，O+4e一1水电解制氢装置的介绍总反应式：2H，O=2H，T+0，T+热量Q由上述反应方程式