基于plc在氢氧机控制系统的设计

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1、基于PLC在氢氧机控制系统的设计一种氢氧气体发生器压力控制装置，包括安装在氢氧气体发生器出气管路上的氢氧气进气口和氢氧气出气口，该氢氧气进气口和氢氧气出气口之间连通介质筒，该介质筒下部设有两个压力变送器安装接头，该两个压力变送器安装接头上分别安装有压力传感器，百事得DPI701系列压力变送器精巧的外形设计和科学的结构密封方式，稳定可靠的产品性能，满足氢氧发生器对压力变送器的所有工艺要求。本实用新型氢氧气由氢氧气进气口流向氢氧气出气口的过程中，其压力经传压隔离介质隔离后传递至两个气腔，再由两个气腔的压力分别驱动两个压力传感器，起到隔离氢氧气直接接触压力传感器，达到了杜绝氢透、氢脆及回火时

2、压力传感器易失效的目的。氢氧机是生产氢燃料的设备，它采用水电解技术，通电使水分解成氢气和氧气，其中氢气作为燃料，氧气作为助燃剂，是一种高科技绿色环保节能设备。该氢氧机因所产气体为氢、氧分离型，使氢氧机设备应用范围得到极大拓展，不仅局限于通常使用热加工场所，以替代传统乙炔、丙烷、液化气等燃气，用于金属切割、金属气焊，还可以在玻璃制品加工、汽车除碳、车载氢氧机、氢燃料电池、电子化工、食品加工等领域得到广泛应用。由于所产为氢、氧分离气体，在金属切割方面，彻底杜绝氢氧混合气体易“回火”这一技术瓶颈问题，因此，分离式氢氧机在金属切割领域得到更为安全的使用。　　在控制方面，该氢氧机内部采用PLC控

3、制技术，通过PLC硬件组态和程序设计，开发了完整的控制程序，实现设备装置的启停、控制、运行状态参数设定和显示、并具有报警故障查询等功能。外部结合工业触摸屏进行人机界面（HMI）控制，在人机对话上充分考虑了人机界面控制的及时性、完整性和互动性。界面非常友好，使用操作方便醒目直观。　　1.控制方案设计　　1）电解工作原理　　分离式水电解制氢装置是通过直流电解KOH（25%～30%浓度）水溶液产生H2和O2，H2和O2夹带KOH碱液分别进入氢、氧汽水分离器进行汽水分离（在水分子重力作用下进行汽水分离），分离后的碱液通过分离器底端再回流至电解槽（在高压制氢中则需要增加循环泵以完成电解液的回流）

4、。　　水电解制氢电极反应式：　　阴极：4e+4H2O=2H2↑+4OH▔　　阳极：4OH▔=O2↑+2H2O+4e　　总反应式：H2O=H2+1/2O2　　由上述电极反应式可知：产生H+和ＯＨ-离子，其中Ｈ+离子移向电极的阴极面，形成Ｈ２↑，ＯＨ-离子移至电极的阳极面，形成Ｏ２↑。而相应的产气量Ｈ２是Ｏ２的２倍。　　2）液位差控制　　目前分离式电解槽普遍采用压滤式双极性电解槽，内部有多个电解小室组成。电解小室间用石棉布为隔膜材料，而石棉布特性是在浸润的状态下，气体不能通过，只能参与电解的离子可穿透。如隔膜两侧压力不平衡，压力差为±１００ｍｍＨ２Ｏ时，如压力差大于３００ｍｍＨ２Ｏ则会有气

5、体泡通过石棉隔膜，造成氢氧混合；另外，电解后的Ｈ２、Ｏ２输出至汽水分离器上因氢氧分离器底部会呈连通状态。如果氢氧分离器压差过大，很可能使Ｈ２或Ｏ２从压力大的分离器进入另一个分离器。所以，在系统运行时必须控制氢氧分离器的液位使其平衡，使液位保持在规定的范围内，防止由于液位过低而造成Ｈ２、Ｏ２气体混合。液位过高会增加气体排出阻力，引起Ｈ２、Ｏ２侧压力不平衡，造成Ｈ２、Ｏ２气体的互相渗透。　　氢氧液位采用浮球液位计，将液位模拟量转化为数字量４ｍＡ～２０ｍＡ输出，以Ａ/Ｄ模拟数字转换来实现其液位控制。将氢氧采样转换的数字量同过安全栅输入至ＰＬＣ中进行相应的比对处理判断氢氧液位的差值。比例积分和

6、微分运算（ＰＩＤ）判定其液位差值进行平衡处理。针对设备在开机运行状态和停机状态不同情况下，对氢氧两端的液位给予处理。　　a）开机及运行状态　　在开机运行状态下，液位如有下列不平衡情况时则进行平衡处理。　　lＨ２>Ｏ２且Ｈ２-Ｏ２≥１２０ｍｍＨ２Ｏ（液位差值），Ｏ２旁通阀打开，使Ｏ２侧压力减小（Ｏ２氧液位升高），从而使液位差值减小。　　lＯ２>Ｈ２且Ｏ２-Ｈ２≥１１０ｍｍＨ２Ｏ（液位差值），Ｈ２旁通阀打开，使Ｈ２压力减小（Ｈ２氢液位升高），从而使液位差值减小。　　l氢氧均液位（对其液位采集若干次后处理的均值）≤氢氧液位下限值２８０ｍｍＨ２Ｏ时，则设备补水泵以及补水阀打开，进行相应补水。　

7、　l氢氧均液位≤补水液位上限值是３００ｍｍＨ２O，补水泵以及补水阀关闭，停止补水。　　l在进行过程中，当氢氧液位差值》１４０ｍｍＨ２O时，氢高于氧液位，氧旁通阀打开到氢氧液位值低于≤８０ｍｍＨ２O时，氧旁通阀关闭；如氢氧液位差按上述变化时，氢旁通阀打开到关闭。　　b）停机状态　　在停机状态下，氢氧液位可能还会存在一定液位差，也需进行平衡处理。　　lＯ２>Ｈ２时，氢旁通阀打开。　　lＨ２>Ｏ２时，　Ｈ２-Ｏ２≥５０ｍｍＨ２ｏ液位差，氧旁通阀打开，