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系統溫度控制 - 基于PLC在氫氧機控制系統的設計

來源:機床電器 作者:秩名2012年08月02日 15:05
[導讀] 4) 系統溫度控制 水的電解過程是一個放熱的過程。隨著電解過程的不斷運行,電解槽內部會連續產生熱量,進而使電解槽的運行溫度持續上升。根據水電

  4) 系統溫度控制

  水的電解過程是一個放熱的過程。隨著電解過程的不斷運行,電解槽內部會連續產生熱量,進而使電解槽的運行溫度持續上升。根據水電解制氫工藝要求,電解槽溫度規定為85℃則為極限溫度,以保證電解槽內部隔膜使用壽命。

  在系統溫度的采樣上,通常在電解槽出口管道上安裝溫度變送器,將檢測的實際溫度經溫度變送器即A/D轉換為4~20mA的標準電信號,輸入至PLC中。在編寫好的控制邏輯程序中利用可編程控制器自帶的普通PID調節子程序,使實際溫度與設定溫度進行比較。如高于設定極限溫度時,輸出控制信號保證設備以故障形式停機。

  當然上述只是較為簡單的溫度極限保護。如需對系統溫度進行控制,則可以使PLC輸出模擬控制信號增大,進而控制系統冷卻水流量調節閥的開度變大,使得冷卻水流量加大,熱交換加速,使得返回電解槽的堿液溫度加速降低,最終使電解槽溫度下降。這種控制能夠保證水電解可在最理想溫度下工作。

  5) 系統壓力

  為保證氫氧機在運行中的安全性,特對設備系統內部最高壓力進行設定。所設壓力變送器放置在氧側,與氫側所加的背壓調節閥產生的壓力進行相應檢測。當系統壓力大于設定壓力時,則設備判定為嚴重故障泄壓停止運行。

  在設備氫、氧出口端采用A/D壓力變送器將采集模擬量輸入至PLC處理為相應的數字量。當氫出口壓力達到氫出口壓力所設上限時,則會控制電解電流下降,使氫產氣量減小,以降低氫出口壓力。反之亦然。

  如氧出口端壓力達到所設置壓力值時,氧放空閥打開,以降低氧出口端壓力。

  在設計上為方便用戶使用,觸摸屏上可對氫、氧出口端壓力設定上下限壓力值,以上限壓力最高不允許超過系統壓力為原則。

  6) 電解電壓控制

  氫氧機產生的氫氣量大小與參與電解電流的大小成正比,所以控制電解電流輸出電流值就可控制氫氣量輸出。為便于設定控制電解電流,在觸摸屏可輸入電解電流百分比,由PLC輸出經D/A轉換輸出的0~10V電壓信號加入電解電源輸入控制端達到控制輸出電流目的。

  2. 系統設計

  為了實現整個系統的控制,特建立以PLC為核心的控制系統。工業觸摸屏顯示系統運行狀態及參數。

  CPIH是歐姆龍PLC產品中一款小型可編程序控制器,能夠控制該設備以滿足自動化控制需求。它具有緊湊的結構、靈活的配置和較強的指令集,使CPIH成為各種控制應用的理想方案。本控制系統需6個數字量輸入和2個數字量輸出(表1),根據系統控制要求,選取CPIH—XA4ODR—A 100作為控制核心,此外還需擴展1個模擬量擴展模塊CPM1A—MAD11。

  表1  輸入輸出信號與輸入輸出點的分配

  表1 輸入輸出信號與輸入輸出點的分配

  為使系統有較好的人機對話界面,實現液位、壓力、溫度等現場參數的設定并輸出各種報警提示信息,選擇信捷觸摸屏顯示口作為顯示設定單元。系統軟件設計流程如圖2。

  3.結束語

  該控制系統充分發揮PLC可靠靈活的優勢,以及觸摸屏友好人機界面功能。實踐證明,系統具有較強的抗干擾能力,操作簡單,在較惡劣的操作現場得到很好應用。

上一頁12

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