水電解制氫裝置計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)

【摘要】： 水電解制氫技術(shù)是比較成熟的氫氣獲取技術(shù)之一,具有工藝流程簡單、環(huán)境污染小、氫氣純度高等特點,因而廣泛應(yīng)用在電力、冶煉、化工、食品、電子等行業(yè)。但氫氣具有易燃易爆的危險性,要求裝置安全穩(wěn)定運行,并對突發(fā)事件能夠迅速反應(yīng),因此對水電解制氫裝置的工藝流程和控制系統(tǒng)設(shè)計提出了較高的要求。 隨著計算機控制技術(shù)的發(fā)展,水電解制氫裝置也逐漸采用計算機控制方式,裝置中大量使用自動化儀表、閥門,大大的提高了裝置運行的安全性、可靠性,降低了人工勞動強度。 針對水電解制氫裝置自動控制的設(shè)計與開發(fā)過程中存在的問題,本文作者通過與工藝設(shè)計人員協(xié)作,在總結(jié)先前制氫裝置控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,并參考國內(nèi)外先進(jìn)工業(yè)控制技術(shù),在制氫裝置自動控制的研究與設(shè)計中采用先進(jìn)的軟硬件技術(shù),形成一套完整的自動控制方案,在一定程度上解決了制氫裝置控制系統(tǒng)存在的問題。 通過水電解制氫裝置計算機控制系統(tǒng)的研究開發(fā)和應(yīng)用,得出如下結(jié)論: 1.本文提出的控制策略和程序開發(fā)思路,能夠安全、穩(wěn)定的控制制氫裝置運行。隨動報警、聯(lián)鎖點的設(shè)置,完善的解決了裝置的可靠報警、聯(lián)鎖問題。 2.過程控制程序的結(jié)構(gòu)化子程序設(shè)計方式,使程序具有穩(wěn)定性、連續(xù)性和擴(kuò)展性,提高了程序的維護(hù)性能,縮短了程序維護(hù)時間。 3.兩層結(jié)構(gòu)的水電解制氫裝置計算機控制系統(tǒng)實現(xiàn)了裝置生產(chǎn)過程控制和管理的自動化,提高了生產(chǎn)過程的控制、操作及管理水平,產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。 【關(guān)鍵詞】：水電解制氫 計算機控制系統(tǒng) 過程控制 PID
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TP273.5
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 課題背景及意義8-9
• 1.2 水電解制氫裝置自動化控制技術(shù)的現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 工業(yè)自動化控制技術(shù)現(xiàn)狀9-12
• 1.2.2 水電解制氫自動化控制技術(shù)現(xiàn)狀12
• 1.3 水電解制氫裝置自動控制目前存在的問題12
• 1.4 本文的主要工作12-13
• 1.5 論文的組織結(jié)構(gòu)13-14
• 第二章 水電解制氫裝置工藝設(shè)計及控制要求14-25
• 2.1 水電解制氫原理15-19
• 2.1.1 水電解原理16-17
• 2.1.2 電解液的選擇17
• 2.1.3 電解電壓17
• 2.1.4 電解液的電導(dǎo)率與濃度和溫度的關(guān)系17-18
• 2.1.5 物料衡算18-19
• 2.2 工藝流程19-20
• 2.3 水電解制氫裝置控制要求20-22
• 2.3.1 壓力控制要求20-21
• 2.3.2 溫度控制要求21
• 2.3.3 液位控制要求21-22
• 2.3.4 電解電流控制要求22
• 2.3.5 氫氧純度控制要求22
• 2.3.6 電解液循環(huán)控制要求22
• 2.3.7 安全性要求22
• 2.4 水電解制氫裝置防爆要求22-24
• 2.4.1 氫氣的爆炸性及爆炸范圍22-23
• 2.4.2 爆炸氣體分組和爆炸區(qū)域劃分23-24
• 2.5 小結(jié)24-25
• 第三章 水電解制氫裝置計算機控制策略研究25-32
• 3.1 壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)25-27
• 3.1.1 壓力檢測點的選取25
• 3.1.2 壓力控制點的選取25
• 3.1.3 調(diào)節(jié)閥的選取25-26
• 3.1.4 調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成26-27
• 3.2 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)27-29
• 3.2.1 溫度檢測點的確定27
• 3.2.2 溫度控制點確定27
• 3.2.3 溫度調(diào)節(jié)閥的選取27-28
• 3.2.4 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成28-29
• 3.3 液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)29-30
• 3.3.1 監(jiān)測點的選取29
• 3.3.2 控制點的選取29
• 3.3.3 調(diào)節(jié)閥的選擇29
• 3.3.4 液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成29-30
• 3.4 電解電流的控制30
• 3.5 氫、氧氣體純度監(jiān)測30-31
• 3.6 安全性設(shè)計策略31
• 3.7 小結(jié)31-32
• 第四章 水電解制氫裝置計算機控制系統(tǒng)設(shè)計32-38
• 4.1 計算機控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)32-33
• 4.2 計算機控制系統(tǒng)硬件平臺33-34
• 4.2.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)33-34
• 4.2.2 系統(tǒng)硬件選擇34
• 4.3 計算機控制系統(tǒng)軟件平臺34
• 4.4 計算機控制系統(tǒng)軟件功能設(shè)計34-35
• 4.4.1 過程控制系統(tǒng)35
• 4.4.2 過程監(jiān)控系統(tǒng)35
• 4.5 小結(jié)35-38
• 第五章 水電解制氫裝置計算機控制程序開發(fā)及其應(yīng)用38-59
• 5.1 過程控制程序開發(fā)38-55
• 5.1.1 變量定義38-44
• 5.1.2 程序開發(fā)44-55
• 5.2 過程監(jiān)控程序開發(fā)55-58
• 5.3 小結(jié)58-59
• 第六章 結(jié)論59-60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 發(fā)表論文和科研情況說明63-64
• 致謝64

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