大全制氢控制系统使用说明V1天津大陆制氢公司.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流大全制氢控制系统使用说明V1天津大陆制氢公司.精品文档.大全FDQ-300 /2.5-IV 型水电解制氢设备控制系统使用说明(第一版)天津市大陆制氢设备有限公司TEL: 022-68661784 FAX: 022-686617802009-2-13目 录一、概述1、系统构成1)、PLC(可编程序控制器)2)、上位监控站2、主要技术指标二、上位监控站1、流程显示画面2、数据一览画面3、参数设定画面4、报警信息画面三、触屏操作四、正常开车及停车1、正常开车2、正常停车1、系统维护附录1附录2 天津市大陆制氢设备有限公司022-68661779(技
2、术部)一 概述1、系统构成本制氢设备的控制系统由PLC(可编程序控制器)、触摸屏及上位监控站三部分组成。其中PLC为主要部分。本系统全部的控制逻辑均放置在PLC中,通过PLC的模拟量和开关量输入设备,采集现场数据及状态并根据预置的控制逻辑作出响应,通过模拟量和开关量输出设备完成对控制对象的操作。上位监控站为控制系统的主要人机界面,操作人员通过上位监控站屏幕上显示的数据及状态掌握整个系统的运行情况,并可通过在监控站屏幕与触摸屏上设置的开关、按钮、数值输入域等,控制整个系统的各电气部件的启动、停止,同时随时对系统的控制参数作出修改和调整。为保证上位监控站与PLC之间通讯的可靠性、和传输速度,本系统
3、采用了上位机与PLC及触摸屏通过以Profibus DP方式连接进行通讯的方式。2、主要技术指标2.1 PLC(可编程序控制器)硬件:SIEMENS S7-300型 CPU: CPU312 5块通讯: Profibus DP电缆 DP模块 5 块 32DI RELAY 模块 3块32DO RELAY 模块 2块8AI 模块 10块4AO 模块 5块软件:编程软件 STEP 7 V5.22.2 上位监控站硬件:研华工控机软件:WINCCV5.1二上位监控站上位监控站操作界面由4个图形界面组成。可分为工艺流程、参数设定、数据一览、系统报警、报表等四大类。1)、水电解制氢工艺流程图 1、在该图中包括
4、制氢控制系统的全部工艺流程,主要显示各控制位置的控制状况,既包括各控制参数的具体数据和阀门、泵等工作状态。 点击画面上的参数设定、数据一览、报警信息等会出现与之相对应的窗口,在相应窗口中,可实现相应的控制。2、画面正常运行状态,点击各调节阀会弹出操作及趋势界面。以压力调节窗口为例:点击压力调节阀会弹出如制氢流程1所示“压力调节窗口”及“一号制氢压力趋势”。在压力调节窗口中,可设置PID参数,使阀门调节达到最优化。(设备调试好以后,PID参数已经调到最佳,操作人员不要随便改变参数值)。操作窗口下面的AUTO与MAN按钮为自动与手动调节功能。当为AUTO时,AUTO闪烁,此时人为不能设置阀的开度,
5、阀门为自动调节状态,WALVE SIZE与阀门标度中随时显示阀门开度。当按下MAN时,MAN闪烁,此时为手动调节状态,点击MAN的输入域可以人为设置阀门开度,同时WALVE SIZE与阀门标度中随时显示阀门开度。同时弹出的“一号制氢压力趋势”记录半小时的压力变化趋势,可从趋势图中了解压力的变化趋势。3、画面左上角的“?”为帮助信息,点击后会出现帮助文本,里面有关于设备启停及参数设定等方面的信息。注:设备正常运行时应保持在AUTO状态,MAN为调试过程中使用。 液位调节阀门与温度调节阀门的操作与压力调节阀门一样。不一一赘述。 (图1)2)水电解制氢纯化流程图 1、该图中包括纯化系统的全部工艺流程
6、,图中显示各个塔的温度数据、成品气的微量氧含量和氢气露点值数据的显示以及各个气动阀门的状态显示。3)报警信息画面 该画面中集合了所有制氢及纯化设备的报警信息。在系统各有关参数达到预定的报警、预报警设定值时,该“报警”字样显示,若报警字样显示的同时还闪烁表示蜂鸣器在响。该画面中红色的报警为尚未经确认的报警,此时可点击“复位”按钮,对相关的报警进行复位,复位后改报警变为绿色,说明该报警以消除,仍为红色,说明该报警为仍存在。对于表格中的报警信息,可通过点击相关行后,再点击确认选中的报警按钮对该报警内容进行确认,或点击确认全部报警按钮确认当前未经确认的所有报警。报警被确认后,如报警条件并未消失,则该报
7、警行依然存在,只是报警音消失。如报警条件已消失,则该报警行将不复存在。该画面左部将显示到目前为止的所有报警的累计情况。见图1。该报警画面窗口中包括以下信息:报警出现的日期、时间、持续时间、是否已经确认、什么报警、报警点;当报警出现后,消息文本显示报警原因,可根据此排除报警。报警条目的选择可以点击报警工具栏中滚动条有效后点击工具栏的上下选择按钮即可。(图1)在报警画面中绿色背景的报警行为当前已解除的报警内容。此类报警一旦确认便会消失。4)参数设定画面在此画面上,包括了所有系统正常运行时的各项参数设定值,点击各个输入域可设置报警及连锁值。当设定超限时,会提示你输入的数值超限,槽温上限设定92;槽压
8、上限设定2.5Mpa;分离器液位上限设定1000 mm;分离器液位下限设定1000 mm;分离器液位补水上限设定1000 mm;分离器液位补水下限设定1000 mm;(注:温度上限设定减2为报警值,实际设定值为联锁停车值;液位上限设定减50mm为报警值;液位下限设定加50mm为报警值;实际设定值为联锁停车值;压力上限设定为报警值,框架电接点压力表为联锁停车值)。脱氧器上部温度上上限设定(一般设定在260-350度间)用于脱氧器温度上限报警,此值减去50度为脱氧器上部温度上限设定,用于停加热脱氧器,减70度为脱氧上部温度下限设定,用于启动加热脱氧器;脱氧器下部温度上限设定(一般设定在190-28
9、0度间)用于脱氧器超温报警,同时停加热脱氧塔的接触器;干燥下部温度上上限设定(一般设定在240-340度间)用于干燥器温度上限报警,停加热接触器,干燥器上部温度上上限设定(一般设定在320-360度间)该设定值用于上上限报警,此值减50度为停加热接触器,减70度为启动加热接触器;加热温度点的设定值在仪表柜面板上的温度数显仪表上设定。 画面中各个干燥流程相关气动阀门在纯化调试状态下可以手动控制开关状态,在纯化工作状态下为自动。5)数据一览画面该画面中包含所有制氢及纯化的显示数据信息。(为时时数据)。 6)登录对话框 所有上位画面上均设置有登录按钮,为画面中的一些重要参数设定一定的权限,如要修改参
10、数,点击登录按钮,弹出登录对话框,输入正确的用户名及密码后点击确定后进入管理员权限,可以修改重要参数。三、触屏操作l 制氢系统触屏操作1)、主画面-触屏系统启动后首先出现的画面(如下图)。图4-1该画面包括以下可操作按钮:数据一览-点击进入整个制氢系统的数据显示画面(如图4-2);参数设定-点击进入整个制氢系统的参数设定画面,包括报警点、连锁停车点设定和设备正常运行所需参数的设定等(如图4-3);报警信息-点击进入整个制氢系统的报警画面(如图4-4、4-5);PID调节设定-点击进入整个制氢系统的PID调节及设定画面,包括液位PID、温度PID、压力PID(如图4-6); 2)、数据一览图4-
11、2该画面是对制氢系统数据状态进行实时性观察的画面;该画面除 返回两个按钮外,无其他可操作项;点击返回进入主画面。3)、参数设定1、制氢系统参数设定 各个参数一经设定,基本不需改动。根据具体情况可在允许范围内进行设置。 设置时,点触需要设定的数值栏,弹出数字键盘,输入数据点击回车键,输入有效。图4-34)报警信息1、当各个报警点正常时,文字显示正常。当出现报警时,报警文字显示非正常,文字提示报警。当报警消除返回正常。2、点击左上角报警消息按钮,弹出报警消息画面,画面里记录各报警的详细信息。按返回键返回主菜单,无其它操作。图4-4图4-55)PID调节设定 该环节包括三个分画面:液位调节、压力调节
12、、温度调节。操作方法大体相同。在手动状态下,可以手动设定开度值;其中压力、温度设定值、可在适度范围内连续设定。液位调节中的设定值为氧分离器的实时液位值,故不用设定。图4-6 当参数设定好以后按一下复位按钮,设定的参数会立即生效。l 纯化系统触屏操作1)、主画面-触屏系统启动后首先出现的画面(如下图)。该画面包括以下可操作按钮:数据一览-点击进入整个纯化系统的数据显示画面(如图4-7);参数设定-点击进入整个纯化系统的参数设定画面,包括报警点、连锁停车点设定和设备正常运行所需参数的设定等(如图4-8);报警信息-点击进入整个纯化系统的报警画面(如图4-9);阀门维护 -点击进入整个纯化系统的阀门
13、维护(如图4-10); 2、纯化系统数据一览该画面是对纯化系统所有数据实时性观察的画面;主要是各个塔温度的实时数据显示,在程控柜面板上有干A干B选择按钮,只有当其选择后,上面画面再生塔为 才会显示当前再生塔;该画面除返回按钮外,无其他可操作项;点击返回进入主画面。图4-73、参数设定1、纯化系统参数设定 各个参数一经设定,基本不需改动。根据具体情况可在允许范围内进行设置。 设置时,点触需要设定的数值栏,弹出数字键盘,输入数据点击回车键,输入有效。 4-84.报警信息 点击主画面上的“报警信息”按钮,转到报警信息画面,该画面中记录了纯化系统各报警点,如果正常运行,文本会显示正常,如果出现报警,文
14、本变为提示报警。 当报警排除后按复位按钮,报警文本显示正常,按下消音按钮可以使蜂鸣器停止发声。图4-95.调试/维护 在纯化系统调试状态下可对各个气动阀门手动控制,在工作状态下手动无效。4-10注:此说明仅以一套制氢一套纯化为例,其余几套操作相同。四、正常启停操作1、开车前的准备11、电给配电柜和整流柜供电;闭合配电柜内空气开关;给程控柜和仪表柜供电;仪表柜内部的泵和加热负载供电。12、水121、冷却水检查冷却水是否到位,打开冷却水进口阀。122、原料水检查原料水箱液位,如液位过低,可手动打开其入口阀门。13、气131 压缩空气打开电磁阀箱压缩氮气进口阀门。检查仪表气源压力是否到位,一般需不小
15、于0.5MPa;132 氮气如需氮气置换,打开氮气入口阀。2、开车操作21、如设备内有空气,需用氮气置换,一般要置换3-5次,并确认分离器内应该已经没有空气。22、检查整流柜的本控/远控选择开关,使其在“本控”位置,对其进行复位;检查电流调节旋钮,使其在最小输出位置。23、打开工控机,使工控机进入正常操作界面。 24、通过切换操作界面进入系统参数设定界面以及PID设定界面,检查各设定值的正确性;检查程控柜上的报警灯及上位机报警画面,分析、处理报警事项。打开上位监控站的报警故障画面。检查制氢系统是否符合开车条件。内容主要包括:气源压力下限、槽压上限、槽温上限、液位上下限等内容。如一切正常则可进入
16、下一步;否则画面将出现报警,此时可通过切换报警画面,确认报警点。并根据报警情况到现场解除故障后,再进行开车操作。2.5.槽压调节系统设定为0.5MPa. 槽温调节系统设定为85度.2.6.启动循环泵 碱液流量控制在4-7m3/h.2.7. 逆时针旋转整流柜电流调节旋钮至 0 位. 将整流柜工作状态选择为 稳压 。给整流柜控制电源送电,电源指示灯亮。按下运行按钮,运行指示灯亮。顺时针旋转电流调节旋钮,使直流电压保持在206V。此时电解过程开始,打开氢氧两侧的放空阀,系统运行,分离器液位和槽温开始上升。直流电流随着温度上升而升高。当直流电流达到额定值时,逆时针旋转整流柜电流调节旋钮至 0 位,将整
17、流柜工作状态选择为 稳流 ,顺时针旋转电流调节旋钮,使直流电流保持在6600A以内。.2.8. 当槽温到50,将槽压调节设定为2.5MPa以内。当槽压达到设定压力时,将补水泵开关打在自动位置,将液位联锁开关打在联锁位置。2.9系统达到稳定状态后,整流柜可打到远控位置,操作员画面上通过输入0-100,来调节电流。2.10分析仪手动投入:a.当设备运行1小时后,可以投入分析仪。b.分析仪的投入:先开启取样阀,调节好采样气流量,然后合上程控柜内给分析仪供电的开关,给分析仪供电。2.11 启动纯化设备,纯化设备,如果要启动纯化设备,要先确认是否以达到投纯化设备的先决条件:制氢系统大于2.2Mpa,氢氧
18、纯度合格,纯化系统内已经用氮气置换,. 正常停车顺序3.1停气体分析仪电源和分析气。(手动)3.2 将补水泵开关打在手动位置,停补水泵。3.3逆时针旋转整流柜电流调节旋钮至 0 位,按停止按钮,停整流柜。3.4 关闭氢氧放空阀或送出阀。进行保压。3.5将槽温控制设定为0。这样水阀会完全打开,进行系统降温。 3.6 当氧槽温降低到50时,打开保压阀门将压力控制设定为0.3 Mpa。 3.7 当槽压降到0.3Mpa(长期停车槽压降到0 Mpa)后,停循环泵,已备下次启动。3.8 如长期停车,则停车后需要用氮气置换系统。四、系统维护水电解制氢设备的日常维护保养,是保障系统正常、高效、安全、连续可靠运
19、行的前提,因此应作好日常维护是非常重要的。一)、工艺部分1、电解槽:它是水电解制氢装置中的核心设备,由若干电解小室组成。每个电解小室由阴极、阳极、隔膜及电解液构成。当通入直流电后,水被分解,在阴极产生氢气,阳极产生氧气。1)经常检查氢氧分离器的液位,保持氢氧两侧的压力平衡。根据国内隔膜的质量,氢氧两侧的压力差不应超过5Kpa;否则气体会透过隔膜进入另一侧气体,造成氢氧气混合。酿成严重后果。2) 控制循环碱液的温度,使其保持在规定的范围内(约8590)。3)每4小时测量电解槽的小室电压,每次测量尽量保持恒定的电解温度及电解电流,便于比较。正常情况下各电解小室的电压分布应平衡,其数值一般在1.82
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