1、電解水制氫工藝描述電解水生產氫氣氧氣是一個比較成熟的工藝。其主要組成部分有：電解槽、氣水分離罐、 加堿罐、洗滌罐、脫水罐、緩沖罐、冷卻水箱等，電氣、儀表及配套的設備元器件主要有： 直流電解電源（簡稱電解電源）、電源冷卻循環泵（簡稱電源冷卻泵或電源泵）、電解液循 環泵（簡稱循環泵）、電解系統冷卻循環泵（簡稱電解冷卻泵或冷卻泵）、補水泵、電磁閥、 壓力變送器、溫度變送器、差壓變送器、流量計、壓力表、減壓閥、回火防止器、純凈水生 產裝置等。電解水制氫工藝流程示意圖見圖1。融二T 口nMu氫泵績加堿疏<1渴幡氯氣 跳水討嬴漕班凈水氯氣洗滌鼾氧氣洗滌罐來氧系藐1氧寂分滴電痢I電韭箱切7F相圖1電解

2、水制氫工藝流程示意圖壓力的單位為Mpa,小數點后面保留3位。差壓的單位為kPa,小數點后面保留2位，流 量單位為m3/h,小數點后面保留2位。溫度的單位為°C,小數點后面保留1位,累計流量的 單位為m3,小數點后面保留1位，累計工作時間的單位為h,小數點后面保留1位。所有的電磁閥均為電開閥，通電開啟，斷電關閉。一、電解電源DDY電源冷卻泵DLB循環泵XHB及冷卻泵LQB空制表1電解系統與冷卻系統對應輸入輸出關系表信號來源控制內容說明輸入編號信號來源名稱輸出編#控制對象名稱AI1 (PT101)氫氣壓力FHDO1DO2（開關量）電解電源DDY 電源冷卻泵DLB 循環泉XHB 冷卻泵LQ

3、B根據氫氣壓力Ph控制電解電源 DDY電源冷卻泵DLB和循環泉 XHB勺啟停。根據系統溫度Te 控制冷卻泵LQB的啟停。AI2 (TT101)系統溫度Te （電解液溫度）1、氫氣壓力Ph由壓力變送器PT101變送為420mA直流信號，根據氫氣壓力Ph控制電 解電源DDY（電解電源DDY由一個開關量信號控制運行與停止）、電源冷卻泵DLBft循環泵XHB（電源冷卻泵DLB和循環泵XHBt電解電源DDYW步受氫氣壓力Ph控制）的通斷，氫氣壓 力可以在觸摸屏上設置：氫氣壓力上限設定值（簡稱壓力設定上限）Phh的設置范圍03.00Mpa（參考值0.40Mpa）;氫氣壓力下限設定值（簡稱壓力設定下限）PH

4、l的設置范圍03.00MPa參考值0.35Mpa）。 參考值就是第一次開機設置時（或者長時間斷電數據丟失時）推薦使用的數值。Q）當氫氣壓力Ph高于壓力設定上限Phh, Ph> Phh, DO1 俞出為OFF,電解電源DDY電源泵 DLB和循環泵XHB亭止運行；氫氣壓力Ph低于壓力設定下限PHl, Ph<FHl, DO1輸出為ON,電解電源DDY電源泵DLB 和循環泵XHB!電運行。2、當電解系統溫度（實際為電解系統電解液的溫度，簡稱電解溫度）Te由溫度變送器TT101 變送為420mA直流信號，根據電解溫度 Te控制電解電源DDY勺通斷，電解溫控溫度可在觸 摸屏上設置：O電解系統溫

5、度上限設定值（簡稱電解溫控上限）Teh設置范圍5595。C（參考值90。C）;電解系統溫度下限設定值（簡稱電解溫控下限）Tel設置范圍5090° C（參考值85° C）。當電解系統溫度Te超過電解溫控上限Teh, Te>Teh,發出報警信號，DO9俞出為ON同 時DO1輸出為OFF電解電源DDY電源泵DLB和循環泵XHB亭止運行，但這時其他系統繼續 正常工作。為當電解系統溫度Te低于電解溫控下限Tel, Te<Tel,解除報警，DO9為OFF電解系統 恢復正常工作。3、根據電解溫度Te控制冷卻泵LQB的通斷，冷卻溫控溫度上下限可在觸摸屏上設置：電解冷卻溫度上限設

6、定值（簡稱冷卻溫控上限）Tch設置范圍3090。C（參考值900 C）;電解冷卻溫度下限設定值（簡稱冷卻溫控下限）Tcl設置范圍3090° C（參考值85° C）。 （3當電解溫度Te超過冷卻溫控上限Tch, Te>Tch, DO2俞出為OFF冷卻泵LQB亭止運行。為當電解溫度Te低于冷卻溫控下限Tcl, Te< Tcl,解除報警，DO9為OFF電解系統恢復 正常工作。電解與冷卻控制流程框圖如下：、氣水分離罐補水控制表2氣水分離罐補水控制對應輸入與輸出關系表信號來源控制內容說明輸入編號信號來源名稱輸出編號控制對象名稱DI1 (L1L )氫氣加堿罐液位下限DO3D

7、O4氫氣加堿罐補水電磁閥BV1氫氣加堿罐補水電磁閥BV2根據氫氣加堿罐和氧氣加堿 罐液位控制氫氣加堿罐補水 電磁閥BV1和氧氣氣加堿罐 補水電磁閥BV2的開閉DI2 (L1H)氫氣加堿罐液位上限DI3 (L2L)氧氣加堿罐液位下限DI4 (L2H)氧氣加堿罐液位上限氫氣加堿罐和氧氣加堿罐各安裝了一套液位開關，控制補水電磁閥 BV1和BV2氫氣加 堿罐液位開關的下限接點為L1L （對應數字量輸入編號為DI1）,氫氣加堿罐液位開關的上限 接點為L1H （DI2）,氧氣加堿罐液位開關的下限接點為 L2L （DI3）,氧氣加堿罐液位開關的 上限接點為L2H （DI4）。1、補水電磁閥BV1、BV2的開

8、閥條件（同時開閥）液位開關L1L接通（DI1為ON或者液位開關關L2L接通（DI3為ON , DO3 DO4輸 出為ON同時打開補水電磁閥 BV1和BV22、補水電磁閥BV1、BV2的關閥條件（分別關閥）當加堿罐的液位開關L1H斷開（DI2為OFF時，DO3俞出為OFF關閉補水電磁閥BV1。 當加堿罐的液位開關L2H斷開（DI4為OFF時，DO4俞出為OFF關閉補水電磁閥BV2 3、氫氣加堿罐的液位狀態顯示三種：低液位、正常、高液位低液位：液位開關L1L接通（DI1為ON ） +液位開關L1H接通（DI2為ON 。正常：液位開關L1L斷開（DI1為OFF +液位開關L1H接通（DI2為ON 。

9、高液位：液位開關L1L斷開（DI1為OFF +液位開關L1H斷開（DI2為OFF 。4、氧氣加堿罐的液位狀態顯示三種：低液位、正常、高液位低液位：液位開關L2L接通（DI3為ON ） +液位開關L2H接通（DI4為ON 。正常：液位開關L2L斷開（DI3為OFF +液位開關L2H接通（DI4為ON 。高液位：液位開關L2L斷開（DI3為OFF +液位開關L2H斷開（DI4為OFF 。氣水分離罐補水流程框圖如下：、補水泵BSB及補水電磁閥BV3 BV4控制氫氣洗滌罐和氧氣洗滌罐上分別安裝了一套液位開關，氫氣洗滌罐上的液位開關的下限 開關為L3L（DI5）、上限開關為L3H（DI6），氧氣洗滌罐上

10、的液位開關的下限開關為 L4L（DI7）, 上限開關為L4H （DI8）,用于控制補水泵 BS評口補水電磁閥BV3 BV4表3洗滌罐補水控制輸入與輸出對應關系表信號來源控制內容說明輸入編號信號來源名稱輸出編號控制對象名稱DI5 (L3L)氫氣洗滌罐液位下限 （下限為低液位）DO5DO6DO7氫氣洗滌罐補 水電磁閥BV3 氧氣洗滌罐補 水電磁閥BV4 補水泵BSB根據氫氣洗滌罐液位，控制補 水泵BSB啟停和氫氣洗滌罐 補水電磁閥BV3氧氣洗滌罐 補水電磁閥BV4的開閉DI6 (L3H)氫氣洗滌罐液位上限 （上限為高液位）DI7 (L4L)氧氣洗滌罐液位下限DI8 (L4H)氧氣洗滌罐液位上限1、

11、開泵條件和開閥條件（泵和兩個補水電磁閥同時打開）L3L的下限開關（DI5）和L4L的下限開關（DI7）任意一個接通或者兩個全部接通，接通補水泵電源（DO7為ON ,同時打開補水電磁閥 BV3 BV4 （DO5 DO勃ON 。2、關閥和關泵條件當氫氣洗滌罐高液位接點L3H （DI6）斷開，關閉補水電磁閥 BV3 （DO5為OFF 當氧氣洗滌罐高液位接點L4H （DI8）斷開，關閉補水電磁閥 BV4 （DO勃OFF 當兩個電磁閥BV3 BV4全部關閉后，關閉補水泵（DOT% OFF 。3、氫氣洗滌罐的液位狀態顯示三種：低液位、正常、高液位低液位：液位開關L3L接通（DI5為ON ） +液位開關L3

12、H接通（DI6為ON 。 正常：液位開關L3L斷開（DI5為OFF +液位開關L3H接通（DI6為ON 。高液位：液位開關L3L斷開（DI5為OFF +液位開關L3H斷開（DI6為OFF 。 4、氧氣洗滌罐的液位狀態顯示三種：低液位、正常、高液位低液位：液位開關L4L接通（DI7為ON ） +液位開關L4H接通（DI8為ON 。 正常：液位開關L4L斷開（DI7為OFF +液位開關L4H接通（DI8為ON 。高液位：液位開關L4L斷開（DI7為OFF +液位開關L4H斷開（DI8為OFF 。 洗滌罐補水流程框圖如下：1DO5為ON,BV3開啟1DO6為ON,BV4開啟1DO7為ON,BS所啟0

13、DO5為 OFF,BV3關閉氧氣與氫氣壓力的差壓 Pd由壓力變送器PdT101變送為420mA直流信號，根據差壓Pd 控制排氧電磁閥PV1的通斷。表4排氧電磁閥PV1控制輸入與輸出對應關系表信號來源控制內容說明輸入編號信號來源名稱輸出編號控制對象名稱AI3氧氣與氫氣的壓 差 Pd （A P）DO8降壓排氧電磁閥PV1根據氧氣與氫氣的壓差Pd,控制 降壓排氧電磁閥PV1的開閉Pd=氧氣壓力-氫氣壓力，排氧所需的差壓上限設定值（簡稱壓差設定上限）PdH和排氧差壓下限設定值（簡稱壓差設定下限）可以在觸摸屏上設置：壓差設定上限PdH的設置范圍為-3kPa +3kPa,參考值0.50kPa；壓差設定下限

14、 出的設置范圍為-3kPa +3kPa,參考值-0.50kPa）;Q）當差壓Pd超過壓差設定上限PdH, Pd>FdH, DO8俞出為ON排氧電磁閥PV1開啟。當差壓Pd低于壓差設定下限P% Pd>%, DO8俞出為OFF排氧電磁閥PV1關閉。報警壓差設定值PdA的設置范圍為3.00 5.00kPa,參考值3.50kPa,當氧氣與氫氣的差壓Pd的絕對值| Pd | >PdA,發出報警信號，DO她ON DO1為OFF 差壓調節系統流程框圖如下：五、瞬時流量與累計流量氫氣的流量Q由流量變送器FT101變送為420mA直流信號，要求在觸摸屏上顯示瞬時流量Q和累計流量CAo表5氫氣流

15、量信號與輸入輸出對應關系表信號來源控制內容說明輸入編號信號來源名稱輸出編號控制對象名稱AI4流量變送器FT101無無顯示瞬時流量Q和累計流量CA六、報警顯示、記錄與查詢要求在觸摸屏設一個報警記錄查詢頁面，將所有報警按時間順序記錄下來，在觸摸屏上 能夠查閱，存儲器記錄滿了，循環抹除前面的記錄，另外在該頁面設一個報警消除按鈕，按 一下消除按鈕，停止報警，DO9為OFF但若仍然滿足報警條件，間隔60秒，繼續報警（DO9 為ON 。為了防止處于報警臨界點時繼電器頻繁動作，以及干擾引起的報警，要求滿足報警條件 達到3秒以上，才能發出報警信號（DO刻ON ,同一個報警源每兩次報警之間需要間隔 3 秒，也就

16、是說，當報警條件消除后，報警自動消除，如果又達到報警條件，至少延遲 3秒才 能再次報警，如果是人工消除報警，同一報警源需要延遲60秒才能再次報警。1、當氫氣壓力Ph> （FHH+0.05MPa時報警，DO她ON同時DO1為OFF報警時顯示的 報警名稱為“氫氣壓力過高”。2、當系統溫度（AI1）超過溫度設定上限時報警，報警名稱為“電解液溫度過高”3、當氫氣加堿罐液位過低，同時氧氣加堿罐液位過高時報警，DO刻ON , DO1為OFF因為加堿罐與氣水分離罐連通，加堿罐與氣水分離罐的液位完全相同，報警名稱為“兩個氣 水分離罐水位相差過大（氧高氫低）”4、當氧氣加堿罐液位過低，同時氫氣加堿罐液位過

17、高時報警，DO刻ON , DO1為OFF報警名稱為“兩個氣水分離罐水位相差過大（氧低氫高）”。5、當氫氣洗滌罐液位過低，同時氧氣洗滌罐液位過高時報警，DO耿ON同時切斷電解電源，DO1為OFF報警名稱為“兩個洗滌罐水位相差過大（氧高氫低）”。6、當氧氣洗滌罐液位過低，同時氫氣洗滌罐液位過高時報警，DO她ON DO1為OFF報警名稱為“兩個洗滌罐水位相差過大（氧低氫高）”。7、當氧氣與氫氣的差壓Pd的絕對值大于報警差壓設定值 PdA, I Pdl > Ra,發出報警信號， DO她ON DO1為OFF報警名稱為“氫氧壓力相差過大。8、當大功率直流電解電源DDY出現故障，電解電源DDYX來一個

18、故障信號（DI13為ON, 發出報警信號，DO耿ON同時關閉電解電源，DO1為OFF報警時顯示的報警名稱為“直流 電解電源故障”。報警流程框圖如下:電源故障（DDY）, DI13為ON七、PLC主頁面顯示內容B5-0 .,國度限上限%且F涮窿收比下限S5.0 * C運行虻時時姑斕低力。36m的線上便040出日壓力跳下版035明鹿既跳士15 kPa小冷卻系輪腳實時汛度- 5." c砂嬋定點St'.O * c軸跳下他70.0 5HB畸列,55。%底WT耦氫帙質差S3 khiSim#0.50 妣關閉妙離儺椎柱正常郡遭翻魏正月麟湖穌慎E菖銀樵*砒正常林嘛減氧加蹄水冏美牙:拿分前水網關

19、閉相蟋#水網啟動靠洗滌補水附關閉煤二斜謠押橫耐累的螭沖卻水泵運行且晚卻櫬運行4U運行第計工作的雕巾幅片2歐然廠曲解專動里沁停止家等實時顯示主畫面設百犯警 的勢八、氫氧分離系統I/O點表1、模擬量（AI）輸入共計4點，見表5表5、模擬量輸入（AI）點表廳P數量信號來源及種類安裝位置說明11壓力變送器PT101氫氣氣水分離器上部氫氣系統壓力，里程 01.0MPa21溫度變送器TT101氧氣氣水分離器頂部電解系統溫度，量程0150° C31差壓變送器PdT101兩個氣水分離器之間制氣與氧氣的壓差，里程-5kPa+5kPa41流量變送器FT101脫水罐后氫氣管道上氧氣流里，瞬時流里里程 0-

20、45m合計4全部為420mADC標R準信號2、數字量輸入（DI）共計14點，見表6表6、數字量輸入（DI）點表廳P數量信號來源安裝位置說明11來自液位計L1氫氣系統的加堿罐上液位過低，低液位接點L1L接通21來自液位計L1氫氣系統的加堿罐上液位過高，高液位接點L1H斷開31來自液位計L2氧氣系統的加堿罐上液位過低，低液位接點L2L接通41來自液位計L2氧氣系統的加堿罐上液位過高，高液位接點L2H斷開51來自液位計L3氫氣系統的洗滌罐上液位過低，低液位接點L3L接通61來自液位計L3氫氣系統的洗滌罐上液位過高，高液位接點L3H斷開71來自液位計L4氧氣系統的洗滌罐上液位過低，低液位接點L4L接通

21、81來自液位計L4氧氣系統的洗滌罐上液位過高，高液位接點L4H斷開91來自電解循環泵接觸器控制箱內電解循環呆運fr,接t惴KM輔助觸汨加10 ：1來自電解冷卻泵拗惴控制箱內r電解冷卻泵運行，接t惴km2甫助觸汨加1111來自電源冷卻泵拗惴控制箱內r電源卻泵運就接m器KM3I助觸汨加121來自補水泵接觸器控制箱內補水泵運化 接M器KM觸助觸頭接a131來自直流皿解電源DDY直流電解電源箱直流電解電源DDYJ章，電源故障觸點接通1141流量變送器脫水罐后氫氣管道上:流量變送器發出流量冰沖信號，用于累諾宛量:合計143、模擬量輸出（AO）本次沒有使用。4、數字量輸出（DO）共9點，見表7表7、數字量

22、輸出（DO點表廳P數量信號用途安裝位置說明11（1）控制大功率直 流電解電源DDY （2）控制電解液 循環泉XHB, 控制電源冷卻 水循環泉（簡稱電 源泉）DLB直流電解電源本體 上預留了一個控制接點循環泉XH眩裝在 電解液循環管道上電源冷卻泵DLB安 裝在電解電源DDYK冷 系統的管路上。當氫氣壓力（AI1） Ph低于壓力設定卜 限PHl時，電解電源DDY1行，開始電解， 同時接通循環泉XHB電源冷卻泵DLB的 電源（DO1為ON當氫氣壓力高于壓力設定上限時，電 解電源DY停止輸出電流，同時關閉循環泵 XHB電源冷卻泵DLB的電源（DO1為OFF21控制電解冷卻水 循環泉（簡稱冷卻 泵）LQ

23、B電解冷卻水循環泉（筒 稱冷卻泵）安裝在電解 冷卻水循環管路上。當電解溫度（AI3）Te超過冷卻設定上限時， DO刻ON接通冷卻泵LQB當電解液溫 度低于冷卻設E限時，DO刻OFF關閉 冷卻泵LQB的電源。31控制氫氣氣水分 離罐補水電磁閥 BV3BV3安裝在氫氣氣水分 離罐與氫氣洗滌罐之間 的管道上當氫氣氣水分離罐和氧氣氣水分離罐 低液位接點任意一個或兩個同時接通時， 同時打開 BV3 BV4 （DO3 DO4為 ON 。當氫氣氣水分離罐高液位接點斷開 時，關閉氫氣補水電磁閥BV3 DO縱OFF,41控制氧氣氣水分 離罐補水電磁閥BV4安裝在氧氣氣水分 離罐與氧氣氣體洗滌罐BV4之間的管道上

24、當氧氣氣水分離罐高液位接點斷開時，關閉氧氣補水電磁閥BV 4 DO秋OFF。51控制補水泵BSB安裝在氫氣和氧氣洗滌 罐補水管路上。當氫氣和氧氣洗滌罐低液位接點任意 一個或兩個同時接通時，同時打開補水泵 BSB BV1、BV2（ DO5 DO6 DO7同日訪 ON。當氫氣洗滌罐高液位接點斷開時，關 閉氫氣洗滌罐補水電磁閥BV 1DO劃OFF當氧氣洗滌罐高液位接點斷開時，關 閉氫氣洗滌罐補水電磁閥BV2 DO/% OFF 當兩個洗滌罐高液位接點全部斷開時，關 閉補水泵BSB （DO5為OFF 。61控制氫氣洗滌罐 補水電磁閥BV1BV1安裝在氫氣洗滌罐 與補水泵之間的管道上71控制氧氣洗滌罐 補水電磁閥BV2BV2安裝在氧氣洗滌罐 與補水泵之間的管道上81氧氣降壓排氣電磁閥PV1氧氣降壓排氣電磁閥 PV1安裝在氧氣氣水分 離器后面的排氣管道上 Pd=|V壓力-氫氣壓力當壓差Pd大于壓差設定上限，打開降 壓排氣電磁閥PV1 （DO8為O