PLC技術在可再生能源制氫自動化中的應用探索

尚建楠

（新天綠色能源股份有限公司，河北 石家莊 050000）

近年來，科學技術發展的速度一直在不斷加快，在這樣的背景下，PLC技術也獲得了很大程度的優化與完善，將該技術合理有效地應用于可再生能源制氫領域中，能夠有效促進可再生能源制氫的更進一步發展，PLC技術在生產效率、生產成本以及生產安全等方面具有非常突出的優勢，基于此，對此項技術在可再生能源制氫自動化中的應用進行更為深入的探討與研究意義重大。

1 PLC技術概述

1.1 PLC簡介和發展

PLC的中文名稱是可編程邏輯控制器，研發此項技術的主要目的就是為了能夠為工業環境中的應用提供方便，在可編程邏輯控制器中含有微型處理器，是當前階段的一種實現自動化控制的電子系統，可以隨時進行控制指令的寫入，之后便可對其開展運行或者是儲存。PLC的組成部分主要包括電源、CPU、指令、電路以及功能單元等。

PLC經過長期的發展，當下已經能夠有效地滿足現代工業化的實際需求。各個國家對其在研發方面所投入的力度在不斷加大，在這樣的背景下，PLC大型機以及微型機應運而生，并且也相繼產生了多種多樣的特殊功能單元以及功能較為豐富的模塊，一些人機交換界面單元以及信息交換單元被研發出來。PLC技術經過不斷的發展以及完善，同時還有著通過的配套設施，其在工業控制設備中的應用越來越廣泛，并且對其所開展的相關操作也變得越來越方便快捷。

1.2 PLC的特點以及其優勢

PLC的特點主要表現在具有較強的穩定性和可靠性，對其所開展的編程工作較為簡單，功能較為豐富，在實際中的應用更加具有靈活性以及工作效率高等。PLC技術對單片微型計算機的應用較為廣泛，在高度集成方面所具備的優勢較為突出，并且自身具備良好的自我診斷功能，為電路提供強有力的保護，為系統運行的穩定性以及可靠性提供有效的保障；此外，PLC在實際運行的過程中主要受相關程序的控制，運行處理的效率很高，同時其也包含多種標準化編程語言，并且也能夠支持其他一些相應的編程語言，所以應用的范圍是非常廣的。PLC技術在實際中的應用較為方便快捷，只需要應用較為簡單的編程語言系統便能夠開展有關操作，可以有效地調整或者是修改相關既定程序，以此更好地滿足實際需求。

2 PLC技術在可再生能源制氫自動化中的應用

2.1 PLC技術在工業制氫中的實際應用

本文主要列舉實例來描述實際工業制氫開展過程中對PLC技術的應用。將水輸送到系統中后便開始運行，通過對PLC的控制將隔膜泵打開，將水加入加熱緩存罐中，待水的溫度達到90℃后便停止加熱，接下來，將進水管路中的隔膜泵以及電磁閥打開，對其進行第一次的加水，等到反應器的壓力達到了0.01MPa，這時才能夠斷定其中發生了反應，這時需要將制氫系統自動模式打開。在出氫的過程中，出氫速率能夠通過具體加水速率進行相應的調節，在這個過程中，如果反應器的壓力已經達到了0.01MPa，那么便會開始出氫，需要測量出氫的實時溫度，如果實際中的出氫穩定在30℃以上，那么需要控制PLC將系統當中的離心泵以及管帶式冷風器進行開啟，以此開展循環冷卻。其中一些已經冷卻完成的氣液混合物會從換熱器中出來進入到氣液分離器當中進行氣液的分離，通過應用PLC進行分離器液位的檢測。在這當中吸附裝置主要的作用就是能夠進行氫氣中所含有水以及雜質的吸附。如果實際當中的反應器壓力超出了設定兆帕，需要通過PLC控制來打開氫氣泵，將氫氣轉入到氫氣緩存罐中，以此來降低反應器的實際壓力，使其能夠有效地降低為常壓，在這個過程中，需要將氫氣泵關閉。應用質量流量控制器來計算出整個制氫過程的相關參數，例如出氫的速率以及累積量等，為出氫速率的穩定性提供有效的保障。

2.2 PLC技術在工業制氫中的應用

將PLC技術應用到可再生能源制氫的過程中，便能夠實現對相關裝置的自動控制，以此來實現可再生能源制氫的自動化，在一個掃描周期中，PLC技術需要前后開展三個階段，分別為采樣輸入、執行程序以及最后的輸出。在實際可再生能源制氫系統運行的過程中，PLC中的CPU始終都會按照同一個運行速度開展掃描工作。

在此可再生能源制氫實際應用的過程中，閉環控制在自動控制系統中的應用是非常廣泛的，例如，在運行的過程中實現對氫氣泵的有效控制，或者是應用在水加熱控制系統中實現對壓力、流量以及溫度等有效控制，在這些控制中，都廣泛地應用了閉環控制系統。

在實際此可再生能源制氫應用的過程中，將順序控制合理有效地應用到其中，能夠有效地把控制系統整體劃分成多個互相獨立的控制動作，要想能夠為生產的穩定性以及可靠性提供有效的保障，所分解完成的每個動作都會嚴格遵循所規定的先后順序來運行。將順序控制合理有效地應用到制氫系統運行的過程中，能夠在促進制氫過程的穩定性以及制氫效率方面發揮非常良好的效果。

對于此可再生能源制氫實際應用的過程中，PCL系統能夠實現系統中各個部件以及流程的有效監控，同時也能夠在出現故障時，第一時間終止系統的運行，以此有效避免故障的發生而造成的事故，為生產整個過程的安全性提供有效的保障。通過對遠程監控人機交換界面的觀察，相關的工作人員便能夠及時地了解所出現故障的類型以及故障所存在的位置，以此為故障的消除提供便利。

3 PLC在可再生能源制氫自動化應用過程中的注意事項

工作環境：對于實際的工業化工生產來說，其所應用的設備運行環境是比較惡劣的，而要想能夠為PLC高效運行提供有效的保障，就一定要保證其運行環境能夠符合運行需求，所以通過對相關措施的應用來有效改善工業化工生產環境是非常有必要的，以此為PLC的高效運行奠定堅實的基礎。

溫度與濕度：通常來說，適宜的PLC運行環境的溫度為0～55℃，所以實際運行中最好保證PLC的安裝環境有著良好的通風，如果條件允許，增加保溫裝置，并且能夠保證安裝環境不會被陽光直接照射，與熱源遠離。同時，也要保證安裝環境空氣的濕度不超過85%，使空氣能夠長期保持一個沒有凝露的狀態，這樣做的目的是為了增強PLC的絕緣性。

振動：安裝的PLC一定要和較為強烈的振動源互相隔離，并且防止其發生長期的低頻的振動。但是實際對PLC的應用一定是不能夠完全避免振動的發生的，所以一定要應用相應的減震措施，比如，使用塑料腳墊等，這樣才能夠從整體上減少振動對PLC造成的影響。

空氣：需要防止和易燃或者具有腐蝕性的氣體直接接觸，如化學當中的酸堿。化工行業當中的PLC運行環境通常是較為惡劣的，在空氣中存在一些灰塵和腐蝕易燃的氣體，所以最好是將PLC安裝到一個密閉的空間中或者是防爆電器柜中，為其實際的長期穩定運行提供有效的保障。

4 結語

總的來說，將PLC合理有效地應用到可再生能源制氫裝置中，能夠從整體上提高可再生能源制氫裝置的自動化水平，除了可以有效促進可再生能源制氫的整體生產效率外，還可以為生產的安全性以及可靠性提供有效的保障。