[发明专利]撬装式氢气加注装置的控制系统和方法

说明书

技术领域

本申请属于新能源技术领域，特别是涉及一种撬装式氢气加注装置的控制系统和方法。

背景技术

在国家政策支持下，氢能应用迅速发展，燃料电池汽车开始投入市场使用，加氢装置需求越来越大，而氢气属于易燃易爆气体，所以加氢装置必须要安全可靠的运行，控制系统的设计尤为重要。

目前国内撬装式加氢装置控制系统设计虽然能满足正常加氢功能，但在安全和使用上存在不足，主要体现在以下几方面：

1.控制系统只设有一套控制器，同时负责工艺控制和安全控制，但是，控制器处理工艺控制时，信号类型多，数据量大，动作频繁，容易死机或故障，此时加氢装置的安全信号处在无监控状态，存在很大安全隐患或导致安全事故。

2.控制系统控制柜非防爆设计，放置于控制室内，与加氢装置通过电缆连接，增加了电缆成本和现场安装时间。

3.安全控制回路未考虑安全完整性等级，存在因部件本身的功能问题，引起安全事故的风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种撬装式氢气加注装置的控制系统和方法，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请实施例公开一种撬装式氢气加注装置的控制系统，包括工艺控制器和安全控制器，所述工艺控制器连接于启动按钮、压力传感器和温度传感器并接收其信号，所述工艺控制器连接于压缩机、冷却风扇、循环水泵和阀门以控制其工作，所述安全控制器连接于急停信号检测模块、氢气泄露检测模块和火灾检测模块并接收其信号，所述安全控制器连接于工艺控制器、压缩机、阀门、声光报警装置和显示装置以发送控制信号。

优选的，在上述的撬装式氢气加注装置的控制系统中，所述工艺控制器、启动按钮和显示装置设置于工艺控制柜上。

优选的，在上述的撬装式氢气加注装置的控制系统中，所述工艺控制柜的面板上还设置有运行指示灯、停机指示灯、钥匙开关、模式选择开关、故障指示灯、急停按钮、点动按钮、停止按钮和流程选择开关。

优选的，在上述的撬装式氢气加注装置的控制系统中，所述安全控制器设置于安全控制柜内，该安全控制柜内还设置有浪涌保护器、冗余开关电源和安全继电器，所述冗余开关电源连接于安全控制器并为其提供电源，所述浪涌保护器连接于所述冗余开关电源以避免电流浪涌导致冗余开关电源损坏，所述安全继电器设置于安全控制器的连接电路上。

优选的，在上述的撬装式氢气加注装置的控制系统中，所述安全控制柜具有上下间隔设置的第一空间和第二空间，所述浪涌保护器、冗余开关电源、安全控制器和安全继电器设置于第一空间内，所述第二空间内设置有接线端子。

优选的，在上述的撬装式氢气加注装置的控制系统中，所述安全控制柜的面板上设置有复位按钮，该复位按钮连接于所述安全控制器。

相应的，本申请还公开了一种撬装式氢气加注装置的控制方法，启动按钮后工艺控制器接收到启动信号，然后发送信号给电机启动柜启动加氢装置的压缩机、冷却风扇和循环水泵，工艺控制器同时接收工艺管路上的压力温度信号来控制相关阀门开关，安全控制器实时检测急停信号、氢气泄露信号、火灾信号，一旦接收到安全信号，立即停止压缩机运行，关闭管道阀门，触发声光报警同时发送信号给工艺控制器停止加氢装置加注流程，并在显示装置显示报警状态。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1.控制系统设置两套控制器，分别负责工艺控制和安全控制，安全控制器优先级高于工艺控制器，这样能够使加氢装置安全运行得到保障。

2.控制柜采用隔爆和增安防爆设计，集成在加氢装置撬上，现场只需连接动力电缆，大大减少了电缆成本和现场施工周期。

3.安全控制回路设计满足SIL2等级，各部件每小时危险失效概率在10^-7-10^-6之间，保证安全系统的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本发明具体实施例中工艺控制柜的结构示意图；

图2所示为本发明具体实施例中电机启动柜的结构示意图；

图3所示为本发明具体实施例中安全控制柜的结构示意图；

图4所示为本发明具体实施例中安全控制柜的内部结构示意图；