当前,随着新能源的发展与应用,新能源的使用在我国备受关注。氢能以其清洁、高效的特性在国际新能源领域占有着举足轻重的地位。传统的制氢法主要采用煤、石油等不可再生能源,生产成本高,对大气环境也有严重影响。相比较而言,铝与水反应制得的氢气储氢密度高、氢气纯度高、反应温度适中、成本低、安全、方便等优点。对于铝水反应制氢装置需要达到安全可靠、连续高效、智能可控制氢,现阶段的制氢装置无法达到以上要求。因此,铝水反应制氢装置控制系统的设计研究对我国制氢行业的应用具有很好的参考价值。本文首先介绍了铝水反应制氢技术以及制氢装置控制系统的现状和发展,并对铝水反应制氢装置控制系统进行了简要介绍,阐述了研究本课题的意义。根据铝水反应制氢装置的工艺流程及控制需求,将制氢装置划分为加料系统、反应釜系统、冷却系统、纯化储存系统及排渣系统几部分进行分析,最后在此基础上结合控制系统需求进行了系统的设计和开发。本制氢装置控制系统的设计及开发主要包括硬件和软件:硬件设计部分主要根据制氢装置总体设计方案、现场工况,对装置各部分要实现的功能及控制要求进行分析,从而确定系统PLC控制器及扩展模块、阀门、泵机、传感器等关键设备的选型。软件设计部分包括上位机控制和下位机执行部分的开发。其中上位机部分的开发是由Win CC组态软件完成触摸屏监控画面,TIA Portal V16软件完成PLC控制程序的编写;下位机执行部分以西门子S7-1500 PLC为主控制器,其扩展模块则是使用ET200SP作为分布式I/O,对整个控制系统中的在线式仪表、泵机类、阀门等进行采集管理;同时,S7-1500 PLC与Win CC之间利用以太网通讯进行数据交换。制氢装置控制系统通过顺序控制、PID控制等策略实现铝水反应制氢装置三个反应釜的加水、加料、冷却、储存、排渣等过程控制,保证了装置安全可靠运行。经控制系统的调试运行表明,所设计开发的铝水反应制氢装置控制系统满足整体的控制要求,制氢装置能够正常工作。本套控制系统的设计开发不仅为制氢装置的操作人员搭建了一个安全可靠的控制平台,也提高了制氢的效率,具有很好的实用价值。