[發(fā)明專利]撬裝式氫氣加注裝置的控制系統(tǒng)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710043931.3
• 申請(qǐng)日: 2017-01-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107044585A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏蔚;施海濤;況開(kāi)鋒;陳曉晶;郭道峰;王凌坤;惠昱軒;李會(huì)森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張家港富瑞氫能裝備有限公司;張家港富瑞特種裝備股份有限公司
• 主分類號(hào): F17C13/02
• 分類號(hào): F17C13/02
• 代理公司: 蘇州市港澄專利代理事務(wù)所(普通合伙)32304
• 代理人: 馬麗麗

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)屬于新能源技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種撬裝式氫氣加注裝置的控制系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

在國(guó)家政策支持下，氫能應(yīng)用迅速發(fā)展，燃料電池汽車開(kāi)始投入市場(chǎng)使用，加氫裝置需求越來(lái)越大，而氫氣屬于易燃易爆氣體，所以加氫裝置必須要安全可靠的運(yùn)行，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)尤為重要。

目前國(guó)內(nèi)撬裝式加氫裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)雖然能滿足正常加氫功能，但在安全和使用上存在不足，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

1.控制系統(tǒng)只設(shè)有一套控制器，同時(shí)負(fù)責(zé)工藝控制和安全控制，但是，控制器處理工藝控制時(shí)，信號(hào)類型多，數(shù)據(jù)量大，動(dòng)作頻繁，容易死機(jī)或故障，此時(shí)加氫裝置的安全信號(hào)處在無(wú)監(jiān)控狀態(tài)，存在很大安全隱患或?qū)е掳踩鹿省?/p>

2.控制系統(tǒng)控制柜非防爆設(shè)計(jì)，放置于控制室內(nèi)，與加氫裝置通過(guò)電纜連接，增加了電纜成本和現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)間。

3.安全控制回路未考慮安全完整性等級(jí)，存在因部件本身的功能問(wèn)題，引起安全事故的風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種撬裝式氫氣加注裝置的控制系統(tǒng)和方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

本申請(qǐng)實(shí)施例公開(kāi)一種撬裝式氫氣加注裝置的控制系統(tǒng)，包括工藝控制器和安全控制器，所述工藝控制器連接于啟動(dòng)按鈕、壓力傳感器和溫度傳感器并接收其信號(hào)，所述工藝控制器連接于壓縮機(jī)、冷卻風(fēng)扇、循環(huán)水泵和閥門以控制其工作，所述安全控制器連接于急停信號(hào)檢測(cè)模塊、氫氣泄露檢測(cè)模塊和火災(zāi)檢測(cè)模塊并接收其信號(hào)，所述安全控制器連接于工藝控制器、壓縮機(jī)、閥門、聲光報(bào)警裝置和顯示裝置以發(fā)送控制信號(hào)。

優(yōu)選的，在上述的撬裝式氫氣加注裝置的控制系統(tǒng)中，所述工藝控制器、啟動(dòng)按鈕和顯示裝置設(shè)置于工藝控制柜上。

優(yōu)選的，在上述的撬裝式氫氣加注裝置的控制系統(tǒng)中，所述工藝控制柜的面板上還設(shè)置有運(yùn)行指示燈、停機(jī)指示燈、鑰匙開(kāi)關(guān)、模式選擇開(kāi)關(guān)、故障指示燈、急停按鈕、點(diǎn)動(dòng)按鈕、停止按鈕和流程選擇開(kāi)關(guān)。

優(yōu)選的，在上述的撬裝式氫氣加注裝置的控制系統(tǒng)中，所述安全控制器設(shè)置于安全控制柜內(nèi)，該安全控制柜內(nèi)還設(shè)置有浪涌保護(hù)器、冗余開(kāi)關(guān)電源和安全繼電器，所述冗余開(kāi)關(guān)電源連接于安全控制器并為其提供電源，所述浪涌保護(hù)器連接于所述冗余開(kāi)關(guān)電源以避免電流浪涌導(dǎo)致冗余開(kāi)關(guān)電源損壞，所述安全繼電器設(shè)置于安全控制器的連接電路上。

優(yōu)選的，在上述的撬裝式氫氣加注裝置的控制系統(tǒng)中，所述安全控制柜具有上下間隔設(shè)置的第一空間和第二空間，所述浪涌保護(hù)器、冗余開(kāi)關(guān)電源、安全控制器和安全繼電器設(shè)置于第一空間內(nèi)，所述第二空間內(nèi)設(shè)置有接線端子。

優(yōu)選的，在上述的撬裝式氫氣加注裝置的控制系統(tǒng)中，所述安全控制柜的面板上設(shè)置有復(fù)位按鈕，該復(fù)位按鈕連接于所述安全控制器。

相應(yīng)的，本申請(qǐng)還公開(kāi)了一種撬裝式氫氣加注裝置的控制方法，啟動(dòng)按鈕后工藝控制器接收到啟動(dòng)信號(hào)，然后發(fā)送信號(hào)給電機(jī)啟動(dòng)柜啟動(dòng)加氫裝置的壓縮機(jī)、冷卻風(fēng)扇和循環(huán)水泵，工藝控制器同時(shí)接收工藝管路上的壓力溫度信號(hào)來(lái)控制相關(guān)閥門開(kāi)關(guān)，安全控制器實(shí)時(shí)檢測(cè)急停信號(hào)、氫氣泄露信號(hào)、火災(zāi)信號(hào)，一旦接收到安全信號(hào)，立即停止壓縮機(jī)運(yùn)行，關(guān)閉管道閥門，觸發(fā)聲光報(bào)警同時(shí)發(fā)送信號(hào)給工藝控制器停止加氫裝置加注流程，并在顯示裝置顯示報(bào)警狀態(tài)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1.控制系統(tǒng)設(shè)置兩套控制器，分別負(fù)責(zé)工藝控制和安全控制，安全控制器優(yōu)先級(jí)高于工藝控制器，這樣能夠使加氫裝置安全運(yùn)行得到保障。

2.控制柜采用隔爆和增安防爆設(shè)計(jì)，集成在加氫裝置撬上，現(xiàn)場(chǎng)只需連接動(dòng)力電纜，大大減少了電纜成本和現(xiàn)場(chǎng)施工周期。

3.安全控制回路設(shè)計(jì)滿足SIL2等級(jí)，各部件每小時(shí)危險(xiǎn)失效概率在10^-7-10^-6之間，保證安全系統(tǒng)的可靠性。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1所示為本發(fā)明具體實(shí)施例中工藝控制柜的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2所示為本發(fā)明具體實(shí)施例中電機(jī)啟動(dòng)柜的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3所示為本發(fā)明具體實(shí)施例中安全控制柜的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4所示為本發(fā)明具體實(shí)施例中安全控制柜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；