智能化制氫:PLC在制氫環(huán)節(jié)中的智能控制技術

時間:2023-07-31

來源:張杰 MIR睿工業(yè)

導語:近年來,氫能作為一種清潔能源備受矚目。因其燃燒過程中只產生水,幾乎不產生任何污染物,被廣泛認為是能源轉型的不二之選。

  近年來,氫能作為一種清潔能源備受矚目。因其燃燒過程中只產生水,幾乎不產生任何污染物,被廣泛認為是能源轉型的不二之選。同時氫能產業(yè)也正逐漸嶄露頭角,成為未來能源轉型的熱門話題。截至2022年底,中國各地方政府發(fā)布氫能政策超300項,政策類型多方面,支持方向以氫能交通應用向跨行業(yè)耦合應用場景拓展。與此同時,企業(yè)也積極行動起來。當前,已有超過三分之一的中央企業(yè)在氫能產業(yè)鏈上布局發(fā)展,覆蓋了煤炭、電力、石油天然氣、核能等各個重要的能源領域。

  部分央企開展的氫能項目

  

部分央企開展的氫能項目.png

   (數(shù)據(jù)來源:MIR 睿工業(yè)根據(jù)公開資料整理)

  01

  氫能自動化生產環(huán)節(jié)

  首先,氫能產業(yè)的主要環(huán)節(jié)包括上游制氫、中游儲運和下游應用,與其他行業(yè)一樣,考慮到操作風險、生產成本、生產效率和生產質量等因素,氫能產業(yè)一些環(huán)節(jié)需要依靠自動化來進行生產作業(yè)。

  氫能產業(yè)鏈

  

氫能產業(yè)鏈.png   (數(shù)據(jù)來源:MIR DATABANK)

  據(jù)MIR DATABANK數(shù)據(jù)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),近年在氫能產業(yè)使用的的自動化產品中,PLC產品市場規(guī)模持續(xù)呈上漲趨勢,并保持較高的速度增長,表現(xiàn)較為亮眼。未來隨著氫能產業(yè)的高速增長,PLC在其領域的發(fā)展具有無限可能。

  氫能產業(yè)整體PLC產品市場規(guī)模

  

氫能產業(yè)整體PLC產品市場規(guī)模.png

   (數(shù)據(jù)來源:MIR DATABANK)

  PLC在制氫設備中的部分應用

PLC在制氫設備中的部分應用.png

   (數(shù)據(jù)來源:MIR 睿工業(yè)根據(jù)公開資料整理)

  上游制氫

  在制氫環(huán)節(jié)中,想要將氫能轉變?yōu)榭煽?、高效的能源形式,需要有一種可靠的控制系統(tǒng)來驅動其各個環(huán)節(jié)。在這個關鍵角色中,PLC(可編程邏輯控制器)正發(fā)揮著越來越重要的作用。

  三種制氫方式

  

三種制氫方式.png

   (數(shù)據(jù)來源:MIR DATABANK)

  在制氫廠房中目前控制系統(tǒng)主要使用PLC。其中,一套制氫系統(tǒng)配一套PLC,一套制氫系統(tǒng)中,可能會有1個或多個電解槽;一個廠房中一般是一套制氫系統(tǒng),也可能會有多套制氫系統(tǒng)。

  制氫環(huán)節(jié)自動化產品應用場景流程圖

  

制氫環(huán)節(jié)自動化產品應用場景流程圖.png

   (數(shù)據(jù)來源:MIR DATABANK)

  在氫能產業(yè)中,自動化核心產品PLC的需求主要以小型PLC為主,控制點位在200個I/O點位以下,主要是工藝流程較少,需要控制的點位較少;但是制氫涉及到化學反應,需要大量的儀器儀表進行監(jiān)測,所以對各種氣體監(jiān)測儀表需求較多;目前制氫環(huán)節(jié)不需要使用伺服電機。

  下游加氫站

  加氫站是氫燃料電池產業(yè)化、商業(yè)化的重要基礎設施,主要通過將不同來源的氫氣通過壓縮機增壓儲存在站內的高壓罐中,再通過加氣機為氫燃料電池汽車加注氫氣的燃氣站。加氫站是將氫氣供給到下游使用的核心途徑,從技術路線來看主要分為站內制氫和站外供氫。

  加氫站不同技術路線對比

  

加氫站不同技術路線對比.png

   (數(shù)據(jù)來源:MIR DATABANK)

  為了提升加氫站的整體運營效率、改進設備選型、預警安全等問題,加氫站控制系統(tǒng)應運而生。上位機電腦及可編程序控制器(PLC)能夠檢測和控制整個運行過程、緊急故障和設備啟動、自動動態(tài)檢測、自動停止到壓縮機工作狀態(tài),并能顯示液壓系統(tǒng)壓力和溫度、氣體壓縮系統(tǒng)進氣及中高排氣壓力數(shù)據(jù)。

  02

  自動化廠商與氫能廠商“雙向奔赴”

  氫能產業(yè)的蓬勃發(fā)展令自動化廠商發(fā)現(xiàn)了新下游商機,開始推進與氫能產業(yè)鏈廠家的深度合作,同時氫能廠商無論是在上游制氫、中游儲運和下游應用等環(huán)節(jié),都離不開自動化廠商提供的設備,為保證生產效率和成本穩(wěn)定,自然而然也增加了與自動化廠商的合作以及一定的人才引進。

  自動化廠商在氫能領域的布局

  氫能設備自動化的應用范圍非常廣泛,包括氫能發(fā)電設備、氫能儲能設備、氫能燃料電池車等。隨著氫能技術的不斷發(fā)展,氫能設備自動化將會越來越普及,成為氫能產業(yè)發(fā)展的重要支撐。

  氫能設備自動化的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

  

氫能設備自動化的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面:.png

   (數(shù)據(jù)來源:MIR 睿工業(yè)根據(jù)公開資料整理)

  氫能企業(yè)自動化設備使用上的人才招攬

  氫能廠商在PLC布局上,會注重提供先進的技術能力和專業(yè)知識。氫能廠商會雇傭PLC專家或團隊,以確保能夠設計、部署和維護高效可靠的PLC控制系統(tǒng)。這包括熟悉不同PLC品牌和型號、掌握PLC編程和調試技術等方面的能力。

   氫能公司紛紛招聘PLC人才,用于設計、部署和維護PLC控制系統(tǒng),以確保氫能生產的高效運行。這不僅為PLC專業(yè)人才提供了就業(yè)機會,也為PLC技術的研發(fā)和創(chuàng)新提供了新的需求和動力。

  氫能產業(yè)自動化才能合作共贏

  除了人才招攬和技術研發(fā)外,許多氫能公司與自動化公司進行商業(yè)上的以及技術上的合作,主要是為了促進技術創(chuàng)新和研發(fā)合作,以便氫能公司提高生產規(guī)模和產能,滿足不斷增長的市場需求,增加產品競爭力,從而擴大市場份額。

  氫能廠商會與專門從事自動化控制和PLC系統(tǒng)集成的公司建立合作伙伴關系。通過與這樣的合作伙伴合作,氫能廠商可以利用其專業(yè)知識和經(jīng)驗,從而實現(xiàn)PLC系統(tǒng)的高效和可靠運行。

  氫能廠商與自動化廠商的合作項目

  

氫能廠商與自動化廠商的合作項目.png

   (數(shù)據(jù)來源:MIR 睿工業(yè)根據(jù)公開資料整理)

  另外,氫能廠商也會通過投入資金和資源,參與相關研發(fā)項目,與PLC供應商合作推動新技術的研發(fā)和應用,從而進行PLC技術創(chuàng)新和改進。這也有利于不斷提升PLC系統(tǒng)在氫能產業(yè)中的性能和效果。

  END

  總的來說,PLC作為自動化控制的核心技術,對氫能產業(yè)的發(fā)展具有重要的推動作用。通過PLC技術的應用,氫能公司可以實現(xiàn)生產過程的自動化和智能化,提高生產效率,降低生產成本,同時也保證產品質量和安全性。PLC系統(tǒng)可以與氫燃料電池模塊、氫氣壓縮機等設備進行集成,實現(xiàn)遠程監(jiān)控、故障診斷和自動控制,有效提升生產的穩(wěn)定性和可靠性。

  此外,氫能產業(yè)的快速發(fā)展有望成為PLC下游市場的新增長點,通過政策支持、技術突破和日益增長的應用領域,全球氫能市場的規(guī)模有望繼續(xù)擴大。

  


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