沼气自动控制与监测系统设计

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1、沼气自动控制与监测系统的设计学科：机械设计及理论研究生签字：翔、新J指导教师签字L乡，、、芎．名摘要沼气工程将废弃物转变为能源，是典型的绿色环保和循环经济工程，将自动控制与在线监测技术应用于沼气工程，对于提高沼气的生产水平和生产率以及推广应用具有重要意义。本文以养猪场污水处理沼气工程为研究对象，对影响沼气生产过程的主要因素进行了分析，提出了以温度、PH值、氧化还原电位及流量作为沼气生产过程的控制参数，来实现沼气生产过程的自动控制。根据该工程的实际工况，通过对五种控制方案的分析与对比，设计了由PC上

2、位机和PLC下位机构成的自动控制与监测系统。基于各个被控参数具有非线性、时变性和滞后性的特征，设计了温度、PH值、氧化还原电位及流量的控制结构，并采用PID控制算法，实现了温度、PH值、氧化还原电位及流量的闭环控制。采用西门子S7．200系列PLC作为下位机的硬件设备，设计了硬件结构，采用梯形图语言，完成了数据采集、PID控制、执行机构动作及中断程序的编写，并实现了相应功能。采用C++Builder6．0开发工具，规划了良好的人机界面，通过编写系统程序，设计并实现了密码和权限管理、状态数据在线显示

3、、数据处理的功能。采用自由端口通信方式，选择RS232／RS485通信协议，编写了串口通信程序，实现了PC与PLC的实时通信。．关键词：污水处理；沼气发酵反应；自动控制；监测系统；PLCDesignofMonitor-controlSystemforBiogasDiscipline：MechanicaldesignandtheorystudentSignature：锄均SupervisorSignature：趴易两，‘AbstractThatthecastoffistransformedtopow

4、ersourceisnamedbiogasproject．Biogasprojectisrepresentativeenvironmentalprotectionandrecyclingeconomyproject．Automaticcontrolandtheonlinemonitorisappliedinbiogasprojecttoraiseproducingdepth,productivityeffectandapplication．Inthispaper,apigfarmsewagetre

5、atmentbiogasprojectistakenasaresearchobject．Theprimaryfactorsareanalyzed．Thebiogasproductionprocessautomaticcontrolsystemisdesignedasthetemperature，thePHvalue，theredoxpotentialandthecurrentcapacityareascontrolparameter．Accordingtoactualcondition，gener

6、alplanningaboutcontrolandthemonitoringsystemisdesigned．Theplanofthehostcomputerandthelowercomputerisfixedthroughcontrastingandanalysisfiveplans．Thecontrolmodeofthetemperature，thePHvalue，theredoxpotentialandthecurrentcapacityisdesigned．Basedonthenon-li

7、near,time—varyingandthelagcharacteristicabouttheparameter．Thetemperature，thePHvalue，theredoxpotentialandthecurrentcapacityclosed-loopcontrolisrealizedwiththePIDcontrolalgorithm．ThePLCofSiemensS7·200seriesisusedaslowercomputerhardwareplatform．Controlsy

8、stemhardwareschematicdiagramisdesigned．Theprogramaboutthedataacquisitionpart，thePIDcontrolsection,theimplementingagencyactionpartandtheinterruptsubprogramcompilationiscompletedbytheladderdiagrammethodandrealizedbyprogramming．，nlefavorablehuman