中小型卧式沼气干式发酵装置控制系统研发

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4、．‘．：＾＾＾ＳＡｖ，扣ｒ的，立＾心2015年12月IIIII中小型卧式沼气干式发酵装置控制系统研发摘要在能源需求加大、生态环境不断改变的趋势下，构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系成为国务院《能源发展“十二五”规划》的重要内容，其中沼气就作为农村可再生能源建设重点工程。而实现沼气工程的自动化、智能化工作对整个沼气生产环节起着关键作用，有利于提高生产效率、生产安全性，简化生产过程。本文以适用于中小型户用沼气的卧式干式发酵装置为研究对象，借助于快速发展的计算机技术，结合西门子PLC、变频器、触摸屏等控制元件，研发了该

5、发酵装置的自动控制系统，以实现沼气生产过程的实时监控并减少人工操作，从而更精确的掌握沼气发酵状况，提高其产气率与安全性，推动我国沼气工程的进一步发展与应用。主要工作内容如下：（1）对沼气干式厌氧发酵工艺进行分析，针对沼气干式发酵装置的控制要求，提出了中小型沼气干式发酵系统的控制方案，包括转筒控制、出料控制、混料控制、提升控制和进料控制的控制功能。（2）对工作流程以及工作方案进行分析，列出工作过程中所需采集的数据以及工作注意点，结合这些特点对PLC、触摸屏、变频器、执行元件和传感器主要硬件设备进行了分析选型。并根据所选元件设计了混料

6、装置、进料装置、提升装置、出料装置、转筒装置以及信号灯的系统电路图，确定了PLC输入输出端的接线方案。（3）以PLC作为沼气干式发酵系统的控制核心，确定了变频器和PLC之间的通讯连接。完成了基于模块化的控制系统软件编程，通过人机界面实现对变频器、温度、流量、水阀开闭、电机转速和电机启停的监控。设计完成的触摸屏包括自动界面、手动界面、报警界面、设置界面和历史记录界面系列监控界面。最后进行实验调试，从而实现了整个沼气干式发酵监控系统的自动控制。沼气干式发酵装置控制系统已在热带农业科学院农业机械研究所的沼气实验平台中操作使用，验证了该系

7、统的有效性及可行性。关键词：沼气，干式厌氧发酵，自动控制，PLC，人机界面IControlSystemResearchandDevelopmentofSmallandMediumSizedHorizontalBiogasDryFermentationDeviceAbstractWiththeincreasingdemandforenergyandtheconstantlychangingofecologicalenvironment,buildingsafe,stable,economicalandcleanmodernenerg

8、yindustrysystemhasbecomeanimportantpartofEnergydevelopment“twelfthfive-year”planoftheStateCouncil.Biogashassurelybecomeakeyr