基于PLC的沼氣發(fā)酵監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計

【摘要】：隨著能源緊張和環(huán)境污染問題的日益突出,緩解能源供需矛盾和有效控制環(huán)境污染是全球面臨的兩大難題。因此,尋求未來新能源刻不容緩。沼氣是生物質(zhì)經(jīng)過轉(zhuǎn)化再利用而形成的一種清潔能源,可代替秸稈和紫草作燃料,不僅可以減少煤、天然氣等不可再生能源的消耗,還有助于減少SO2、SO2等毒害氣體的排放。沼氣發(fā)酵技術(shù)用于處理畜禽糞便、農(nóng)作物秸稈、餐廚垃圾、有機廢水、生活污水等生物質(zhì)廢棄物,是我國當(dāng)前大力發(fā)展的重點可再生能源項目之一。因此,合理利用生物廢棄物資源,發(fā)展沼氣產(chǎn)業(yè)是緩解我國能源供需矛盾、減少環(huán)境污染的有效途徑,對我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。 本課題研究以熱帶廢棄物制沼氣為載體,在分析影響沼氣生產(chǎn)過程主要因素的基礎(chǔ)上,選擇沼氣發(fā)酵過程中的溫度、壓力、流量、PH值及主要氣體成份(CH4, H2S, CO2)為監(jiān)控對象,根據(jù)相關(guān)傳感器、變送器、PLC、觸摸屏及計算機等硬件特性,結(jié)合工業(yè)組態(tài)軟件力控Forcecontrol6.1設(shè)計具有友好人機界面的沼氣發(fā)酵自動監(jiān)控系統(tǒng),來實現(xiàn)小型沼氣用戶對發(fā)酵過程參數(shù)的實時在線記錄與監(jiān)控。 本系統(tǒng)可實現(xiàn)本地及遠程監(jiān)控,自動/手動雙模式化控制,有效降低人工操作勞動強度,保證工藝參數(shù)實時監(jiān)控記錄,使發(fā)酵過程始終處于可控的最佳工作狀態(tài),同時也可為沼氣生產(chǎn)與研究人員分析發(fā)酵工藝提供實時或歷史運行數(shù)據(jù),進一步改進工藝,提高效率。 【關(guān)鍵詞】：沼氣工程 力控組態(tài)軟件 PLC 監(jiān)控系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：S216.4
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 研究目的和意義8-9
• 1.2 沼氣發(fā)酵監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 檢測系統(tǒng)和傳感器技術(shù)9-10
• 1.2.2 控制設(shè)備10-11
• 1.2.3 沼氣發(fā)酵監(jiān)控界面組態(tài)11-12
• 1.3 沼氣發(fā)酵及工藝條件簡介12-14
• 1.3.1 沼氣發(fā)酵原理12-13
• 1.3.2 沼氣厭氧發(fā)酵影響因素13
• 1.3.3 沼氣工程規(guī)模分類13-14
• 1.4 主要研究內(nèi)容14-15
• 第2章 監(jiān)控系統(tǒng)的總體方案15-20
• 2.1 系統(tǒng)設(shè)計概述15
• 2.2 系統(tǒng)設(shè)計原則15-16
• 2.3 系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)步驟16-18
• 2.4 系統(tǒng)設(shè)計目標18
• 2.5 系統(tǒng)方案介紹18-19
• 2.6 本章小結(jié)19-20
• 第3章 監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計及選型20-25
• 3.1 傳感器的選型20-21
• 3.2 下位機主控制器選型21-24
• 3.2.1 I/O點數(shù)的確定21
• 3.2.2 PLC的選型21-24
• 3.3 模擬量輸入模塊的選型24
• 3.4 本章小結(jié)24-25
• 第4章 監(jiān)控軟件系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)25-42
• 4.1 下位機控制程序開發(fā)25-27
• 4.1.1 西門子PLC控制程序編寫25-27
• 4.1.2 PLC符號表27
• 4.2 PLC通訊介紹27-30
• 4.2.1 PLC與上位機PC硬件連接29-30
• 4.2.2 PLC與上位機PC連接參數(shù)設(shè)置30
• 4.3 系統(tǒng)監(jiān)控界面開發(fā)30-38
• 4.3.1 定義外設(shè)I/O連接31-33
• 4.3.2 組建實時數(shù)據(jù)庫33-34
• 4.3.3 人機界面的設(shè)計34-38
• 4.4 力控WEB發(fā)布38-40
• 4.4.1 力控的Web發(fā)布配置方式38-39
• 4.4.2 發(fā)布內(nèi)容39
• 4.4.3 配置啟動Web服務(wù)器39-40
• 4.4.4 瀏覽web發(fā)布站點40
• 4.5 本章小結(jié)40-42
• 第5章 系統(tǒng)的調(diào)試與運行42-47
• 5.1 硬件調(diào)試42
• 5.2 PLC程序調(diào)試42-44
• 5.2.1 PLC程序調(diào)試內(nèi)容42-43
• 5.2.2 程序調(diào)試類型43-44
• 5.3 力控組態(tài)的調(diào)試44-46
• 5.4 本章小結(jié)46-47
• 第6章 結(jié)論與展望47-48
• 6.1 結(jié)論47
• 6.2 展望47-48
• 參考文獻48-52
• 附錄52-59
• 致謝59

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