【摘要】：寧夏回族自治區(qū)青銅峽市建有大型沼氣發(fā)電工程,可日產1.2萬立方米沼氣。該沼氣工程主要采用牛糞糞污作為發(fā)酵原料,經過預處理后投入發(fā)酵罐制沼,生產出的沼氣凈化后供給發(fā)電和周邊農戶使用,既做到對能源的高效利用,又減少了溫室氣體的排放。為實現(xiàn)對工藝過程的自動控制,需設計一套自動控制系統(tǒng),幫助操作人員管理生產工藝過程,提高工作效率。本文在詳細了解沼氣發(fā)電工藝的基礎上,對沼氣發(fā)電項目中的PLC控制系統(tǒng)進行設計,經實踐檢驗,系統(tǒng)運行過程穩(wěn)定,滿足企業(yè)生產管理需求。沼氣發(fā)電控制系統(tǒng)以西門子S7-300PLC作為主站,掛接兩個ET200M從站,主、從站通信采用PROFIBUS現(xiàn)場總線。上位機監(jiān)控系統(tǒng)使用MCGS軟件開發(fā)完成,能夠實現(xiàn)對工藝過程的實時監(jiān)控,并設有數(shù)據(jù)記錄和報警功能。通過統(tǒng)計工藝系統(tǒng)中執(zhí)行器件的數(shù)量和類型確定PLC所需的I/O點數(shù),并完成了控制系統(tǒng)硬件設計,又根據(jù)工藝流程和相關工藝操作設計了 PLC控制程序。針對沼氣發(fā)酵溫度控制的特點,設計了模糊PID控制器,用于解決發(fā)酵溫度控制中建模難、滯后大、慣性大等問題。通過仿真分析,所設計的模糊PID控制器具有較快的響應速度,同時沒有超調,對于沼氣發(fā)酵溫度控制極為有利,控制品質明顯提高。
【圖文】：

１．４技術路線及可行性分析逡逑１．４．１技術路線逡逑總體技術路線如圖１－２所示。逡逑現(xiàn)場調研，了解沼氣發(fā)電工藝過逡逑程和發(fā)酵溫度控制的特點與難點逡逑邐邐逡逑邐Ｉ邋［邐逡逑設計模糊ＰＩＤ控制器逡逑邐］邋［邐逡逑調整模糊控制規(guī)則表中元素和逡逑量化因子逡逑邐［邐逡逑搭建仿真模型并仿真逡逑邐逡逑Ｙ逡逑邐Ｙ邐逡逑上位機系統(tǒng)開發(fā)與ＰＬＣ編程逡逑邐］邋［邐逡逑ＰＬＣ系統(tǒng)硬件安裝與調試逡逑邐１邋［邐逡逑實際運行檢驗逡逑行效果＾邐逡逑標？逡逑，邋丫邋，逡逑控制系統(tǒng)應用逡逑圖１－２技術路線圖逡逑１．４

厭氧消化技術是處理高濃度有機廢水及廢物的有效途徑之一［２１］，也是沼氣工程的核心部分。逡逑厭氧發(fā)酵過程按照三階段理論可以分為水解酸化階段、產氫產乙酸階段和甲烷化階段，其發(fā)酵原逡逑理示意圖如圖２－１所示［２２］。逡逑復雜有機物邐＾逡逑邐Ｊ邐逡逑簡單有機物逡逑（單糖、氨基酸等）逡逑邐邋＿邐水解、發(fā)酵作用逡逑＿邐（非產甲烷菌）逡逑邐Ｊ邐逡逑揮發(fā)酸（丙酸、丁酸、戊逡逑酸）、醇逡逑乙酸？邐邋ｈ２／ｃ0２逡逑甲烷化作用逡逑Ｉ邐ｒ邐—邐（產甲烷菌）逡逑ＣＨ４邐邐邐邐逡逑邐邋」逡逑圖２－１厭氧發(fā)酵機理示意圖逡逑第一階段，微生物在酶的作用下將不溶的復雜有機物水解轉化為可溶的物質［２２］。這一階段不逡逑溶物質纖維素在纖維素酶的分解作用下轉化為葡萄糖，，進而水解發(fā)酵轉化成乙酸、丙酸等有機酸逡逑和乙醇、二氧化碳、氫氣等。逡逑第二階段，即產氫產乙酸階段，第一階段產生的揮發(fā)性有機酸被產氫產乙酸細菌水解轉化成逡逑乙酸、氫氣和二氧化碳，而此時產生的氫氣和二氧化碳也會被同型產氫產乙酸菌轉化為乙酸。逡逑－６－逡逑
【學位授予單位】：寧夏大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM611.25

【參考文獻】

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本文編號：2658805