【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(chǎn)1.2萬(wàn)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(jīng)過(guò)預(yù)處理后投入發(fā)酵罐制沼,生產(chǎn)出的沼氣凈化后供給發(fā)電和周邊農(nóng)戶使用,既做到對(duì)能源的高效利用,又減少了溫室氣體的排放。為實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝過(guò)程的自動(dòng)控制,需設(shè)計(jì)一套自動(dòng)控制系統(tǒng),幫助操作人員管理生產(chǎn)工藝過(guò)程,提高工作效率。本文在詳細(xì)了解沼氣發(fā)電工藝的基礎(chǔ)上,對(duì)沼氣發(fā)電項(xiàng)目中的PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn),系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程穩(wěn)定,滿足企業(yè)生產(chǎn)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(gè)ET200M從站,主、從站通信采用PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線。上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)使用MCGS軟件開(kāi)發(fā)完成,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工藝過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控,并設(shè)有數(shù)據(jù)記錄和報(bào)警功能。通過(guò)統(tǒng)計(jì)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(diǎn)數(shù),并完成了控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì),又根據(jù)工藝流程和相關(guān)工藝操作設(shè)計(jì)了 PLC控制程序。針對(duì)沼氣發(fā)酵溫度控制的特點(diǎn),設(shè)計(jì)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(wèn)題。通過(guò)仿真分析,所設(shè)計(jì)的模糊PID控制器具有較快的響應(yīng)速度,同時(shí)沒(méi)有超調(diào),對(duì)于沼氣發(fā)酵溫度控制極為有利,控制品質(zhì)明顯提高。
【圖文】：

１．４技術(shù)路線及可行性分析逡逑１．４．１技術(shù)路線逡逑總體技術(shù)路線如圖１－２所示。逡逑現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，了解沼氣發(fā)電工藝過(guò)逡逑程和發(fā)酵溫度控制的特點(diǎn)與難點(diǎn)逡逑邐邐逡逑邐Ｉ邋［邐逡逑設(shè)計(jì)模糊ＰＩＤ控制器逡逑邐］邋［邐逡逑調(diào)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(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與ＰＬＣ編程逡逑邐］邋［邐逡逑ＰＬＣ系統(tǒng)硬件安裝與調(diào)試逡逑邐１邋［邐逡逑實(shí)際運(yùn)行檢驗(yàn)逡逑行效果＾邐逡逑標(biāo)？逡逑，邋丫邋，逡逑控制系統(tǒng)應(yīng)用逡逑圖１－２技術(shù)路線圖逡逑１．４

厭氧消化技術(shù)是處理高濃度有機(jī)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(guò)程按照三階段理論可以分為水解酸化階段、產(chǎn)氫產(chǎn)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(fù)雜有機(jī)物邐＾逡逑邐Ｊ邐逡逑簡(jiǎn)單有機(jī)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(chǎn)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(chǎn)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(jī)理示意圖逡逑第一階段，微生物在酶的作用下將不溶的復(fù)雜有機(jī)物水解轉(zhuǎn)化為可溶的物質(zhì)［２２］。這一階段不逡逑溶物質(zhì)纖維素在纖維素酶的分解作用下轉(zhuǎn)化為葡萄糖，，進(jìn)而水解發(fā)酵轉(zhuǎn)化成乙酸、丙酸等有機(jī)酸逡逑和乙醇、二氧化碳、氫氣等。逡逑第二階段，即產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段，第一階段產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)酸被產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌水解轉(zhuǎn)化成逡逑乙酸、氫氣和二氧化碳，而此時(shí)產(chǎn)生的氫氣和二氧化碳也會(huì)被同型產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌轉(zhuǎn)化為乙酸。逡逑－６－逡逑
【學(xué)位授予單位】：寧夏大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM611.25

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2658805