近年來(lái)，我國(guó)沼氣工程建設(shè)成效顯著，但控制水平不高，多采用人工手動(dòng)控制，導(dǎo)致發(fā)酵過(guò)程不穩(wěn)定，產(chǎn)氣率不高。解決的方法是建立以先進(jìn)控制方法與工業(yè)自動(dòng)化裝置為主體的計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。目前，PLC作為一種通用的工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備，以其強(qiáng)大的功能被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制各領(lǐng)域。工業(yè)組態(tài)軟件為過(guò)程控制的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理與管理提供了軟件平臺(tái)。因此利用PLC和組態(tài)軟件構(gòu)建沼氣工程自動(dòng)控制系統(tǒng)將會(huì)極大提高厭氧發(fā)酵工藝自動(dòng)控制水平，提高沼氣工程厭氧發(fā)酵效果。本研究以沼氣發(fā)酵系統(tǒng)為研究對(duì)象，在總結(jié)已有厭氧發(fā)酵控制技術(shù)及其研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了兩相厭氧發(fā)酵工藝，確定了系統(tǒng)控制參數(shù)和控制任務(wù)，利用模糊控制理論設(shè)計(jì)了厭氧發(fā)酵溫度模糊控制器并進(jìn)行了MATLAB仿真。設(shè)計(jì)了基于PLC和組態(tài)軟件的厭氧發(fā)酵工藝自動(dòng)控制系統(tǒng)。厭氧發(fā)酵工藝自動(dòng)控制系統(tǒng)為兩級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)，上位機(jī)采用研祥工控機(jī)并選用力控組態(tài)軟件作為系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)，開發(fā)了厭氧發(fā)酵工藝自動(dòng)控制系統(tǒng)人機(jī)交互界面；下位機(jī)采用西門子S7-300系列PLC，配置了PS307（10A）電源模塊、CPU313C-2DP、SM321/SM322DI/DO、SM331/SM332AI/... 

【文章來(lái)源】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-1兩相厭氧發(fā)酵工藝流程圖

硬件設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)包括：工藝參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和集的信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，傳感器輸出的電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)儀表將采集的信號(hào)傳送給 PLC 的輸入端，按照用戶程序和數(shù)字信號(hào)共同實(shí)現(xiàn)對(duì)泵和電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制，P 等參數(shù)的調(diào)控。系統(tǒng)框圖如圖 3-1 所示。

圖 3-2 PLC 用戶程序掃描工作流程圖Fig.3-2 The flow chart of PLC user program scanning.3 PLC 的選型理選擇 PLC 是滿足控制系統(tǒng)功能，提高控制系統(tǒng)性價(jià)比的重要保障。PLC 的：機(jī)型的選擇、電源模塊、I/O 模塊等的選擇。應(yīng)根據(jù)被控對(duì)象特點(diǎn)和控制任工業(yè)生產(chǎn)中，PLC 通�？煞譃檎w式和模塊式兩種機(jī)型。整體式 PLC 屬于低端控制要求不高、點(diǎn)數(shù)較少的控制系統(tǒng)中；模塊式 PLC 屬中、高端機(jī)型，適用雜、點(diǎn)數(shù)較多且控制功能要求較高的系統(tǒng)中，例如具有閉環(huán)控制、模糊控制運(yùn)統(tǒng)[28]。據(jù)厭氧發(fā)酵工藝控制要求（3.1 節(jié)中介紹），本系統(tǒng)需要對(duì)發(fā)酵罐內(nèi)物料液位、、氧化還原電位等發(fā)酵狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行采集、處理與控制；通過(guò)邏輯控制對(duì)所有厭備進(jìn)行順序控制，包括設(shè)備啟動(dòng)、停止等大量開關(guān)量的控制。通過(guò)對(duì)厭氧發(fā)酵自動(dòng)控制任務(wù)進(jìn)行分析，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中選用 SIEMENS S7-300 系列 PLC。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3439173