沼氣集中供氣項目可以緩解農(nóng)村能源短缺問題,優(yōu)化農(nóng)村生活環(huán)境。近幾十年來,國家多次下發(fā)文件補貼、鼓勵農(nóng)村加快沼氣工程建設(shè)、增加沼氣工程規(guī)模、提高自動化水平。 課題聯(lián)系山西省農(nóng)村沼氣工程的實際情況,依托山西省省科技攻關(guān)項目《廢棄秸稈沼氣集中供氣工程機電一體化裝備和控制技術(shù)研究》,在山西省榆次市東陽鎮(zhèn)建立了實驗平臺,對大型沼氣集中供氣項目自動化控制和監(jiān)控進行了研究和實驗。 本課題提出了使用虛擬儀器技術(shù)作為整個沼氣工程的控制、監(jiān)測部分的處理平臺。系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集卡將安裝在沼氣工程中的大量傳感器信息,傳送到基于LabVIEW的工控機中,在工控機中對信息實時分析、顯示,并跟據(jù)用戶要求,參照采集到的詳細數(shù)據(jù),做出自動化控制。解決山西地區(qū)冬天寒冷,難以保證沼氣工程中的發(fā)酵環(huán)節(jié)正常發(fā)酵問題。為提高沼氣產(chǎn)氣率和沼氣工程利用率,系統(tǒng)利用LabVIEW的模糊控制和PID工具包,設(shè)計了模糊PID恒溫系統(tǒng),通過控制太陽能熱源和地?zé)崮茉磥韺崿F(xiàn)沼氣工程的恒溫50攝氏度發(fā)酵,大大提高了產(chǎn)氣率。系統(tǒng)設(shè)計了報警監(jiān)控模塊,對整個系統(tǒng)實時進行監(jiān)控。由于整個系統(tǒng)采集量多,完成能量計算等會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù),設(shè)計了數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫模塊。為方便用戶查看、分析系統(tǒng)存儲的歷史數(shù)據(jù),設(shè)計了查詢打印模塊和趨勢圖顯示功能,為系統(tǒng)添加了報表功能。利用LabVIEW強大的網(wǎng)絡(luò)通信功能,設(shè)計了遠程控制模塊,配合報警監(jiān)控模塊中的視頻監(jiān)控,使用戶可以遠程控制系統(tǒng),通過調(diào)用攝像頭查看現(xiàn)場狀況。 試驗表明,本系統(tǒng)有效的對沼氣集中供氣工程中的主要參數(shù)實現(xiàn)了實時監(jiān)控、報警、調(diào)節(jié),并采用自動化控制,恒溫發(fā)酵等技術(shù)提高了產(chǎn)氣率,為解決山西地區(qū)沼氣工程自動化水平低、產(chǎn)氣率低提供了技術(shù)支撐,有極大的應(yīng)用推廣價值。
【學(xué)位單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2013
【中圖分類】：S216.4;TP273
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 國外研究狀況
    1.3 國內(nèi)沼氣工程現(xiàn)狀
    1.4 本課題主要研究內(nèi)容
    1.5 本章小結(jié)
第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計
    2.1 沼氣工程系統(tǒng)的工藝流程和要求
        2.1.1 沼氣工程系統(tǒng)的工藝流程
        2.1.2 沼氣工程控制要求
    2.2 系統(tǒng)總體方案
    2.3 系統(tǒng)硬件設(shè)計方案
        2.3.1 工控機與采集卡
        2.3.2 采集卡與執(zhí)行機構(gòu)
        2.3.3 數(shù)據(jù)采集卡與傳感器
        2.3.4 系統(tǒng)恒溫系統(tǒng)
    2.4 系統(tǒng)硬件選型
        2.4.1 鎧裝型溫度傳感器
        2.4.2 壓力傳感器
        2.4.3 流量傳感器
        2.4.4 超聲波液位變送器
        2.4.5 pH傳感器
        2.4.6 甲烷二氧化碳傳感器
        2.4.7 數(shù)據(jù)采集卡
    2.5 本章小結(jié)
第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計
    3.1 開發(fā)平臺LabVIEW
    3.2 系統(tǒng)軟件總框圖
    3.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集原理
    3.4 第三方采集卡與LabVIEW互聯(lián)技術(shù)
    3.5 登陸模塊設(shè)計
        3.5.1 LabVIEW與數(shù)據(jù)庫連接技術(shù)
        3.5.2 登陸程序
    3.6 數(shù)據(jù)顯示保存模塊
    3.7 數(shù)據(jù)查詢打印
    3.8 智能控制模塊
    3.9 恒溫控制系統(tǒng)設(shè)計
        3.9.1 模糊PID恒溫控制方案
        3.9.2 模糊控制程序設(shè)計
        3.9.3 模糊PID控制的設(shè)計
    3.10 系統(tǒng)的熱量計算模塊
    3.11 監(jiān)控報警模塊
    3.12 遠程監(jiān)控系統(tǒng)
    3.13 本章小結(jié)
第四章 系統(tǒng)現(xiàn)場測試
    4.1 系統(tǒng)測試
    4.2 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)和展望
    5.1 論文總結(jié)
    5.2 論文展望
參考文獻
致謝
研究生期間發(fā)表的論文

【參考文獻】

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本文編號：2833670