基于PLC和組態(tài)軟件的厭氧發(fā)酵控制系統(tǒng)研究.pdf

1、近年來，我國沼氣工程建設(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)軟件為過程控制的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理與管理提供了軟件平臺。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。

2、r>　　 本研究以沼氣發(fā)酵系統(tǒng)為研究對象，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，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

3、西門子S7-300系列PLC，配置了PS307(10A)電源模塊、CPU313C-2DP、SM321/SM322 DI/DO、SM331/SM332 AI/AO等模塊。使用STEP7 V5.4編程軟件設(shè)計(jì)了厭氧發(fā)酵工藝控制梯形圖，實(shí)現(xiàn)了厭氧發(fā)酵現(xiàn)場設(shè)備的邏輯控制和發(fā)酵罐恒溫模糊控制。
　　 基于PLC和力控組態(tài)軟件的厭氧發(fā)酵工藝自動(dòng)控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)功能如下:
　　 (1)發(fā)酵狀態(tài)參數(shù)采集與處理。對發(fā)酵罐內(nèi)物料液位、溫度、p

4、H值、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。
　　 (2)邏輯自動(dòng)控制。通過邏輯控制和順序控制實(shí)現(xiàn)所有厭氧發(fā)酵現(xiàn)場設(shè)備的動(dòng)作以及設(shè)備之間的動(dòng)作順序地精確控制;
　　 (3)發(fā)酵過程實(shí)時(shí)監(jiān)測與管理。通過上位機(jī)人機(jī)交互界面實(shí)現(xiàn)發(fā)酵參數(shù)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控生產(chǎn)、發(fā)酵參數(shù)設(shè)定與修改、手動(dòng)/自動(dòng)控制工作方式切換、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢等功能。
　　 (4)報(bào)表查詢、打印和故障報(bào)警。通過數(shù)據(jù)庫可隨時(shí)調(diào)取歷史數(shù)據(jù)，生成報(bào)表