熱帶地區(qū)小戶型干式沼氣發(fā)酵裝置及其智能監(jiān)控系統(tǒng)研究.pdf

1、針對(duì)當(dāng)前熱帶地區(qū)小戶型干式沼氣發(fā)酵裝置發(fā)酵產(chǎn)氣效率低、難以對(duì)物料進(jìn)行攪拌、進(jìn)出料工作強(qiáng)度大、控制精度低等問(wèn)題，本論文以熱帶地區(qū)小戶型干式沼氣智能監(jiān)控系統(tǒng)及其發(fā)酵裝置研究為研究對(duì)象，開(kāi)展了發(fā)酵裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、攪拌裝置性能的三維建模與仿真、智能監(jiān)控下位機(jī)沼氣發(fā)酵過(guò)程各參數(shù)的監(jiān)測(cè)和控制研究、智能監(jiān)控上位機(jī)力控組態(tài)監(jiān)控界面的設(shè)計(jì)、智能監(jiān)控系統(tǒng)及其發(fā)酵裝置的實(shí)驗(yàn)研究、數(shù)據(jù)處理與誤差分析研究。具體研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）新型發(fā)酵裝置的結(jié)構(gòu)研究

2、與設(shè)計(jì)
　　通過(guò)閱讀大量國(guó)內(nèi)外發(fā)酵裝置的相關(guān)資料，系統(tǒng)分析各種發(fā)酵裝置的形式、工作原理、優(yōu)缺點(diǎn)、使用場(chǎng)合、加工制造的難度與成本等問(wèn)題，在不斷優(yōu)化與改進(jìn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出一種適合熱帶地區(qū)小戶型干式沼氣發(fā)酵的發(fā)酵裝置具體結(jié)構(gòu)，包括罐體結(jié)構(gòu)、材料確定，進(jìn)、出料口的設(shè)計(jì)，自動(dòng)攪拌裝置設(shè)計(jì)，罐體密封、耐壓與安全保護(hù)設(shè)計(jì)，發(fā)酵裝置底座設(shè)計(jì)等，完成了發(fā)酵裝置二維裝配圖和所有零件圖的設(shè)計(jì)。
　?。?）攪拌裝置結(jié)構(gòu)力學(xué)性能三維建模與仿真

3、　　在完成發(fā)酵裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用Ansys有限元分析軟件建立模型并劃分出比較優(yōu)良的網(wǎng)格單元，對(duì)攪拌裝置的主要受力情況進(jìn)行加載約束和加載仿真分析。根據(jù)其應(yīng)力分布云圖，調(diào)整攪拌裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)一步優(yōu)化攪拌裝置的結(jié)構(gòu)尺寸。
　?。?）智能監(jiān)控系統(tǒng)下位機(jī)沼氣發(fā)酵過(guò)程各參數(shù)的監(jiān)測(cè)和控制研究
　　在系統(tǒng)分析了國(guó)內(nèi)沼氣發(fā)酵監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出了一種干法厭氧發(fā)酵過(guò)程智能監(jiān)控的新方法與控制系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)。該智能監(jiān)控系統(tǒng)

4、以 PLC為下位機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)干法厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)研究中所需數(shù)據(jù)的采集和處理。該系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)自動(dòng)采集數(shù)據(jù)的功能，靈活性高、控制精度高、可移植性強(qiáng)，為系統(tǒng)獲取干法厭氧發(fā)酵的工藝參數(shù)、優(yōu)化干法厭氧發(fā)酵的工藝過(guò)程、提高產(chǎn)氣效率提供了一條新的可行途徑。
　?。?）智能監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)力控組態(tài)監(jiān)控界面的設(shè)計(jì)
　　在系統(tǒng)下位機(jī)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，采用PC機(jī)和力控組態(tài)軟件相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)酵過(guò)程中各數(shù)據(jù)的集中管理和發(fā)酵工藝過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控，本監(jiān)控系統(tǒng)操

5、作簡(jiǎn)單、可靠性高、可擴(kuò)展、可移植、具有理論和現(xiàn)實(shí)意義。
　　（5）熱帶地區(qū)小戶型干式沼氣智能監(jiān)控系統(tǒng)及其發(fā)酵裝置的實(shí)驗(yàn)研究
　　對(duì)設(shè)計(jì)出的發(fā)酵裝置進(jìn)行實(shí)物實(shí)驗(yàn)研究，分析該發(fā)酵裝置在熱帶地區(qū)小戶型干式沼氣發(fā)酵的實(shí)際工況下，攪拌裝置的實(shí)用性、智能監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性。本階段在熱帶地區(qū)干式沼氣發(fā)酵原理的基礎(chǔ)上，完成發(fā)酵裝置實(shí)物的加工、裝配和調(diào)試工作，通過(guò)系統(tǒng)、完整的實(shí)驗(yàn)研究，得到相關(guān)的圖片和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
　?。?）數(shù)據(jù)處理與誤差分