基于PLC与组态软件的秸秆发酵制取乙醇控制系统设计

发布时间：2017-10-06 01:01

  本文关键词：基于PLC与组态软件的秸秆发酵制取乙醇控制系统设计

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【摘要】：中国每年会生产大量的秸秆类物质,除了很少部分可以得到二次利用,大多数是被用于秸秆焚烧。秸秆发酵制取乙醇是一种合理解决秸秆类物质浪费的方法。近年来,我国秸秆发酵制取乙醇建设的大力投入,也使得原来采用人工手动控制秸秆发酵的弊端不断显现:在秸秆发酵生产过程中,乙醇的产出率相对比较低。因此,设计一套自动化的秸秆发酵系统是当务之急。可编程逻辑控制器(PLC)是一种广泛运用在各种自动控制系统中的装置,因为其可靠、稳定、易操作的特点,PLC在控制系统中有着越来越重要的地位。本文以秸秆发酵制取乙醇系统为研究对象,分析秸秆发酵的工艺要求,设计出发酵装置,并确定了发酵系统的控制参数和控制策略,通过模糊-PID改进了秸秆发酵温度控制器并对此做了MATLAB仿真,设计了完整的上下位机,完成了整个秸秆发酵控制系统的设计。整个发酵系统选取了两级监控系统。采用北京昆仑通态TPC7062TX触摸屏作为上位机,MCGS作为系统开发平台,设计出人机交互界面;下位机采用西门子S7-200系列PLC,主机采用CPU224XP/DC/DC,模拟量输入板块采用EM231CN,选取V4.0 STEP 7 MicroWIN SP9来编程设计秸秆发酵控制梯形图,根据设计梯形图对现场设备的进行逻辑控制和发酵罐的发酵控制。该发酵系统已在镇江日泰公司完成设备的安装与调试,并已进行投料生产发酵。从运行日常监控记录显示,该发酵自动控制系统运行稳定。发酵控制系统不但便利易用,并且十分的可靠。操作员可以通过触摸屏,了解所显示记录,控制各个时间段的补料方式、pH、转速、泡沫,使其在各个时间段都处于最好的状况。
【关键词】：PLC MCGS 秸秆发酵 模糊PID
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ923;TP273
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-11
• 1.1 研究目的和意义8
• 1.2 国内外发展研究现状8-10
• 1.2.1 国外发展研究现状8-9
• 1.2.2 国内发展研究现状9-10
• 1.3 本课题研究的主要内容10-11
• 第二章 秸秆发酵工艺与设备11-20
• 2.1 秸秆发酵11-14
• 2.1.1 秸秆发酵工艺12-13
• 2.1.2 秸秆发酵主要参数13-14
• 2.2 液态发酵设备的设计14-19
• 2.2.1 液态发酵罐14-16
• 2.2.2 管路系统的设计16-17
• 2.2.3 补料系统的设计17-19
• 2.3 本章小结19-20
• 第三章 秸秆发酵控制系统设计20-44
• 3.1 秸秆发酵控制系统设计20-26
• 3.1.1 控制系统方案确定21-22
• 3.1.2 控制系统结构框图22-25
• 3.1.3 控制系统目标25-26
• 3.2 控制算法及仿真26-35
• 3.2.1 模糊控制原理26-30
• 3.2.2 PID控制原理30-33
• 3.2.3 模糊-PID控制系统33-35
• 3.3 上位机配置35-36
• 3.4 下位机配置36-43
• 3.4.1 PLC的特点及功能37-39
• 3.4.2 PLC硬件配置39-42
• 3.4.3 传感器选择42-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第四章 秸秆发酵控制系统软件设计44-56
• 4.1 上位机软件设计44-49
• 4.1.1 组态软件介绍44-45
• 4.1.2 组态软件工作流程45
• 4.1.3 组态软件设计与开发45-49
• 4.2 下位机软件设计49-54
• 4.2.1 PLC程序设计流程50-52
• 4.2.2 转速自动控制设计思路52-53
• 4.2.3 pH自动控制设计思路53-54
• 4.2.4 补料及消泡自动控制设计思路54
• 4.3 实际安装与调试54-55
• 4.4 本章小结55-56
• 第五章 全文的总结与展望56-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-61
• 附录 部分PLC程序61-66

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本文编号：979815