集中供气式沼气工程智能监控及输配系统的设计

发布时间：2021-05-11 08:21

　　针对当前“小而散”的户用型沼气工程发展缓慢、控制水平低、净化及利用工艺设计不合理、管网布置不科学等问题,论文以中国热带科学院农业机械研究所沼气研究中心的沼气工程为研究对象,在分析沼气利用及相关工艺系统的基础上,开展了集中供气式沼气工程输配系统的设计、基于变频器与PLC的恒压变频供气系统的研究、基于智能采集卡与力控组态的监测系统的设计。具体内容如下:（1）集中供气式沼气工程输配系统的设计通过多次走访调研和阅读大量相关文献,针对某研究所沼气研究中心所建的沼气工程,围绕输配管网设计中出现的问题,分别从供气方式选择、管材选择、水力计算、管道敷设四个方面进行了分析,并提出了相应的选择原则、计算方法以及注意事项,并由此完成了该沼气工程输气管网的设计。（2）基于PLC与变频器的恒压变频供气系统的研究通过对恒压变频供气系统的介绍及PID闭环控制原理的分析研究,结合集中供气式沼气工程产气用气不协调、供气不稳定的特点,提出了一种实现恒压变频供气的方法。即通过压力变送器对输气管道压力进行实时采集,以西门子S7-200为下位机,借助于预先编写好的的梯形图,对采集到的数据进行处理,再把处理好的数据反馈到压力变送... 

【文章来源】：广东海洋大学广东省

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 背景与依据
    1.2 国内外发展现状以及发展趋势
        1.2.1 国内外集中供气式沼气工程的发展现状及发展趋势
        1.2.2 国内外沼气监控系统的发展现状及发展趋势
        1.2.3 国内外沼气输配系统发展现状及发展趋势
    1.3 本论文的研究内容
2 集中供气式沼气工程总体设计
    2.1 集中供气式沼气工程概述
        2.1.1 沼气工程集中供气模式的内涵
        2.1.2 沼气工程集中供气模式的优点
        2.1.3 沼气工程集中供气系统的组成
    2.2 集中供气式沼气工程相关工艺系统的优化设计
        2.2.1 储气方式的选择
        2.2.2 净化工艺的确定
        2.2.4 工艺流程顺序确定
    2.3 本章小结
3 集中供气式沼气工程输配系统的设计
    3.1 供气方式的选择
    3.2 管材的选择
    3.3 水力计算
        3.3.1 计算方法
        3.3.2 实际计算
    3.4 管道敷设
        3.4.1 敷设方式
        3.4.2 室内与室外管道的敷设
        3.4.3 注意事项
    3.5 验收
        3.5.1 管道强度实验
        3.5.2 管道气密性实验
    3.6 本章小结
4 基于PLC与变频器的恒压变频供气系统设计
    4.1 恒压变频供气系统简述
    4.2 恒压变频供气系统PID闭环控制原理
    4.3 恒压变频供气系统的硬件设计
        4.3.1 恒压变频供气系统的逻辑组成
        4.3.2 恒压变频供气控制系统流程
        4.3.3 电气原理图设计
        4.3.4 恒压变频供气系统PLC及其扩展模块的选择
        4.3.5 传感器类型的确定
    4.4 基于西门子S7-200的恒压变频供气系统的软件设计
        4.4.1 压力信号采集程序
        4.4.2 PID闭环控制程序
    4.5 本章小结
5 基于智能采集卡与力控组态的监测系统设计
    5.1 沼气生产简易流程
    5.2 监测系统控制要求
    5.3 监测系统的下位机设计
        5.3.1 智能数据采集卡简介及选型原则
        5.3.2 智能监控系统下位机硬件设计
        5.3.3 系统主要部件的选型
    5.4 监测系统的上位机设计
        5.4.1 ForceControl组态软件概述
        5.4.2 系统监测界面开发步骤
    5.5 本章小结
6 全文总结
    6.1 全文总结
        6.1.1 研究内容以及研究结果
        6.1.2 创新及不足之处
    6.2 展望
参考文献
附录
    附录1 PLC完整程序
    附录2 恒压供气控制电路图
致谢
作者简介
导师简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]地上式户用太阳能恒温沼气池产气性能[J]. 李金平,单少雄,董缇.  农业工程学报. 2015(05)
[2]利用PLC和组态软件构建沼气生产自动控制系统研究[J]. 张影微,李文哲,李岩,李晶宇,郭勇.  农机化研究. 2014(03)
[3]瑞昌市联户沼气模式与实践[J]. 王建成,王忠柳,蔡晓珍,温海燕.  能源与节能. 2013(06)
[4]输气管道线路管材选择研究[J]. 刘伟.  中国石油和化工标准与质量. 2013(07)
[5]沼气发酵监控系统的发展现状与趋势[J]. 辛睿德,郑勇,邹明宏,王金丽,张劲.  广东农业科学. 2013(02)
[6]农村户用沼气发酵原料产气潜力及区划研究[J]. 陈豫,胡伟,杨改河,张培栋.  水土保持研究. 2012(05)
[7]沼气集中储气和供气装置及控制系统设计[J]. 孙祥国,张良栋,黄波.  液压与气动. 2012(08)
[8]中国沼气发展历史及研究成果述评[J]. 王义超.  农业考古. 2012(03)
[9]大型车用燃气沼气工程自动化应用案例研究[J]. 尹传斌.  中国高新技术企业. 2012(16)
[10]力控组态软件在工业现场监控系统中的应用[J]. 肖剑.  软件. 2012(05)

硕士论文
[1]热带地区小户型干式沼气发酵装置及其智能监控系统研究[D]. 张颖.广东海洋大学 2013
[2]联户秸秆沼气工程工艺和模式的研究[D]. 卢金.江西农业大学 2013
[3]基于投入产出的浙江省江山市联户沼气工程发展研究[D]. 倪丹成.复旦大学 2011
[4]大中型沼气工程的沼气净化技术研究[D]. 黎良新.广西大学 2007



本文编号：3181078