牛糞便好氧發(fā)酵堆肥工藝綜合控制解決方案-文庫吧
2025-04-11 03:14 本頁面
【正文】 發(fā)酵、出肥，以及配套的工藝自動化控制等幾個階段組成。．系統(tǒng)組成根據(jù)以上工藝流程，各階段所需的設(shè)備如下：混料階段：鏟車高溫發(fā)酵階段：發(fā)酵槽6個、鏟車通風(fēng)曝氣：風(fēng)機、風(fēng)管、曝氣頭等工藝自動化控制系統(tǒng)：測量儀表、控制器、管理系統(tǒng)等5. 控制系統(tǒng)的組成1.2.3.4.5.. 系統(tǒng)的整體原理. 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)概述控制系統(tǒng)采取開放、可靠的網(wǎng)絡(luò)形式來完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集、系統(tǒng)控制的實現(xiàn)。根據(jù)我們多年的行業(yè)積累得到的經(jīng)驗，我們參看了目前工藝運行的需求，做出如下的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計：網(wǎng)絡(luò)采用以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計。這個網(wǎng)絡(luò)采用性能可靠的工業(yè)以太網(wǎng)?？梢詫⑥k公網(wǎng)絡(luò)、自動控制網(wǎng)絡(luò)和視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)無縫結(jié)合到該網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，實現(xiàn)“多網(wǎng)合一”。整個系統(tǒng)可承載的數(shù)據(jù)分成如下的幾個部分：1 工業(yè)控制數(shù)據(jù)2 采集數(shù)據(jù)3 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS總線通訊該系統(tǒng)以通訊為背景,采用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和傳遞，采用多級的交換機將整個網(wǎng)絡(luò)組建起來。. 控制系統(tǒng)的特點自動化控制系統(tǒng)是開放的控制系統(tǒng)，除了具有良好的網(wǎng)絡(luò)通訊能力外，還具有與其它控制系統(tǒng)通訊功能和標(biāo)準(zhǔn)的對外通訊接口，以后可以任意擴展控制系統(tǒng)。整個系統(tǒng)采用多級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即生產(chǎn)管理網(wǎng)和生產(chǎn)控制網(wǎng)，將過程實時數(shù)據(jù)、運行操作監(jiān)視數(shù)據(jù)信息同非實時信息及共享資源信息分開，分別使用不同的網(wǎng)絡(luò)。有效地提高了通訊的效率，降低了通訊負(fù)荷。生產(chǎn)管理網(wǎng)：用于實現(xiàn)現(xiàn)場控制層的控制系統(tǒng)之間、現(xiàn)場控制層與操作監(jiān)控層之間的通訊與數(shù)據(jù)傳輸，采用工業(yè)以太網(wǎng)。生產(chǎn)控制網(wǎng)：用于實現(xiàn)過程設(shè)備層與現(xiàn)場控制層之間的通訊和數(shù)據(jù)傳輸，采用現(xiàn)場總線的形式，現(xiàn)場總線采用MODBUS 國際通用的開放式現(xiàn)場總線，抗干擾性好，現(xiàn)場總線節(jié)點不少于64個節(jié)點，傳輸介質(zhì)為屏蔽雙絞線， ~ 12Mbps（自動調(diào)整）。. 通訊協(xié)議的可靠性Modbus 協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語言。通過此協(xié)議,控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（例如以太網(wǎng)）和其它設(shè)備之間可以通信。它已經(jīng)成為一通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。有了它，不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò),進行集中監(jiān)控。此協(xié)議定義了一個控制器能認(rèn)識使用的消息結(jié)構(gòu),而不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡(luò)進行通信的。它描述了一控制器請求訪問其它設(shè)備的過程,如何回應(yīng)來自其它設(shè)備的請求，以及怎樣偵測錯誤并記錄。它制定了消息域格局和內(nèi)容的公共格式。當(dāng)在Modbus網(wǎng)絡(luò)上通信時，此協(xié)議決定了每個控制器須要知道它們的設(shè)備地址，識別按地址發(fā)來的消息,決定要產(chǎn)生何種行動。如果需要回應(yīng)，控制器將生成反饋信息并用Modbus協(xié)議發(fā)出。在其它網(wǎng)絡(luò)上，包含了Modbus協(xié)議的消息轉(zhuǎn)換為在此網(wǎng)絡(luò)上使用的幀或包結(jié)構(gòu)。這種轉(zhuǎn)換也擴展了根據(jù)具體的網(wǎng)絡(luò)解決節(jié)地址、路由路徑及錯誤檢測的方法。. 系統(tǒng)的原理圖. 控制系統(tǒng)的實現(xiàn)的控制策略及功能的描述1.2.3.4.5........ 核心控制器的組成控制器采用本公司自主研發(fā)的智能堆肥高端控制器及通訊模塊組成網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過與其相連的儀表和執(zhí)行機構(gòu)完成對現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和控制功能?？刂破髂芘c電氣控制柜及工藝配合實現(xiàn)自動控制，能夠安全啟停設(shè)備，實現(xiàn)最優(yōu)控制，達到高質(zhì)、高效、節(jié)能、環(huán)保的生產(chǎn)效果。. 核心控制策略一、 實時數(shù)據(jù)采集根據(jù)污染性固體廢棄物堆肥控制系統(tǒng)的特點和工藝運行的要求，我們的采取的控制器具備良好的通訊接口，可以直接跟我們公司自己設(shè)計的溫度采集器進行通訊，采取標(biāo)準(zhǔn)開放的通訊協(xié)議。保證了數(shù)據(jù)的可靠性、和實時性的傳遞。主要的數(shù)據(jù)包括采集以下幾個方面：溫度數(shù)據(jù)、氧氣濃度數(shù)據(jù)、控制系統(tǒng)狀態(tài)、風(fēng)機運行狀態(tài)、運行時間、閥門開關(guān)狀態(tài)以及閥門開度等。A）溫度的采集溫度的采集主要是利用我們公司自主研發(fā)的溫度采集模塊來實現(xiàn)的，該模塊具備8路溫度采集通道，可以同時的采集8路溫度，℃。采集的數(shù)據(jù)可以在溫度模塊上來顯示，并且具備遠(yuǎn)程通訊端口支持可靠的工業(yè)通訊協(xié)議。利用該模塊以及提前根據(jù)工藝的要求在發(fā)酵槽內(nèi)布置的待測點，經(jīng)過實時的采集、運算，利用溫度采集模型的處理來把溫度精確在某特定的范圍來傳遞給相關(guān)的控制設(shè)備、控制設(shè)備對其采集來的數(shù)據(jù)進行建立溫度模型并控制風(fēng)機等執(zhí)行機構(gòu)來完成相應(yīng)的控制策略。B）氧氣含量的測量氧氣的采集是根據(jù)工藝的情況和實際的位置來設(shè)計的，通過我們公司研發(fā)的針對堆肥行業(yè)的氧氣含量傳感器來測量數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)傳遞給相關(guān)的控制器來完成堆料中氧氣模型的建立，這對堆肥通風(fēng)系統(tǒng)的階段性控制起到很重要的作用，可以說直接決定堆肥的周期與堆肥的質(zhì)量。二、堆肥系統(tǒng)的控制策略主要是實現(xiàn)通風(fēng)的控制1．堆肥通風(fēng)系統(tǒng)通常的情況下是強制通風(fēng)和自然通風(fēng)兩種模式，這個通風(fēng)的過程中也包括定期翻堆。其中根據(jù)我們目前的實際情況來看強制通風(fēng)占到了很大的比例。采用強制通風(fēng)的好氧堆肥體系對有機物的分解和轉(zhuǎn)化速度快、堆肥周期短。一般一次發(fā)酵時間為20天左右,二次發(fā)酵(即后熟期) 在10～30 天便可完成。具有通風(fēng)設(shè)備的好氧堆肥系統(tǒng)堆溫高,可以殺滅病原體、蟲卵和植物種子,使堆肥達到無害化。而沒有通風(fēng)系統(tǒng)的堆肥體系對有機物分解比較緩慢,堆肥周期長,占地面積大,還易產(chǎn)生惡臭。不同通風(fēng)方式對固定垛堆肥系統(tǒng)的影響,其結(jié)果列于表1（國外案例實驗結(jié)果）表1 自然通風(fēng)和強制通風(fēng)在堆肥過程中的溫度變化特點(比較)溫度特點自然通風(fēng)強制通風(fēng)溫度到達55 度時間(天)67溫度降到15 度時間(天)62. 2545. 25溫度峰值(度)58. 457. 5溫度到達峰值時間(天)98升溫速率d TPd t (度P天)3. 74降溫速率 d TPd t (度P天)0. 831. 1項目的關(guān)鍵環(huán)節(jié)——通風(fēng)量控制： 好氧堆肥化過程實際上是微生物發(fā)
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