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一、概述
沼氣技術(shù)是實(shí)現(xiàn)資源回收、變廢為寶的高效轉(zhuǎn)換技術(shù)。在農(nóng)村推廣沼氣技術(shù)具有明顯的綜合效益，在農(nóng)村使用沼氣，第一能夠解決能源供應(yīng)不足的問題。第二能夠解決人畜糞便、生活污水污染問題。尤其是在禽畜養(yǎng)殖廠這一效果更為明顯，由于現(xiàn)代養(yǎng)殖場(chǎng)的集中化、規(guī)模化的生產(chǎn)，禽畜糞便對(duì)環(huán)境的污染就成了一個(gè)大問題，而沼氣工程的應(yīng)用不但解決了這一問題，還將污染源變成能源，一方面，沼氣可以提供給居民高效、清潔的氣體燃料。另一方面，禽畜糞便經(jīng)過發(fā)酵后成為更為高效的有機(jī)肥料可以提供給當(dāng)?shù)剞r(nóng)田產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。
二、現(xiàn)狀
目前沼氣工程按照控制水平可以分為以下三類：
1、手動(dòng)控制：工作過程全程由工人在現(xiàn)場(chǎng)操作完成，工人通過抄取現(xiàn)場(chǎng)一次儀表數(shù)值，經(jīng)過計(jì)算判斷該進(jìn)行那一步的操作。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是投資少，容易實(shí)現(xiàn)，但是缺點(diǎn)也很明顯，比如工人操作強(qiáng)度大，容易出錯(cuò)，工藝數(shù)據(jù)不可靠，穩(wěn)定性差，不能保證處理質(zhì)量。
2、半自動(dòng)控制：通過二次儀表自動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)一次儀表的數(shù)據(jù)信息匯總到控制室，在控制室內(nèi)設(shè)置人機(jī)界面顯示屏，顯示工程流程模擬圖、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)值、報(bào)警信息等，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)視。控制有大部分可以在操作臺(tái)上遙控完成，某些設(shè)備仍然需要工人到現(xiàn)場(chǎng)去實(shí)現(xiàn)控制。由于控制過程的頻繁人工干預(yù)難免存在時(shí)間延遲等問題，從而影響工藝穩(wěn)定性。
3、自動(dòng)控制：采用計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)沼氣生產(chǎn)的全過程進(jìn)行無人值守的全自動(dòng)控制。首先現(xiàn)場(chǎng)需要采用帶有通信功能的傳感器、分析儀表，將生產(chǎn)工程中的液位、流量、溫度、濁度、PH值等性能指標(biāo)和閥門、電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)入下位機(jī)，下位機(jī)位于近處的監(jiān)控室，一般采用可編程控制器（PLC）或者單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，通過編程預(yù)先設(shè)定控制算法，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)控制。上位機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)與下位機(jī)通訊完成在線監(jiān)視和遠(yuǎn)程控制。這種控制是今后的發(fā)展方向。
本文以某城郊養(yǎng)豬場(chǎng)為例主要介紹組態(tài)軟件在沼氣工程自動(dòng)化項(xiàng)目中的應(yīng)用和功能。
三、軟件功能
1、工藝流程模擬
以動(dòng)畫效果模擬現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)情況，包括風(fēng)機(jī)、閥門、攪拌機(jī)的啟停旋轉(zhuǎn)，液體、氣體流動(dòng)效果、罐內(nèi)液位變化等。
2、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示
通過網(wǎng)絡(luò)獲得現(xiàn)場(chǎng)的各種參數(shù)，比如罐內(nèi)溫度、沼氣流量、甲烷濃度、硫化氫濃度、風(fēng)機(jī)壓力等，軟件后臺(tái)自動(dòng)將采集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行量程變換、累計(jì)、統(tǒng)計(jì)等處理后顯示在界面上。
3、遠(yuǎn)程控制
對(duì)一些關(guān)鍵參數(shù)可以做到在線修改，比如報(bào)警上下限值的修改，各種設(shè)備的啟停控制，變頻器調(diào)節(jié)等。
4、歷史數(shù)據(jù)查詢
以多種方式顯示歷史數(shù)據(jù)，比如報(bào)表、歷史趨勢(shì)曲線等，用戶可以查詢?nèi)我鈺r(shí)間段的歷史數(shù)據(jù)。
5、報(bào)警顯示和查詢
及時(shí)獲得報(bào)警數(shù)據(jù)，以便于工作人員對(duì)報(bào)警進(jìn)行處理，降低產(chǎn)生危險(xiǎn)情況的可能性，減少損失，記錄所有報(bào)警產(chǎn)生、恢復(fù)、工作人員確認(rèn)的時(shí)間，方便明確責(zé)任。
總結(jié)
沼氣工程將廢棄物轉(zhuǎn)變?yōu)榍鍧嵞茉矗堑湫偷木G色環(huán)保和循環(huán)經(jīng)濟(jì)工程，將自動(dòng)控制與在線監(jiān)控技術(shù)用于沼氣工程，既提高了沼氣的生產(chǎn)水平和生產(chǎn)效率，保障了生產(chǎn)的穩(wěn)定性，又降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度降低了運(yùn)營(yíng)成本，對(duì)沼氣工程的推廣應(yīng)用具有重要意義。
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