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生物制氢—水处理生产示范工程自动化系统的研究

王铁滨  
【摘要】: 生物制氢对于解决能源危机和环境污染都具有十分重要的意义,我国以厌氧活性污泥和有机质废水为生产原料的有机废水发酵法生物制氢技术在哈工大通过实验研究验证,该项研究在国内外首创并实现了中试规模连续非固定化菌种长期持续生物制氢技术,并实现了中试规模连续流长期持续产氢,是生物制氢领域的一项重大突破。 由于生物制氢过程中需要控制温度、PH值、流量等众多参数和大量监控点,因此采用PLC(可编程逻辑控制器)控制技术,然而,由于PLC单纯的逻辑顺序控制功能以及其控制过程中不透明性在某些领域还存在缺陷,尤其在生物制氢控制中还达不到应有的效果,所以,本课题采用PLC为下位控制系统和上位采用组态王进行组态的新的生物制氢控制系统设计思路。 在介绍了乙醇型发酵生物制氢理论指导下的发酵法生物制氢技术的工艺流程之后,又论述了生物制氢水处理自动控制系统的结构图和控制方案,并且对最底层的整个生产控制过程进行了详细介绍,包括了混合调节池自动控制回路,生物制氢反应器的温度、PH值控制回路,厌氧反应器温度、PH值控制回路,好氧反应池控制回路,沉淀池控制回路,生物制氢间氢气检测回路等等。 然后对于本系统选用的PLC硬件西门子S7-300的模块配置进行了详细讲解,接着对PLC软件部分的STEP7编程工具和程序的流程图、梯形图进行了举例说明。最后用组态王制作了本控制系统上位机监控软件,包括各种实时、历史趋势曲线,报表,报警系统等等。


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