[01253872]沼气发酵工艺流程控制系统

课题来源与背景本项目由国家基金委员会2016年立项，属于国家自然科学地区基金项目，项目名称为纤维质原料扩季节贮存过程及理化特性对其厌氧消化甲烷效能的影响机理，项目编号为51666010。

在环境污染加剧，煤、石、油等不可再生资源日益紧张的今天，沼气发酵作为一种新型的变废为宝、保护环境的方法，意义重大，越来越受到国内外的广泛重视。沼气发酵是一种具有生态效益和经济效益的处理生物质废弃物的有效方法，不仅将固定在牛粪便、污水、有机垃圾等生物质内的能量转化为可燃烧利用的甲烷气能，减少不可再生资源的使用，而且沼气发酵后的沼液和沼渣是生产促进作物生长的优质有机肥料的潜在原料，其经济价值较大。

然而，沼气发酵工业化生产过程复杂，物理、化学反应以及众多因素的影响，无法保证发酵过程环境的一致性，容易偏离预先设定的最佳发酵生产条件，产生某些不利于发酵产物。另外，由于沼气发酵异常初期通常难以察觉，往往会造成较大的经济损失。因此，发酵过程中如何始终维持较高的产气率，是检验一个沼气工程成功与否的标准，而对发酵工艺参数的实时监测与调控是提高提高产气率的关键技术。

我国发展计算机控制系统的研究起步并不是很晚，然而相比于国外发达国家要相对落后20世纪80年代以来，随着计算机技术的普及与发展，越来越多的智能控制系统得到了实践条件。

随着硬件条件的发展，一些以PLC，MCU等作为主控单元的厌氧发酵参数的检测控制系统已经得到了应用。虽然研究的成果得到了较为广泛的应用，然而随着需求的提升以及相关技术的进步，还有很多课题值得进一步的研究。

2.技术原理及性能指标

该设计主要应用PLC原理，运动控制系统中变频调速及自动控制原理等的相关内容进行设计。采用可编程控制器控制，实现了全自动化，提高了系统的可靠性。采用西门子S7-300 PLC 为下位机主控模块，用于厌氧发酵过程中的工艺参数采集与处理，以及实现实时控制等。实时了解发酵流程、发酵参数等。

3.技术的创造性与先进性

沼气发酵工艺流程控制系统是一款针对沼气发酵工艺流程控制的系统，系统对沼气发酵工艺流程进行简单化的控制，减少了人工的复杂化，系统有控制设置和系统设置等多种功能，该系统运行稳定，操作简单，界面简洁明了。

4.技术的成熟程度，适用范围和安全性

本项目的研究内容属于学科研究的前沿技术，涉及的理论和方法不够成熟和完善。

5. 应用情况及存在的问题。本发明目前已在沼气发酵过程中得到应用，能够提高沼气发酵工艺流程自动控制程度和安全可靠性。

6. 历年获奖情况。无。

7. 成果简介。要向社会公开，请不要填写商业秘密内容。该成果简介不涉及任何商业秘密内容。