一種農(nóng)用沼氣控制箱的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種農(nóng)用沼氣控制箱，涉及一種沼氣控制箱，控制箱包括直流電源、溫度（T）和壓力（P）傳感器、LOGO控制器和擴(kuò)展模塊、不同功能泵、報(bào)警輸出、揚(yáng)聲器；其控制箱控制方式為：沼氣控制箱采集兩個(gè)模擬量輸入，即溫度和壓力，輸出包括控制三個(gè)泵、一個(gè)加熱設(shè)備和報(bào)警輸出；控制箱還設(shè)置手動(dòng)、自動(dòng)和急停按鈕；控制箱采用預(yù)置控制方式控制加熱設(shè)備保持沼氣發(fā)酵溫度恒定在35℃左右，啟動(dòng)泵向反應(yīng)槽內(nèi)加水稀釋并降溫，而當(dāng)壓力減小到8KPa時(shí)關(guān)閉泵。該控制箱改進(jìn)與完善沼氣工程的生產(chǎn)效率，提高沼氣工程的自動(dòng)控制與檢測(cè)水平，進(jìn)而輔助解決我國(guó)北方冬天因其溫度低導(dǎo)致沼氣利用不普遍，以及農(nóng)村沼氣能源循環(huán)利用的控制問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種農(nóng)用沼氣控制箱
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及沼氣控制箱，特別是涉及一種農(nóng)用沼氣控制箱。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)沼氣的生產(chǎn)模式經(jīng)濟(jì)效益較低，目前農(nóng)戶對(duì)沼氣的認(rèn)識(shí)還停留在解決農(nóng)民生活用能(炊煮、照明)等單一方面，在探索沼氣綜合利用方面缺乏系統(tǒng)、科學(xué)的引導(dǎo)。一是農(nóng)戶沒(méi)有真正看到能與沼氣構(gòu)成能源循環(huán)的蔬菜大棚，以及雞舍等生態(tài)農(nóng)業(yè)模式帶來(lái)的具體經(jīng)濟(jì)效益；二是在進(jìn)行沼氣池建設(shè)時(shí)并沒(méi)有進(jìn)行“一池三改”(沼氣池、改廚、改廁、改圈)的配套建設(shè)，使沼氣池建成后并沒(méi)有達(dá)到預(yù)期改善農(nóng)村環(huán)境衛(wèi)生，改善村容村貌、提高農(nóng)村生活質(zhì)量的效果。主要原因是建設(shè)費(fèi)用無(wú)法解決。
[0003]通過(guò)調(diào)查，可知當(dāng)前沼氣生產(chǎn)過(guò)程的控制，大部分用戶完全依靠手工操作實(shí)現(xiàn)。因此，需要操作人員每日完成的工作量很大，對(duì)于操作人員的數(shù)量需求也很大。由于其自動(dòng)化程度低，使沼氣正常進(jìn)行反應(yīng)的控制技術(shù)比較粗糙，造成了對(duì)廢棄物處理速度過(guò)慢，對(duì)環(huán)境問(wèn)題改善效果不明顯，也使得生產(chǎn)出的沼氣產(chǎn)量及質(zhì)量較差，其生產(chǎn)效率也很低；同時(shí)重要的是，由于控制生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化水平低，帶來(lái)的安全隱患不容忽視。
[0004]目前通過(guò)調(diào)查表明還未存在功能相類(lèi)似產(chǎn)品應(yīng)用的情況，特別是此發(fā)明的設(shè)計(jì)思想在農(nóng)村沼氣控制中的應(yīng)用還是一項(xiàng)空白。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種農(nóng)用沼氣控制箱，該控制箱以西門(mén)子LOGO作為控制器構(gòu)建控制裝置，改進(jìn)與完善沼氣工程的生產(chǎn)效率，提高沼氣工程的自動(dòng)控制與檢測(cè)水平，進(jìn)而輔助解決我國(guó)北方冬天因其溫度低導(dǎo)致沼氣利用不普遍，以及農(nóng)村沼氣能源循環(huán)利用的控制問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種農(nóng)用沼氣控制箱，選用西門(mén)子LOGO作為控制器構(gòu)建控制裝置，所述控制箱包括直流電源、溫度(T)和壓力(P)傳感器、LOGO控制器和擴(kuò)展模塊、不同功能泵、報(bào)警輸出、揚(yáng)聲器；其控制箱控制方式為:沼氣控制箱采集兩個(gè)模擬量輸入，即溫度和壓力，輸出包括控制三個(gè)泵、一個(gè)加熱設(shè)備和報(bào)警輸出；控制箱還設(shè)置手動(dòng)、自動(dòng)和急停按鈕；控制箱采用預(yù)置控制方式控制加熱設(shè)備保持沼氣發(fā)酵溫度恒定在35 C左右；在壓力控制中，米取集氣室內(nèi)壓力控制，當(dāng)壓力高于12KPa時(shí)，啟動(dòng)泵向反應(yīng)槽內(nèi)加水稀釋并降溫，而當(dāng)壓力減小到SKPa時(shí)關(guān)閉泵；同時(shí)系統(tǒng)設(shè)有排污泵。
[0007]所述的一種農(nóng)用沼氣控制箱，所述控制箱控制方式自動(dòng)工作時(shí)，由控制器預(yù)先編制的控制程序完成自動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)溫度和壓力控制。
[0008]所述的一種農(nóng)用沼氣控制箱，所述控制箱控制方式進(jìn)入自動(dòng)控制狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)相關(guān)檢測(cè)儀表采集的數(shù)據(jù)，并且根據(jù)編寫(xiě)的控制算法，自動(dòng)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成調(diào)節(jié)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)沼氣反應(yīng)的正常工作，并維持高效運(yùn)轉(zhuǎn)。[0009]所述的一種農(nóng)用沼氣控制箱，所述控制箱控制方式壓力超過(guò)15KPa時(shí)開(kāi)始報(bào)警，當(dāng)壓力不足8KPa時(shí)，啟動(dòng)相關(guān)裝置向反應(yīng)槽內(nèi)加反應(yīng)物料增加反應(yīng)物濃度和提高溫度，使反應(yīng)速率加快,直到壓力增加到12KPa時(shí)關(guān)閉相關(guān)裝置。
[0010]所述的一種農(nóng)用沼氣控制箱，所述控制箱控制方式如果壓力10分鐘內(nèi)持續(xù)低于SKPa時(shí)開(kāi)始報(bào)警，人工檢查是否物料池內(nèi)是否沒(méi)有物料或漏氣等故障。
[0011]所述的一種農(nóng)用沼氣控制箱，所述選用西門(mén)子LOGO作為控制器選用西門(mén)子LOGO12/24RC作為控制器。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是:
1.本發(fā)明適于農(nóng)用沼氣生產(chǎn)與使用的控制設(shè)備成為需要解決的實(shí)際問(wèn)題，能夠解決沼氣使用過(guò)程中穩(wěn)定性和安全性的要求。并最大限度地控制產(chǎn)品的成本，使其容易被農(nóng)村市場(chǎng)所接受。最后功能還可以擴(kuò)展到多種沼氣應(yīng)用場(chǎng)所。
[0013]2.本發(fā)明通過(guò)引進(jìn)西門(mén)子LOGO作為控制器構(gòu)建控制裝置，改進(jìn)與完善沼氣工程的生產(chǎn)效率，提高沼氣工程的自動(dòng)控制與檢測(cè)水平，進(jìn)而輔助解決我國(guó)北方冬天因其溫度低導(dǎo)致沼氣利用不普遍，以及農(nóng)村沼氣能源循環(huán)利用的控制問(wèn)題。
[0014]3.本發(fā)明用來(lái)解決農(nóng)用沼氣生產(chǎn)與使用中長(zhǎng)期依賴手工操作、自動(dòng)化水平不高的狀況，為農(nóng)民使用沼氣提供一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用、又安全的設(shè)備。它實(shí)現(xiàn)一體化設(shè)計(jì)，前面板集成顯示屏和操作按鈕，能夠監(jiān)控沼氣生產(chǎn)過(guò)程中的溫度和壓力重要參數(shù)，提供控制程序，可以自動(dòng)操作滿足要求，具有異常報(bào)警和急停功能。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明的組成框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖所示實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
[0017]本發(fā)明通過(guò)監(jiān)控溫度和壓力工藝參數(shù)，提供處理異常狀況的能力，輔助提高沼氣使用的自動(dòng)化水平和安全，使沼氣得到進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用。農(nóng)用沼氣控制箱的設(shè)計(jì)方案，硬件的選擇，軟件功能實(shí)現(xiàn)。其控制箱的使用方法，溫度和壓力參數(shù)的控制策略，報(bào)警功能的設(shè)計(jì)，異常狀況的處理模式具有新的理念。
[0018]本發(fā)明選用西門(mén)子LOGO作為控制器構(gòu)建控制裝置設(shè)計(jì)沼氣控制箱，實(shí)現(xiàn)了一體化設(shè)計(jì)，集成參數(shù)顯示和輸入數(shù)據(jù)的多功能面板，可以方便功能擴(kuò)展，通過(guò)邏輯和過(guò)程控制能力，完全可以滿足沼氣使用中的需求。另外，相對(duì)于同類(lèi)產(chǎn)品，LOGO除具有強(qiáng)大功能外，它的價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯，經(jīng)調(diào)研可以滿足農(nóng)村用戶的心理承受能力?？刂葡渖咸峁╋@示屏，可以監(jiān)測(cè)壓力、溫度等實(shí)時(shí)信息，為用戶操作提供必要的參考。
[0019]控制箱包括直流電源、溫度(T)和壓力(P)傳感器、LOGO控制器和擴(kuò)展模塊、不同功能泵、報(bào)警輸出、揚(yáng)聲器。沼氣控制箱采集兩個(gè)模擬量輸入，即溫度和壓力。主要輸出包括控制三個(gè)泵、一個(gè)加熱設(shè)備和報(bào)警。另外，控制箱還需設(shè)置手動(dòng)、自動(dòng)和急停按鈕。系統(tǒng)工藝參數(shù)基本包括七個(gè)輸入，即五個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)和二個(gè)模擬量輸入(溫度、壓力)，四個(gè)數(shù)字量輸出，一個(gè)模擬量輸出。選用西門(mén)子LOGO 12/24RC作為控制器。
[0020]控制箱由手動(dòng)/自動(dòng)開(kāi)關(guān)完成工作狀態(tài)切換。自動(dòng)工作時(shí)，由控制器預(yù)先編制的控制程序完成自動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)溫度和壓力控制，滿足設(shè)計(jì)要求。系統(tǒng)出現(xiàn)異常，及時(shí)給出報(bào)警，用戶可以根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)處理，或者由系統(tǒng)自動(dòng)判定停車(chē)，避免危險(xiǎn)發(fā)生。另外，控制箱提供定期控制排污的功能。
[0021]本發(fā)明選擇溫度、壓力作為主要被控參數(shù)。當(dāng)進(jìn)入自動(dòng)控制狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)相關(guān)檢測(cè)儀表采集的數(shù)據(jù)，并且根據(jù)編寫(xiě)的控制算法，自動(dòng)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成調(diào)節(jié)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)沼氣反應(yīng)的正常工作，并維持高效運(yùn)轉(zhuǎn)。在溫度控制中，充分考慮到我國(guó)北方農(nóng)村，特別是東北地區(qū)實(shí)際情況，結(jié)合夏天酷暑、冬天寒冷的氣候特點(diǎn)，得知在冬天影響沼氣發(fā)酵的主要原因是溫度過(guò)低。因此，控制箱采用預(yù)置控制方式控制加熱設(shè)備保持沼氣發(fā)酵溫度恒定在35°C左右。
[0022]而在壓力控制中，控制箱在設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮到用戶安全和沼氣使用時(shí)的穩(wěn)定供應(yīng)情況，采取集氣室內(nèi)壓力控制，當(dāng)壓力高于12KPa時(shí)，啟動(dòng)泵向反應(yīng)槽內(nèi)加水稀釋并降溫，從而實(shí)現(xiàn)減小反應(yīng)速率的目的；而當(dāng)壓力減小到SKPa時(shí)關(guān)閉泵。如果壓力超過(guò)15KPa時(shí)開(kāi)始報(bào)警，可以人工減壓以防安全隱患。當(dāng)壓力不足SKPa時(shí)，啟動(dòng)相關(guān)裝置向反應(yīng)槽內(nèi)加反應(yīng)物料增加反應(yīng)物濃度和提高溫度，使反應(yīng)速率加快，直到壓力增加到12KPa時(shí)關(guān)閉相關(guān)裝置。如果壓力10分鐘內(nèi)持續(xù)低于SKPa時(shí)開(kāi)始報(bào)警，人工檢查是否物料池內(nèi)是否沒(méi)有物料或漏氣等故障。另外，系統(tǒng)通過(guò)控制排污泵完成定時(shí)排泥的工作，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
【權(quán)利要求】
1.一種農(nóng)用沼氣控制箱，選用西門(mén)子LOGO作為控制器構(gòu)建控制裝置，其特征在于，所述控制箱包括直流電源、溫度(T)和壓力(P)傳感器、LOGO控制器和擴(kuò)展模塊、不同功能泵、報(bào)警輸出、揚(yáng)聲器；其控制箱控制方式為:沼氣控制箱米集兩個(gè)模擬量輸入，即溫度和壓力，輸出包括控制三個(gè)泵、一個(gè)加熱設(shè)備和報(bào)警輸出；控制箱還設(shè)置手動(dòng)、自動(dòng)和急停按鈕；控制箱采用預(yù)置控制方式控制加熱設(shè)備保持沼氣發(fā)酵溫度恒定在35°C左右；在壓力控制中，采取集氣室內(nèi)壓力控制，當(dāng)壓力高于12KPa時(shí)，啟動(dòng)泵向反應(yīng)槽內(nèi)加水稀釋并降溫，而當(dāng)壓力減小到8KPa時(shí)關(guān)閉泵；同時(shí)系統(tǒng)設(shè)有排污泵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)用沼氣控制箱，其特征在于，所述控制箱控制方式自動(dòng)工作時(shí)，由控制器預(yù)先編制的控制程序完成自動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)溫度和壓力控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)用沼氣控制箱，其特征在于，所述控制箱控制方式進(jìn)入自動(dòng)控制狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)相關(guān)檢測(cè)儀表采集的數(shù)據(jù)，并且根據(jù)編寫(xiě)的控制算法，自動(dòng)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成調(diào)節(jié)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)沼氣反應(yīng)的正常工作，并維持高效運(yùn)轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)用沼氣控制箱，其特征在于，所述控制箱控制方式壓力超過(guò)15KPa時(shí)開(kāi)始報(bào)警，當(dāng)壓力不足8KPa時(shí)，啟動(dòng)相關(guān)裝置向反應(yīng)槽內(nèi)加反應(yīng)物料增加反應(yīng)物濃度和提高溫度，使反應(yīng)速率加快，直到壓力增加到12KPa時(shí)關(guān)閉相關(guān)裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)用沼氣控制箱，其特征在于，所述控制箱控制方式如果壓力10分鐘內(nèi)持續(xù)低于SKPa時(shí)開(kāi)始報(bào)警，人工檢查是否物料池內(nèi)是否沒(méi)有物料或漏氣等故障。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)用沼氣控制箱，其特征在于，所述選用西門(mén)子LOGO作為控制器選用西門(mén)子LOGO 12/24RC作為控制器。
【文檔編號(hào)】G05D27/02GK103558884SQ201310474387
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月12日
【發(fā)明者】王貴成, 關(guān)長(zhǎng)亮, 劉銘, 趙彬辛, 任永強(qiáng) 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)化工大學(xué)