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人类生活环境和能源面临巨大的挑战,生物质能作为无污染的可再生能源备受关注,研究人员利用生物质热解技术研制出多种生物质炭化和气化设备。本课题组研发了以秸秆、木屑为原料的分段式生物质热解设备。 本文以分段式生物质热解设备为研究对象,为了实现热解设备半自动化控制以及解决热解工艺参数集中监控困难等问题,利用组态软件以及PLC控制元件等软硬件,构建一套适用于设备的监控系统。 论文首先分析分段式生物质热解设备工艺流程,依据影响热解反应的因素以及实际生产状况,确定设备需求的控制点以及监测点,同时从系统需求方面阐述构建监控系统的原因以及可以实现的功能。接着根据系统实时性、安全性以及经济性的基本原则,拟定监控系统总体设计方案,同时介绍在搭建监控系统中所需要的相关技术或软件。 然后从设备层、控制层以及服务层三个层次对硬件结构进行介绍,主要包括以PLC作为硬件控制核心元件,控制外部设备起停状态,以专用型智能仪表为辅,通过设定PID参数和温度值控制燃烧器对炉膛的加热温度,同时依据元件类型设计了硬件间数据通讯方式。 最后基于硬件平台的结构上,利用STEP7-Micro/Win编写PLC程序,使用WinCC过程监控软件设计动态监控画面,实现对炉膛温度、出气管道压力、气体流量等集中监控以及绘制趋势图、数据归档、报表打印等功能,通过Web Navigator组态远程监控功能,用户通过登录发布的Web网页进行远程监控,实现客户端与现场服务器间的信息传递,同时通过OPC软件解决WinCC与S7-200PLC之间通讯问题。 该系统已经经过生物质热解实验检验,生产实验表明:系统运行良好,操作方便,较好的满足了设备初级阶段所需功能,极大地减少操作人员工作量,实际生产中可节约操作人员1至2名。