好氧堆肥膜控制系统方案

2021-07-22 11:16:55

我公司在为客户服务过程中，积极与客户沟通，关切客户需求，不断推陈出新，总结经验教训，不断为客户解决关键难题和关键技术问题，建立了一套行之有效的好氧堆肥自动控制技术，能够根据客户特殊要求灵活订制不同的控制系统，能够有效地适用于不同的堆体，适用于南北方不同的地域，适用于畜禽堆肥、秸秆发酵、垃圾处理等不同的应用，目前已在福建、吉林、辽宁等地开展实际应用。并已与某省农科院开展合作，大力推广好氧堆肥控制系统的推广应用工作。

目录
1好氧堆肥简介...
2方案简介...
2.1初步设计...
2.2系统结构示意简图...
2.3主要性能指标...
3硬件示例...
4监控系统平台...
4.1总的要求...
4.2基本特点...
4.3软件界面示例...

1、好氧堆肥简介
随着环境意识的改善和提高，好氧堆肥越来越受到各地政府和企业的重视，成为处理垃圾，减少污染的重要而有效的手段，渐成趋势，自动化控制技术的普及与应用，也必将有力地促进堆肥技术的发展和提高。
好氧堆肥是在有氧条件下，利用好氧微生物的生命代谢作用，氧化、还原、合成等过程对有机固体废弃物进行生物降解和生物合成，有机物降解速率快且彻底、腐熟时间短、无害化程度高、无中间产物和臭味、环境条件好和堆肥产品肥效高等优点，可在最短时间内达到无害化处理、达到变废为宝的目的，促进环境保护，推动生态环境建设。
影响好氧堆肥的因素主要有有机质含量、湿度(含水率)、碳氮比、发酵过程的氧浓度、温度与pH值等，其中供氧、堆料含水率、温度是最主要的发酵条件。一次发酵过程能否如期顺利完成，调整好上述影响发酵的因素是关键。
好氧堆肥过程要保持温度，微生物的活性受到温度影响很大，因此必须有效控制中温阶段、高温阶段、腐熟阶段等各阶段的温度。
好氧堆肥过程中必须使物料充分接触空气，促进酵母菌、时霉菌、芽孢杆菌等好氧微生物积极参与发酵活动，微生物参与发酵过程中，又反过来促使堆体温度会快速升高，剧烈时堆温最高可以达到80、90℃以上。因此必须确保风机有效运行，加强通风控制。

2、好氧堆肥膜控制系统方案简介

好氧堆肥过程中引进自动化控制技术，能够避免自然堆肥的简单、粗糙、无序和无效，极大地提高堆肥效率、堆肥质量，提高堆肥的精准度，实现真正的堆肥自动化、科技化、现代化，甚至实现真正的无人值守，解放生产力，提高劳动生产率。
有效地处理好温度、通风量与时间的关系，是好氧堆肥自动化控制技术的关键。
我公司在为客户服务过程中，积极与客户沟通，关切客户需求，不断推陈出新，总结经验教训，不断为客户解决关键难题和关键技术问题，建立了一套行之有效的好氧堆肥自动控制技术，能够根据客户特殊要求灵活订制不同的控制系统，能够有效地适用于不同的堆体，适用于南北方不同的地域，适用于畜禽堆肥、秸秆发酵、垃圾处理等不同的应用，目前已在福建、吉林、辽宁等地开展实际应用。并已与某省农科院开展合作，大力推广好氧堆肥控制系统的推广应用工作。

2.1初步设计

好氧堆肥膜控制系统分为四个层级
第一层级，传感器。
    （1）温度探杆
根据堆体高度确定探杆的插深，不同高度的堆体探杆不应千篇一律。一般情况，畜禽粪便的堆体矮小密实，堆槽不宜过长过宽，堆体不宜过高，一般在1.2～1.5米左右，因此探杆也应选择单点探杆，高度不超过1.5米；包含秸秆、木料等的堆体比较松散，堆体较高，一般在1.8米左右，因此最好选择三个点的探杆，高度在1.6～1.8米，分别测量堆体上中下三层的温度。
（2）氨气、氧气、温湿度、风速、风量传感器
这类传感器不是控制系统必须的，是客户定制化的需求，我们完全可以满足不同的客户需求。

第二层级，控制柜。
控制柜包含触摸屏和中央处理器两大部分。
（1）    触摸屏
实现人机交互，能够显示各个测点的温度，风机运行状态等数据，可以设置、控制风机的启停、运行等，是堆肥现场的本地操作窗口。
（2）    中央处理器
是整个控制系统的核心，完成整个控制过程逻辑运算和处理工作。中央处理器具有强大的处理能力，也是灵活控制系统的关键，完全可以根据客户要求订制各种功能。既可以控制2、3台风机，也可以控制5、6台风机，甚至更多的风机。
（3）    变频器
有的客户根据特殊需要采用变频风机，控制柜中可以加装变频器。变频器能够自动
调节变频风机的转速，实现自动化通风控制，从而达到更加灵活、自动化的控制。
（4）    简易控制箱
有的客户在特殊场合或者特殊需要，需要极简的自动控制，或者单台式控制风机，而不需要集约控制。我们完全根据客户需要订制简易控制箱而代替控制柜。

第三层级，上位机软件管理平台。
     软件管理是高端客户的智能化的应用需求，因此必须建立上位机软件管理平台。
    控制柜通过光纤、以太网、RS485总线等有线方式与上位机管理软件进行通讯，实现好氧堆肥的智能化管理。鉴于系统可靠性和数据传输的稳定性，传感器与控制柜、控制柜与上位机的通讯不建议使用无线方式。
上位机软件管理平台主要包括以下几大功能块：
（1）    实时数据显示，包括温度数据显示、风机运行状态显示；
（2）    数据查询，可以查询一定时间间隔的历史数据；
（3）    数据存储，将数据存储并导出到硬盘；
（4）    趋势曲线，绘制并查询历史趋势曲线；
（5）    打印功能，上述数据报表和曲线可以打印纸质文档或者pdf文档；
（6）    控制功能，包括参数设置，启停控制；
（7）    报警功能，包括报警设置，报警记录，声光报警等；
（8）    计算分析，根据需要可进行相关分析与计算；
（9）    其他功能。

第四层级，智能化应用。
    智能化应用功能是客户个性化需求的功能。
通过上位机软件的建立，客户可以通过手机查阅数据，可以实现视频监控，可以发送短信报警，以及其他功能等。客户还可以将数据发送到云服务器，或者通过云服务器浏览本地数据而不需要建立本地服务器等。

2.2好氧堆肥膜控制系统结构示意简图（略）

2.3主要性能指标

供电电源	380VAC&220VAC
温度测量范围	-50～200℃
温度测量精度	±0.5℃(@25℃)
温度稳定性	≤0.1℃/年
系统分辨率	0.1℃
系统稳定特性	优于 100PPMM
通讯协议	标准的MODBUS RTU&TCP/IP协议
采集间隔	≥1S
显示屏	7吋～10吋液晶显示屏

3、硬件示例（略）

4、好氧堆肥膜控制系统监控系统平台
本监控系统平台是基于HMI软件开发的数据监测管理平台。数据监测采集点数设计为多个采集点，便于今后系统升级和扩展需要。

4.1总的要求

监控系统温湿度及温度监控操作软件采用国内外知名品牌软件，中文显示界面。
4.1.1界面清晰；
4.1.2画面、菜单便于人员操作；
4.1.3图形必须矢量化、数据 XML 化，全部画面能动态放大缩小、拖拽移动，实现美观、易用、实用的监控功能；
4.1.4所有页面必须采用无刷新技术，所有变量数据实时传送（无时间间隔，数据改变即传送）。

4.2基本特点

好氧堆肥膜控制系统平台具备以下基本特点：
（1）    测温点和采集名称可编辑；
（2）    采集时间间隔可调；
（3）    显示实时曲线、历史曲线；
（4）    数据报表、存储（Excle）;
（5）    温度超限有灯光、声音报警等；
（6）    数据、曲线等页面可切换；
4.2.1采取模型概念，模块化开发，建立统一规范的图形模型和数据模型。
4.2.2划分区域，监测点公寓楼、办公室、食堂以及各房间名称明确标识并可编辑；
4.2.3系统软件采用循环顺序扫描的方式将数据通过各个房间的路由器以TCP/IP协议传输到公司总控室。
4.2.4良好的报警系统，能够对实时、历史的报警和事件进行显示、存储和查询，并能够及时通知操作人员，实现快速故障监测和处理。能在同一窗口同时监测实时、历史报警，并进行报警过滤和查询。
4.2.5强大的历史库，能够长期存储历史变量数据。
4.2.6在通讯故障或者网络缓慢时，能够对数据进行存储缓冲处理，缓解网络负荷。
4.2.7具有并发查询、快速冗余以及故障状态下断点续传功能，能够进行无忧切换，保证实时数据、报警数据、历史数据的完整性。