一種沼氣發(fā)酵監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種監(jiān)控系統(tǒng)，尤其是涉及一種沼氣發(fā)酵監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源緊張和環(huán)境污染問題的日益突出，緩解能源供需矛盾和有效控制環(huán)境污染是全球面臨的兩大難題。因此，尋求未來新能源刻不容緩。沼氣是生物質(zhì)經(jīng)過轉(zhuǎn)化再利用而形成的一種清潔能源，可代替秸桿和紫草作燃料，不僅可以減少煤、天然氣等不可再生能源的消耗，還有助于減少S02、S02等毒害氣體的排放。沼氣發(fā)酵技術(shù)用于處理畜禽糞便、農(nóng)作物秸桿、餐廚垃圾、有機廢水、生活污水等生物質(zhì)廢棄物，是我國當前大力發(fā)展的重點可再生能源項目之一。因此，合理利用生物廢棄物資源，發(fā)展沼氣產(chǎn)業(yè)是緩解我國能源供需矛盾、減少環(huán)境污染的有效途徑，對我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。
[0003]另一方面，隨著自動控制水平的提高，沼氣工程中也實現(xiàn)了自動控制，怎樣更有效的發(fā)揮控制系統(tǒng)的作用，實時監(jiān)控沼氣發(fā)酵過程，達到節(jié)能環(huán)保、安全運行的目的，是亟需解決的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種具有現(xiàn)場采集、數(shù)據(jù)處理和存儲，遠程實時無線監(jiān)控功能的沼氣發(fā)酵監(jiān)控系統(tǒng)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種沼氣發(fā)酵監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:包括控制器、數(shù)據(jù)采集卡、第一處理器MCU、無線發(fā)射模塊、無線接收模塊、第二處理器MCU、3G無線收發(fā)模塊、互聯(lián)網(wǎng)、布設(shè)在遠程監(jiān)控中心的監(jiān)控主機、與所述監(jiān)控主機相接的人機界面HM1、對生物沼氣發(fā)酵塔中的沼氣發(fā)酵參數(shù)進行檢測的傳感器單元和對所述生物沼氣發(fā)酵塔的發(fā)酵溫度進行調(diào)節(jié)的調(diào)溫裝置；所述傳感器單元包括用于檢測所述發(fā)酵溫度的溫度傳感器、用于檢測所述生物沼氣發(fā)酵塔內(nèi)氣體壓力的壓力傳感器、用于檢測所述生物沼氣發(fā)酵塔內(nèi)的液體PH值的pH值傳感器和用于檢測所述沼氣中CH4、H2S, 0)2等氣體濃度的氣體分析儀；所述溫度傳感器、壓力傳感器、PH值傳感器和氣體分析儀均布設(shè)在所述生物沼氣發(fā)酵塔內(nèi)，所述溫度傳感器、壓力傳感器、PH值傳感器和氣體分析儀均與數(shù)據(jù)采集卡相接，所述數(shù)據(jù)采集卡、第一處理器MCU、無線發(fā)射模塊依次相接，所述無線接收模塊、第二處理器MCU、控制器、調(diào)溫裝置依次相接，所述無線發(fā)射模塊和無線接收模塊無線連接，所述控制器和監(jiān)控主機均通過3G無線收發(fā)模塊與互聯(lián)網(wǎng)無線連接。
[0006]上述一種沼氣發(fā)酵監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:所述控制器為PLC。
[0007]上述一種沼氣發(fā)酵監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:所述無線發(fā)射模塊和無線接收模塊均為nRF24L01單片無線模塊。
[0008]上述一種沼氣發(fā)酵監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:所述溫度傳感器的型號為DS18B20。
[0009]上述一種沼氣發(fā)酵監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:所述第一處理器MCU和第二處理器MCU均為MSP430單片機。
[0010]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:可實現(xiàn)小型沼氣用戶對發(fā)酵過程參數(shù)的實時在線記錄與監(jiān)控，有效降低人工操作勞動強度，保證工藝參數(shù)實時監(jiān)控記錄，使發(fā)酵過程始終處于可控的最佳工作狀態(tài)，同時也可為沼氣生產(chǎn)與研究人員分析發(fā)酵工藝提供實時或歷史運行數(shù)據(jù)，進一步改進工藝，提高效率。
[0011]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的電路原理框圖。
[0013]附圖標記說明:
[0014]I一控制器；2—數(shù)據(jù)采集卡；3—第一處理器MCU;
[0015]4一無線發(fā)射模塊； 5—無線接收模塊；6—第二處理器MCU ；
[0016]7一3G無線收發(fā)模塊；8一互聯(lián)網(wǎng)；9一監(jiān)控主機；
[0017]10—人機界面HMI; 11—生物沼氣發(fā)酵塔；
[0018]12—調(diào)溫裝置；13—溫度傳感器；14 一壓力傳感器；
[0019]15 — PH值傳感器； 16—氣體分析儀。
【具體實施方式】
[0020]如圖1所示，本實用新型包括控制器1、數(shù)據(jù)采集卡2、第一處理器MCU3、無線發(fā)射模塊4、無線接收模塊5、第二處理器MCU6、3G無線收發(fā)模塊7、互聯(lián)網(wǎng)8、布設(shè)在遠程監(jiān)控中心的監(jiān)控主機9、與所述監(jiān)控主機9相接的人機界面HMI10、對生物沼氣發(fā)酵塔11中的沼氣發(fā)酵參數(shù)進行檢測的傳感器單元和對所述生物沼氣發(fā)酵塔11的發(fā)酵溫度進行調(diào)節(jié)的調(diào)溫裝置12 ;所述傳感器單元包括用于檢測所述發(fā)酵溫度的溫度傳感器13、用于檢測所述生物沼氣發(fā)酵塔11內(nèi)氣體壓力的壓力傳感器14、用于檢測所述生物沼氣發(fā)酵塔11內(nèi)的液體pH值的PH值傳感器15和用于檢測所述沼氣中CH4、H2S, CO2等氣體濃度的氣體分析儀16 ;所述溫度傳感器13、壓力傳感器14、pH值傳感器15和氣體分析儀16均布設(shè)在所述生物沼氣發(fā)酵塔11內(nèi)，所述溫度傳感器13、壓力傳感器14、pH值傳感器15和氣體分析儀16均與數(shù)據(jù)采集卡2相接，所述數(shù)據(jù)采集卡2、第一處理器MCU3、無線發(fā)射模塊4依次相接，所述無線接收模塊5、第二處理器MCU6、控制器1、調(diào)溫裝置12依次相接，所述無線發(fā)射模塊4和無線接收模塊5無線連接，所述控制器I和監(jiān)控主機9均通過3G無線收發(fā)模塊7與互聯(lián)網(wǎng)8無線連接。
[0021]本實施例中，所述控制器I為PLC。
[0022]本實施例中，所述無線發(fā)射模塊4和無線接收模塊5均為nRF24L01單片無線模塊。
[0023]本實施例中，所述溫度傳感器13的型號為DS18B20。
[0024]本實施例中，所述第一處理器MCU3和第二處理器MCU6均為MSP430單片機。
[0025]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種沼氣發(fā)酵監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:包括控制器(I)、數(shù)據(jù)采集卡(2)、第一處理器MCU(3)、無線發(fā)射模塊(4)、無線接收模塊(5)、第二處理器MCU(6)、3G無線收發(fā)模塊(7)、互聯(lián)網(wǎng)(8)、布設(shè)在遠程監(jiān)控中心的監(jiān)控主機(9)、與所述監(jiān)控主機(9)相接的人機界面HMI (10)、對生物沼氣發(fā)酵塔(11)中的沼氣發(fā)酵參數(shù)進行檢測的傳感器單元和對所述生物沼氣發(fā)酵塔(11)的發(fā)酵溫度進行調(diào)節(jié)的調(diào)溫裝置(12);所述傳感器單元包括用于檢測所述發(fā)酵溫度的溫度傳感器(13)、用于檢測所述生物沼氣發(fā)酵塔(11)內(nèi)氣體壓力的壓力傳感器(14)、用于檢測所述生物沼氣發(fā)酵塔(11)內(nèi)的液體pH值的pH值傳感器(15)和用于檢測所述沼氣中014、&5、0)2氣體濃度的氣體分析儀(16);所述溫度傳感器(13)、壓力傳感器(14)、pH值傳感器(15)和氣體分析儀(16)均布設(shè)在所述生物沼氣發(fā)酵塔(11)內(nèi)，所述溫度傳感器(13)、壓力傳感器(14)、pH值傳感器(15)和氣體分析儀(16)均與數(shù)據(jù)采集卡(2)相接，所述數(shù)據(jù)采集卡(2)、第一處理器MCU(3)、無線發(fā)射模塊(4)依次相接，所述無線接收模塊(5)、第二處理器MCU(6)、控制器(I)、調(diào)溫裝置(12)依次相接，所述無線發(fā)射模塊(4)和無線接收模塊(5)無線連接，所述控制器(I)和監(jiān)控主機(9)均通過3G無線收發(fā)模塊(7)與互聯(lián)網(wǎng)⑶無線連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種沼氣發(fā)酵監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器(I)為PLC。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種沼氣發(fā)酵監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述無線發(fā)射模塊(4)和無線接收模塊(5)均為nRF24L01單片無線模塊。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的一種沼氣發(fā)酵監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述溫度傳感器(13)的型號為DS18B20。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的一種沼氣發(fā)酵監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述第一處理器MCU(3)和第二處理器MCU(6)均為MSP430單片機。
【專利摘要】本實用新型公開了一種沼氣發(fā)酵監(jiān)控系統(tǒng)，包括控制器、數(shù)據(jù)采集卡、第一處理器MCU、無線發(fā)射模塊、無線接收模塊、第二處理器MCU、3G無線收發(fā)模塊、互聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)控主機、人機界面HMI、對生物沼氣發(fā)酵塔中的沼氣發(fā)酵參數(shù)進行檢測的傳感器單元和對所述生物沼氣發(fā)酵塔的發(fā)酵溫度進行調(diào)節(jié)的調(diào)溫裝置；所述傳感器單元包括溫度傳感器、壓力傳感器、PH值傳感器和氣體分析儀。本實用新型可實現(xiàn)小型沼氣用戶對發(fā)酵過程參數(shù)的實時在線記錄與監(jiān)控,有效降低人工操作勞動強度,保證工藝參數(shù)實時監(jiān)控記錄,使發(fā)酵過程始終處于可控的最佳工作狀態(tài),同時也可為沼氣生產(chǎn)與研究人員分析發(fā)酵工藝提供實時或歷史運行數(shù)據(jù),進一步改進工藝,提高效率。
【IPC分類】H04L29-08, G05B19-418, G01D21-02, G08C17-02
【公開號】CN204515482
【申請?zhí)枴緾N201420786235
【發(fā)明人】張澤文, 王剛, 李文博
【申請人】西安郵電大學(xué)
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2014年12月12日