太阳能沼气池智能检测与控制系统

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太阳能沼气池智能检测与控制系统

作者：曲弘扬刘晓琴李慧文张文照

来源：《海峡科技与产业》2016年第07期

摘要：为维持沼气池内各种菌群的适宜生存环境，解决北方地区冬季温度低而导致沼气

池产氧率低、使用率低问题，设计太阳能沼气检测与控制系统。设计上下两级微机，功能主要有智能恒温部分，智能减压部分，防结壳部分和远程监控部分。制作了硬件系统，实验证明系统可实时监控各个模拟设备的运行状态，实现了参数记录，临界值预警等预设功能，运行稳定。

关键词：太阳能沼气池；智能；检测

0 引言

发展沼气是开发替代能源的重要途径之一，推广沼气是建设生态型生活和生产的关键环节[1-2]。将太阳能更为有效的转化为发酵装置可获取的能量，使其较好地稳定在沼气发酵的理想温度范围内。太阳能沼气池运用智能控制实现恒温加热，定时搅拌，智能控制，远程控制，达到对清洁能源的高效利用[3-4]。系统以太阳能电池板吸收太阳光产生的电能为主，电网电能为辅，通过沼气罐内置的电加热片来维持罐内的恒温环境，来提高罐内的发酵温度。

1 沼气发酵的基本条件

厌氧环境是沼气发酵的必备条件，沼气微生物的核心菌群是甲烷菌群，对氧气特别敏感，在其生长、发育、繁殖、代谢等生命过程中都不需要氧气，空气中的氧气会抑制其生长发育。发酵原料的碳氮比一般要制在25～30：1之间，通过调整以上两种原料比例来控制，沼气适宜酸碱度为6.5～7.5之间[5]。

2 太阳能沼气池智能监控系统方案设计

系统选用S7-200系列PLC作下位机，选用模拟模块实现对现场模拟量数据的采集，通过数字量接口控制相应设备来修正沼气池内各种参数范围。系统加入手动调节和远程监控环节，实现远程控制现场各种操作，完成现场参数实时记录，临界值预警等功能，如图1所示。

设计有4个数字量输出，8个数字量输入和2个模拟量输入，选取CPU222，模拟模块选用EM231， RS485总线通讯方式实现设备连接。

2.1 智能恒温模块