LK在沼气发电控制系统中的应用

4工艺控制策略　  　　LK PLC控制系统可根据沼气发酵工艺的要求，对工艺的各参数进行采集并加以顺序或逻辑控制，PLC控制的单元包含预处理单元、厌氧发酵单元、沼气净化单元和沼气存储单元。
　　预处理单元
　　定量的粪污和水加入调料池中，液位达到高位；然后开启搅拌机，同时打开锅炉房内蒸汽管道的阀门；当调料池内的温度达到33℃时开启提升泵；液位达到低位时，提升泵停止运转，搅拌机停止搅拌。
　　USR厌氧发酵单元
　　当USR的温度低于35℃时，报警器开始报警。
　　沼气净化单元
　　当缓冲罐接触到高位行程开关时，压缩机启动；当缓冲罐接触到低位行程开关时，压缩机停止运转。沼气净化室和空压机房内甲烷泄露报警；同时进行流量显示。
　　沼气存贮单元
高压贮气柜的压力范围为0～0.8MPa。
　　被控工程设备
　　（1）调料池进料泵：1台
　　（2）调料池搅拌机：1台
　　（3）贮肥池提升泵：1台
　　（4）沼气净化室压缩机组：1组（2台，1用1备）
　　在自动方式下，所有设备根据关联的液位和行程开关状态由PLC自动控制设备的运转和停止。
　　4.2 沼气发电系统
　　沼气系统
　　从气柜来的沼气经沼气加压机加压达到8～20kpa，温度在10-25℃，湿度达到燃机的要求后进入燃气发电机。本系统配置了两台沼气加压机，两台加压机出口管由一电动阀连通，可以保证加压机和燃气发动机交叉备用。
　　从燃气发动机出来的烟气为487℃，通过PID控制三通阀，选择直接排放或余热利用后排放。
　　冷却系统
　　冷却系统具有冬季和夏季两种模式，冬季时余热回收利用，利用循环水系统对储水罐的水加热后通过板式换热器散热，通过PID控制循环水出水温度。夏季时热量不回收利用，直接使用板式换热器散热。
　　中冷器II级换热器
　　循环水经循环水泵加压后进入II级换热器，当回水温度过高时，经过屋顶散热器散热；否则直接进入循环水泵。
　　余热锅炉系统
　　余热锅炉系统具有冬季和夏季两种模式，冬季时余热回收利用，通过锅炉循环系统对储水罐的水加热，超温时，烟气直接排放，余热锅炉缺水和超温时报警。夏季时余热不回收利用，烟气直接排放。
　　补水定压系统
　　储水罐、屋顶紧急散热器循环系统以及夏季运行时的钢套水循环系统，在运行开始前，系统要进行补水。运行时，低于警界水位后也要进行补水。
　　燃机室内环境的要求
　　室内温度高于40℃或低于10℃时，发出报警。

5 系统功能
　　显示功能
　　具有多窗口的PID图、报警画面、趋势图、指导画面、控制画面、参数修改画面、故障诊断画面、动态画面等各种监视画面。
　　安全功能
　　分别设定操作员和系统员的进入口令。在运行环境下，屏蔽Windows所有热键，从而锁定系统自由进出。系统上电后自动恢复运行状态。在多重上位机监控平台时设定操作站的优先级保证控制室内操作站与现场人机接口同时操作的安全性。
　　历史数据管理
　　对所有采集数据任意设定存取间隙和存取方式。
　　打印报表
　　按用户定义的报表格式进行定时、报警和随机打印。
　　事件记录
　　事件和内部时钟可按时间顺序区分和管理，并可及时显示和打印。定期记录包括交接班记录、日报、和月报。
　　监控TAG及调试
　　采用结构化TAG定义。既可通过TAG定义随时修改每个测点的有效状态、报警管理、历史数据、死区与PLC通讯参数等，同时按修改实时数据库的TAG值来执行调试操作。
　　数据库接口与数据通讯
具备开放性的实时数据可接受任何任务的访问并与其交换数据。系统具备复制和分发功能，将信息分送给其它的通用数据库应用程序，同时应支持SQL、ODBC或OLE DB的应用程序。所有数据可用符号代表，如：VAVLE、MOTOR等，需要时可对变量的每次改变进行监视和处理。
　　控制操作功能
　　可按组态通过鼠标指定画面上的对象进行开关或增减操作。回路响应时间不大于2秒。
　　控制系统采用程控、远控、就地控制相结合的方式，对于电动门、气动门、泵、风机等控制对象除了在控制室进行远方控制外，保留就地操作手段。
　　对于程序控制系统具有自动、半自动、步操、键操、及就地手操五种操作方式。在手动方式下操作员启停电动机、开关阀门及其它设备时，LCD画面提供操作指导。
　　现场设备故障，影响程控前进时，在满足相关约束下，运行人员干预可进行跳步操作。

　　6 结束语
　　沼气发电是集环保和节能于一体的能源综合利用新技术，采用以和利时公司高性能、高可靠性的LK系列可编程控制器（PLC）为主的自动化控制系统，大大提高了沼气发电运行过程的稳定性、可靠性和安全性，同时使系统维护更加方便快捷，该系统已在北京德清源沼气发电项目应用，至今运行情况良好，得到了用户的好评。

　　参考文献
　　[ 1 ]沈剑山. 中国轻工业出版社. 生物质能源沼气发电.
　　[ 2 ]中国农业部/美国能源部项目专家组. 中国生物质能技术商业化策略设计. 北京：中国环境科学出版社.
　　[ 3 ] 王平洋. 电力系统自动化与智能技术[J]. 电力系统自动化.
　　[ 4 ] 方承远. 《工厂电器控制技术》. 机械工业出版社.
　　[ 5 ] 顾战松. 《可编程控制器原理与应用》. 国防工业出版社.
　　[ 6 ] 和利时公司. HOLLiAS LK大型可编程控制器硬件手册. 2008.