农业固体废弃物快速发酵控制系统及控制方法
专利汇可以提供农业固体废弃物快速发酵控制系统及控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种农业固体废弃物快速 发酵 控制系统，包括 发酵罐 本体、控制机构和执行机构；执行机构包括配设在发酵罐本体上的搅拌器、喷淋器、加热器和通 风 装置；控制机构中MCGS 触摸屏 与PLC通过 信号 线连接；MCGS触摸屏的界面上显示有执行机构的各部分；各 传感器 实时采集数据传到PLC，再由MCGS触摸屏显示；在设备启动后，放入物料前，通过PLC控制加热器对发酵罐本体进行预热，预热完成，加入物料和菌剂，无升温期，直接进入高温期并保持高温持续，开始发酵。该系统构成简便、控制先进、系统稳定，基于MCGS的快速发酵控制系统，可以通过传感器所测得的参数，控制发酵环境的 温度 、湿度、 氧 气浓度，保证发酵反应环境的最佳状态。，下面是农业固体废弃物快速发酵控制系统及控制方法专利的具体信息内容。
1.一种农业固体废弃物快速发酵控制系统，包括发酵罐本体、控制机构和执行机构；所述执行机构包括配设在发酵罐本体上的搅拌器、喷淋器、加热器和通风装置；
搅拌器包括搅拌轴、联轴器、电机，用于发酵过程中物料的搅拌；喷淋器包括喷淋管和电磁阀，用于保持发酵环境的湿度适宜；加热器包括夹套和加热棒，用于保持发酵环境的温度；通风装置由风机构成，用于发酵环境的通风、补氧；
其特征在于：
所述控制机构包括传感器组、PLC和MCGS触摸屏；PLC安装在配电柜内部，MCGS触摸屏安装在配电柜外侧，且MCGS触摸屏与PLC通过信号线连接；传感器组包括若干个温度传感器、湿度传感器和氧气浓度传感器；其中温、湿度传感器分别安装在所述发酵罐罐体轴向两侧的上中下左右的位置，氧气浓度传感器安装在发酵罐罐体的上部，且均通过信号线与PLC连接；
所述MCGS触摸屏的界面上显示有执行机构的各部分；MCGS触摸屏中执行机构的各部分参数的设置均包括手动和自动；若用户选择手动设置，则该部分电机的开关由用户通过MCGS触摸屏按钮手动开启和关闭；若用户选择自动设置，则需要用户预先手动输入执行机构各部分分别对应的传感器的理想测量参数或每个部分的开关时间；
各传感器实时采集数据传到PLC，再由MCGS触摸屏显示；PLC、传感器组和执行机构与发酵罐本体之间构成多回路控制，用户使用时通过PLC和MCGS触摸屏对发酵罐本体中堆肥反应进行实时监测并控制反应条件；
在设备启动后，放入物料前，对通过MCGS触摸屏设置预热温度，并通过PLC控制加热器对发酵罐本体进行预热，达到预热温度时预热完成，此时用户向发酵罐内加入物料和菌剂，无升温期，直接进入高温期并保持高温持续，开始发酵。
2.根据权利要求1所述的农业固体废弃物快速发酵控制系统，其特征在于：通过传感器实时采集数据传到PLC，再由触摸屏显示，实现对发酵过程的在线监控，监测内容包括发酵参数的实时显示、数据管理、数据分析、系统参数设置。
3.根据权利要求1所述的农业固体废弃物快速发酵控制系统，其特征在于：所述传感器组中的各个传感器分别与相对应的执行机构相匹配；各传感器之间相互制约，为物料和菌剂提供理想的发酵环境。
4.根据权利要求1所述的农业固体废弃物快速发酵控制系统，其特征在于：所述发酵控制系统通过传感器、PLC和MCGS触摸屏对发酵罐本体中的堆肥反应进行实时监测并实时控制反应条件；通过对发酵罐本体内部温度、湿度和氧气浓度三个指标的监测以及通过对执行机构的实时控制，整个发酵过程无升温期，直接进入高温期并保持高温持续，实现农业固体废弃物快速分解发酵。
5.根据权利要求4所述的农业固体废弃物快速发酵控制系统，其特征在于：MCGS触摸屏中执行机构的各部分参数的设置均包括手动和自动；
若用户选择手动设置，则该部分电机的开关由用户通过MCGS触摸屏按钮手动开启和关闭；
若用户选择自动设置，则需要用户预先手动输入执行机构各部分分别对应的传感器的理想测量参数或每个部分的开关时间；
其中：搅拌器对应搅拌轴的定时工作时间，喷淋器对应湿度传感器的值，加热器对应温度传感器的测量值，通风装置对应温度传感器和氧气浓度传感器的值。
6.根据权利要求5所述的农业固体废弃物快速发酵控制系统，其特征在于：MCGS触摸屏中自动设置模式下执行机构的各部分参数的设置方式如下，
A、当用户设置搅拌器为自动模式时，搅拌器进入定时搅拌模式，用户设置搅拌器的定时工作时长即可；
B、当用户设置喷淋器为自动模式时，需同时设置湿度传感器的监测值的下限，当监测到发酵环境的湿度低于设置值时，由PLC发出指令启动控制喷淋器的电磁阀；
C、当用户设置加热器为自动模式时，需同时设置发酵环境温度的监测值下限，当监测到发酵环境的温度低于设置值时，由PLC发出指令启动电加热棒；
D、当用户设置通风装置为自动模式时，需同时设置发酵环境温度的监测值上限和氧气浓度值下限，当发酵环境的温度高于当监测设置值或氧气浓度低于设置值时，PLC均会发出指令打开通风装置和搅拌器；
在该系统的使用过程中，PLC对传感器数据储存，MCGS触摸屏将读取数据存盘，用户在MCGS触摸屏中随时调取查看并导出至U盘；用户也可以在MCGS触摸屏中设置各个传感器测量值的报警参数，并通过MCGS触摸屏界面中的报警条查看。
7.一种基于MCGS的农业固体废弃物快速发酵控制方法，其特征在于，整个发酵过程的流程是：
在设备启动后，放入物料前，对通过MCGS触摸屏设置预热温度，并通过PLC控制加热器对发酵罐本体进行预热，达到预热温度时预热完成，此时用户向发酵罐内加入物料和菌剂，无升温期，直接进入高温期并保持高温持续，开始发酵；
完成上述快速发酵的具体控制步骤如下：
（1）工作前，检查硬件设施是否正常，检查各项均正常后，打开入料口放入物料，放入物料后，关闭入料口，准备启动设备；
（2）接通电源，MCGS触摸屏开机，用户登录，根据用户操作级别进入发酵监控系统；
（3）用户通过MCGS触摸屏主页查看传感器的实时测量值，并可以通过历史数据页面调取传感器测量值的历史数据；用户也可以设置报警参数，并通过报警条浏览报警数据；传感器测量值包括各个部位的温度、湿度及氧气浓度；
（4）用户通过操作界面选择手动操作和自动操作；用户选择自动操作时，需手动输入控制参数；若用户选择自动设置，则需要用户预先手动输入执行机构各部分分别对应的传感器的理想测量参数或每个部分的开关时间；
（5）MCGS触摸屏将设置好的控制参数发送给PLC；
（6）根据用户设置的控制参数，通过PLC控制执行机构各个部分的运行状态；
（7）将实时测定的各个部分运行参数及传感器测得的发酵环境的各项参数储存在数据库中，实现发酵过程数据的采集和储存。
8.根据权利要求7所述的基于MCGS的农业固体废弃物快速发酵控制方法，其特征在于，用户选择自动操作，需手动输入控制参数，控制参数即传感器的测量值，包括执行机构中各个部分的温度、湿度及氧气浓度，具体操作如下：
具体操作如下：
（1）当用户设置搅拌部分为自动模式时，搅拌器进入定时搅拌模式，用户设置搅拌器的定时工作时长即可；
（2）当用户设置喷淋部分为自动模式时，需同时设置湿度传感器的监测值的下限；
（3）当用户设置加热部分为自动模式时，需同时设置发酵环境温度的监测值下限；
（4）当用户设置通风部分为自动模式时，需同时设置发酵环境温度的监测值上限和氧气浓度值下限。
9.根据权利要求7所述的基于MCGS的农业固体废弃物快速发酵控制方法，其特征在于，根据用户设置的控制参数，通过PLC模块控制各个部分电机的运行状态：
通过PLC控制搅拌器电机的启停，实现搅拌轴的正转、反转和停止，使发酵过程中的物料受热均匀并能够和氧气充分接触；
通过PLC控制通风装置中风机的启停，能够使发酵过程中得到充分的氧气并能起到一定程度的降温作用；
通过PLC控制加热器中加热棒的启停，能够使发酵环境的温度达到控制要求；
通过PLC控制喷淋器中电磁阀的启停，保持发酵环境的湿度适宜。
农业固体废弃物快速发酵控制系统及控制方法
技术领域
背景技术
发明内容
搅拌器包括搅拌轴、联轴器、电机，用于发酵过程中物料的搅拌；喷淋器包括喷淋管和电磁阀，用于保持发酵环境的湿度适宜；加热器包括夹套和加热棒，用于保持发酵环境的温度；通风装置由风机构成，用于发酵环境的通风、补氧；
所述控制机构包括传感器组、PLC和MCGS触摸屏；PLC安装在配电柜内部，MCGS触摸屏安装在配电柜外侧，且MCGS触摸屏与PLC通过信号线连接；传感器组包括若干个温度传感器、湿度传感器和氧气浓度传感器；其中温、湿度传感器分别安装在所述发酵罐罐体轴向两侧的上中下左右的位置，氧气浓度传感器安装在发酵罐罐体的上部，且均通过信号线与PLC连接；
所述MCGS触摸屏的界面上显示有执行机构的各部分；MCGS触摸屏中执行机构的各部分参数的设置均包括手动和自动；若用户选择手动设置，则该部分电机的开关由用户通过MCGS触摸屏按钮手动开启和关闭；若用户选择自动设置，则需要用户预先手动输入执行机构各部分分别对应的传感器的理想测量参数或每个部分的开关时间；
各传感器实时采集数据传到PLC，再由MCGS触摸屏显示；PLC、传感器组和执行机构与发酵罐本体之间构成多回路控制，用户使用时通过PLC和MCGS触摸屏对发酵罐本体中堆肥反应进行实时监测并控制反应条件；
在设备启动后，放入物料前，对通过MCGS触摸屏设置预热温度，并通过PLC控制加热器对发酵罐本体进行预热，达到预热温度时预热完成，此时用户向发酵罐内加入物料和菌剂，无升温期，直接进入高温期并保持高温持续，开始发酵。
若用户选择自动设置，则需要用户预先手动输入执行机构各部分分别对应的传感器的理想测量参数或每个部分的开关时间；
其中：搅拌器对应搅拌轴的定时工作时间，喷淋器对应湿度传感器的值，加热器对应温度传感器的测量值，通风装置对应温度传感器和氧气浓度传感器的值。
C、当用户设置加热器为自动模式时，需同时设置发酵环境温度的监测值下限，当监测到发酵环境的温度低于设置值时，由PLC发出指令启动电加热棒；
D、当用户设置通风装置为自动模式时，需同时设置发酵环境温度的监测值上限和氧气浓度值下限，当发酵环境的温度高于当监测设置值或氧气浓度低于设置值时，PLC均会发出指令打开通风装置和搅拌器；
在该系统的使用过程中，PLC对传感器数据储存，MCGS触摸屏将读取数据存盘，用户在MCGS触摸屏中随时调取查看并导出至U盘。用户也可以在MCGS触摸屏中设置各个传感器测量值的报警参数，并通过MCGS触摸屏界面中的报警条查看。
完成上述快速发酵的具体控制步骤如下：
（1）工作前，检查硬件设施是否正常，检查各项均正常后，打开入料口放入物料，放入物料后，关闭入料口，准备启动设备；
（2）接通电源，MCGS触摸屏开机，用户登录，根据用户操作级别进入发酵监控系统；
（3）用户通过MCGS触摸屏主页查看传感器的实时测量值，并可以通过历史数据页面调取传感器测量值的历史数据；用户也可以设置报警参数，并通过报警条浏览报警数据；传感器测量值包括各个部位的温度、湿度及氧气浓度；
（4）用户通过操作界面选择手动操作和自动操作；用户选择自动操作时，需手动输入控制参数；若用户选择自动设置，则需要用户预先手动输入执行机构各部分分别对应的传感器的理想测量参数或每个部分的开关时间；
（5）MCGS触摸屏将设置好的控制参数发送给PLC；
（6）根据用户设置的控制参数，通过PLC控制执行机构各个部分的运行状态；
（7）将实时测定的各个部分运行参数及传感器测得的发酵环境的各项参数储存在数据库中，实现发酵过程数据的采集和储存。
（1）当用户设置搅拌部分为自动模式时，搅拌器进入定时搅拌模式，用户设置搅拌器的定时工作时长即可；
（2）当用户设置喷淋部分为自动模式时，需同时设置湿度传感器的监测值的下限；
（3）当用户设置加热部分为自动模式时，需同时设置发酵环境温度的监测值下限；
（4）当用户设置通风部分为自动模式时，需同时设置发酵环境温度的监测值上限和氧气浓度值下限；
9、根据权利要求7所述的基于MCGS的农业固体废弃物快速发酵控制方法，其特征在于，根据用户设置的控制参数，通过PLC模块控制各个部分电机的运行状态：
通过PLC控制搅拌器电机的启停，实现搅拌轴的正转、反转和停止，使发酵过程中的物料受热均匀并能够和氧气充分接触；
通过PLC控制通风装置中风机的启停，能够使发酵过程中得到充分的氧气并能起到一定程度的降温作用；
通过PLC控制加热器中加热棒的启停，能够使发酵环境的温度达到控制要求；
通过PLC控制喷淋器中电磁阀的启停，保持发酵环境的湿度适宜。
2、本发明专利是一种基于MCGS的农业固体废弃物快速发酵控制系统，可以通过传感器所测得的参数，控制发酵环境的温度、湿度、氧气浓度，保证发酵反应环境的最佳状态；
3、堆肥过程受温度、含水率、pH值、氧气供应量、碳氮比、发酵菌剂等多种因素的影响，本申请能够通过PLC对执行机构进行控制，保证温度、湿度、氧气浓度等主要指标保持在理想范围内，打破传统堆肥工艺的限制，在高温好氧发酵过程中使堆肥温度直接达到适合发酵的温度并保持稳定，能够显著缩短堆肥腐熟的时间，提高发酵效率；（因为在自然堆肥过程中是菌剂投放进去产生反应以后才慢慢从室温升温至50℃以上的）
4、本发明专利是一种基于MCGS的农业固体废弃物快速发酵控制系统，可以根据用户需求在组态软件中增加功能，并通过PLC编程实现，在使用过程中可以根据需要升级程序，节省成本；
5、在满足农业固体废弃物快速发酵的同时，实现了发酵过程的在线监测和控制，大大减轻了人工作业的工作量；
6、采用PLC和MCGS触摸屏控制，能够根据用户需求在触摸屏中输入控制的量，由PLC控制电机工作，实现监测参数的自动调节和控制，保证发酵过程的各项控制指标达到最优，提高了发酵效率；
7、本发明可显著加速有机物的降解和促进堆肥腐熟，提高堆肥处理效率、缩短发酵周期；
8、发明专利操作简便，用户可以通过设置进行自动发酵，用户可以通过触摸屏调取PLC中储存的传感器记录的信息，节约劳动成本。
附图说明
具体实施方式
C、当用户设置加热部分为自动模式时，需同时设置发酵环境温度的监测值下限，当监测到发酵环境的温度低于设置值时，由PLC发出指令启动电加热棒。作为优选值，当监测到温度达到 “设置值+10℃”时，PLC发出指令关闭电加热棒，电加热棒关闭；
D、当用户设置通风部分为自动模式时，需同时设置发酵环境温度的监测值上限和氧气浓度值下限。当发酵环境的温度高于当监测设置值或氧气浓度低于设置值时，PLC均会发出指令打开风机和搅拌装置。此处打开搅拌装置的目的是为了翻动物料降温以及使物料能够充分的和氧气接触。作为优选，当监测到温度低于“设置值-10℃”或氧气浓度达到“设置值+
5%”时，PLC发出指令关闭风机。
（2）接通电源，MCGS触摸屏开机，用户登录，根据用户操作级别进入发酵监控系统；
（3）用户通过MCGS触摸屏主页查看传感器的实时测量值，并可以通过历史数据页面调取传感器测量值的历史数据；用户也可以设置报警参数，并通过报警条浏览报警数据；传感器测量值包括各个部位的温度、湿度及氧气浓度；比如：在设备启动后，放入物料前，对通过MCGS触摸屏设置预热温度。
（1）当用户设置搅拌部分为自动模式时，搅拌器进入定时搅拌模式，用户设置搅拌器的定时工作时长即可；如每隔30min搅拌15min；
（2）当用户设置喷淋部分为自动模式时，需同时设置湿度传感器的监测值的下限；下限一般为50%；
（3）当用户设置加热部分为自动模式时，需同时设置发酵环境温度的监测值下限；下限一般为50%；
（4）当用户设置通风部分为自动模式时，需同时设置发酵环境温度的监测值上限为65℃左右、氧气浓度值下限为8%左右；
根据用户设置的控制参数，通过PLC模块控制各个部分电机的运行状态：
通过PLC控制搅拌器电机的启停，实现搅拌轴的正转、反转和停止，使发酵过程中的物料受热均匀并能够和氧气充分接触；
通过PLC控制通风装置中风机的启停，能够使发酵过程中得到充分的氧气并能起到一定程度的降温作用；
通过PLC控制加热器中加热棒的启停，能够使发酵环境的温度达到控制要求；
通过PLC控制喷淋器中电磁阀的启停，保持发酵环境的湿度适宜。
b、当用户设置喷淋部分为自动模式时，需同时设置湿度传感器的监测值的下限。
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