界值，当单片机31接收到的相关参数超过设定的临界值就会发出警报，从而使管理者能够及时发现沼气发酵罐I运行状态并及时处理。本实施例中，远程通信控制系统5包括GSM手机51和远程计算机组53，所述的GSM手机51自带内置GPRS模块，GSM手机51能通过内置GPRS模块及网络基站与第一 GPRS模块32进行信号传输；所述的远程计算机组53与第二 GPRS模块52相连接，远程计算机组53能通过第二 GPRS模块52及网络基站与第一 GPRS模块32进行信号传输，内置GPRS模块和第二 GPRS模块52构成完整的远程通信控制系统5中的GPRS模块组。这样就能够通过HMI触摸屏4、GSM手机51及远程计算机组53实现对沼气工程厌氧发酵系统的精确化、智能化、自动化监控。
[0015]所述的HMI触摸屏4又称为人机界面触摸屏，它是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，为带液晶触摸屏的一体化扁平电脑或工控计算机，通过HMI触摸屏4上的RS232通讯口与单片机31的串行通行口进行数据传输，HMI触摸屏4能把从单片机31中读取的数字信号立即显示在屏幕上，以实时显示检测的沼液温度、沼液的PH值及沼气发酵罐中的CO2浓度，同时还能将从单片机31中读取的数字信号存储，以便于日后查看。除此之夕卜，操作者还能通过HMI触摸屏4控制沼气发酵罐I的运行，发送控制信号给单片机31，对沼气发酵罐I进行加热、进料或加碱动作。
[0016]上述沼气工程厌氧发酵系统的智能监控装置的运行原理如下:温度传感器12、PH值传感器11和CO2浓度传感器13监测到的信号经第一运算放大器35放大后输送至单片机31内，并经单片机31中的A/D转换器转化为数字信号，单片机31将该数字信号存储于单片机31的数据库中，HMI触摸屏4和远程通信控制系统5均能与单片机31进行信号传输，管理者能通过HMI触摸屏4、GSM手机51或远程计算机组53随时掌握沼气工程厌氧发酵系统的运行状态，调用、存储单片机31中的数据，以及给单片机31发送控制信号以控制执行系统的运行，对沼气发酵罐I进行加热、进料或加碱动作。使用前需要先预设沼液的温度、沼液的PH值及沼气的0)2浓度参数的临界值范围，若沼气发酵罐I在运行过程中，沼液的温度超出设定的临界值，则报警模块会向HMI触摸屏4、GSM手机51和远程计算机组53发出警报，管理者可以通过HMI触摸屏4或GSM手机51或远程计算机组53发出控制信号给单片机31，从而控制温度调控装置21动作，对沼液进行加热或降温，从而使沼液的温度调整到正常工作温度。若沼气发酵罐I在运行过程中，沼气中的0)2浓度突然变大且沼液的PH值持续下降，此时沼液有酸化趋势，报警装置会向HMI触摸屏4、GSM手机51和远程计算机组53发出警报，管理者可以通过HMI触摸屏4或GSM手机51或远程计算机组53查阅沼气发酵罐I运行的参数，若需要处理的有机物量小，则通过HMI触摸屏4或GSM手机51或远程计算机组53发出控制信号给单片机31，从而控制进料装置22动作，降低有机物进料速度，从而减少进料量；反之若需要处理的有机物量大，则通过HMI触摸屏4或GSM手机51或远程计算机组53发出控制信号给单片机31，从而控制加碱装置23动作，向沼气发酵罐I中投入碱液以中和沼液，若碱液输入量较大时沼气工程厌氧发酵系统仍有酸化风险，则要同时控制进料装置22动作，降低有机物进料速度，直至沼气发酵罐中的CO2浓度和沼液的PH值恢复到正常工作参数。
[0017]本发明的优点是:在覆盖有网络基站信号的地方均能对沼气发酵罐I进行远程监控，这样，即便管理者不在沼气工程厌氧发酵现场，也能及时了解沼气发酵罐I的运行状态，并及时采取措施调整、控制沼气发酵罐I的运行状态，从而确保沼气工程厌氧发酵系统能够长期、高效、稳定地运行，大大降低了设备运行的人力成本。另外，调试沼气工程厌氧发酵系统的设备制造商或承建商也可以通过远程通信控制系统随时掌握沼气发酵罐I的运行状况，从而及时为客户提供关于设备的运行及管理的技术指导。
【主权项】
1.沼气工程厌氧发酵系统的智能监控装置，其特征在于:包括:参数采集系统、执行系统、单片机控制系统、HMI触摸屏和远程通信控制系统；所述的参数采集系统包括设置于沼气发酵罐中的传感器组；所述的单片机控制系统包括单片机、第一运算放大器、第二运算放大器、继电器组和能与网络基站进行通信的第一 GPRS模块，传感器组的信号输出端通过第一运算放大器与单片机的信号输入端相连接，将传感器组监测到的模拟信号发送给单片机，单片机的控制信号输出端与执行系统相连接，单片机的二个串行通信口分别与HMI触摸屏和第一 GPRS模块相连接，HMI触摸屏能与单片机进行信号传输，调用、存储单片机中的数据，以及给单片机发送控制信号以控制执行系统的运行；所述的执行系统包括:进料装置、温度调控装置和加碱装置，温度调控装置通过第二运算放大器与单片机的控制信号输出端相连接，接收并执行从单片机的控制信号输出端输出的控制信号，进料装置和加碱装置分别通过继电器组与单片机的控制信号输出端相连接，接收并执行从单片机的控制信号输出端输出的控制信号；所述的远程通信控制系统带GPRS模块组，远程通信控制系统能通过GPRS模块组、网络基站与第一 GPRS模块进行信号传输，调用、存储单片机中的数据，以及给单片机发送控制信号以控制执行系统的运行。2.按照权利要求1所述的沼气工程厌氧发酵系统的智能监控装置，其特征在于:所述的传感器组包括分别设置于沼气发酵罐中的温度传感器、PH值传感器和C02浓度传感器，温度传感器、PH值传感器和C02浓度传感器的信号输出端均通过第一运算放大器与单片机的信号输入端相连接。3.按照权利要求1或2所述的沼气工程厌氧发酵系统的智能监控装置，其特征在于:在单片机中设置有警报模块，警报模块能通过单片机将警报发送给HMI触摸屏和远程通信控制系统。4.按照权利要求1或2所述的沼气工程厌氧发酵系统的智能监控装置，其特征在于:远程通信控制系统包括GSM手机和远程计算机组，所述的GSM手机自带内置GPRS模块，GSM手机能通过内置GPRS模块及网络基站与第一 GPRS模块进行信号传输；所述的远程计算机组与第二 GPRS模块相连接，远程计算机组能通过第二 GPRS及网络基站与第一 GPRS模块进行信号传输；内置GPRS模块和第二 GPRS模块构成完整的GPRS模块组。5.按照权利要求3所述的沼气工程厌氧发酵系统的智能监控装置，其特征在于:远程通信控制系统包括GSM手机和远程计算机组，所述的GSM手机自带内置GPRS模块，GSM手机能通过内置GPRS模块及网络基站与第一 GPRS模块进行信号传输；所述的远程计算机组与第二 GPRS模块相连接，远程计算机组能通过第二 GPRS及网络基站与第一 GPRS模块进行信号传输；内置GPRS模块和第二 GPRS模块构成完整的GPRS模块组。
【专利摘要】本发明公开了一种沼气工程厌氧发酵系统的智能监控装置，包括：参数采集系统、执行系统、单片机控制系统、HMI触摸屏和远程通信控制系统；所述的参数采集系统包括设置于沼气发酵罐中的传感器组；所述的单片机控制系统包括单片机、第一运算放大器、第二运算放大器、继电器组和能与网络基站进行通信的第一GPRS模块，单片机分别与参数采集系统、执行系统、HMI触摸屏和第一GPRS模块相连接；所述的执行系统包括：进料装置、温度调控装置和加碱装置；所述的远程通信控制系统带GPRS模块组，GPRS模块组能通过网络基站与第一GPRS模块进行信号传输。本发明的优点是：在覆盖有网络基站信号的地方均能实时监控厌氧发酵系统的运行，操作者无需在现场监控。
【IPC分类】C12M1/36, C12M1/34, C12M1/38, C12M1/107
【公开号】CN104893971
【申请号】CN201510287787
【发明人】吴代赦, 朱衷榜
【申请人】张家港市天源机械制造有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月1日