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生物质能是可再生资源,生物质气化技术是生物质有效的利用手段,由于生物质气化反应过程的复杂性,生物质能的利用过程有很多亟需解决的问题。裂解气化燃气热值低,气化产率低,自动控制水平低等原因影响了生物质气化技术的推广及应用。本文以提高产气热值以及产气量为目标,进行多目标遗传算法优化,找出优化值进行模糊控制,结合PLC、LabVIEW以及组态编程,对生物质裂解气化自动控制系统进行设计研究。 首先,针对生物质裂解气化控制系统的研究意义进行分析,对生物质气化技术进行阐述。根据国内外生物质气化系统发展以及控制的研究现状,对上位机控制策略、下位机控制核心以及上位机监测系统进行方案论证,提出自动化系统设计方案。 其次,在详细研究给料量、空气当量比、气化温度等因素对生物质裂解制气过程的影响,把产气热值和产气量作为控制目标,进行多目标优化迭代,根据生物质裂解的特点,利用模糊控制进行生物质气化过程控制系统设计,利用模糊控制建立输入输出变量,建立模糊规则,运用MATLAB/Simulink进行建模仿真,保证控制系统的稳定性和控制响应的速度以及超调量。 再次,针对自动控制系统的软硬件进行设计研究,选用Siemens PLC S7-200smart作为核心控制设备,利用温度、压力和含氧量,液位、流量传感器进行模拟量的测量,进行控制程序设计,从而实现生物质气化过程的自动运行。 最后,上位机LabVIEW数据采集系统以及组态王人机界面,实现了对生物质裂解制气过程的数据采集、参数实时显示和在线调整、数据管理及事故报警等一系列功能,为监控整个裂解制气过程提供了方便,使得本控制系统提高了自动化程度,为今后生物质裂解的自动化发展提供了一定的借鉴。