盐差能发电测控系统设计与开发
在海水和江河水的交汇处，还蕴含着一种鲜为人知的海洋能资源——盐差能。盐差能的基本原理是利用海水和淡水之间或两种盐分浓度不同的海水之间的化学电位差能转换成水的势能。目前学术界公认的有三种盐差能获能方法，分别是渗透压法、反电渗析法和蒸汽压差法。盐差能样机的试验装置是利用渗透压式半透膜的方法，迫使盐度低一侧的淡水通过半渗透膜向盐度高的另一侧的海水进行渗透，通过海水侧持续升高的液面推动水轮机旋转，进行发电。 本论文依托海洋可再生能源专项资金项目“盐差能发电技术研究与试验”，在分析盐差能发电样机系统的工作原理、结构组成和功能的基础上，结合本项目的实际要求，综合利用可编程逻辑编辑器(PLC)、组态王软件以及二者的通信技术对盐差能发电测控系统进行了设计和实现。 首先，针对样机系统的设计方案和控制需求，设计了测控系统的总体方案，介绍了渗透压法进行盐差能发电的基本原理和设备组成，给出了样机系统的控制需求和控制目标。通过公式计算、系统需求分析、参数比较等步骤确定了系统所用的各类元器件的型号。在样机测控系统设计之前，进行了单膜组的试验。在试验中，设计了电控回路来对单膜组系统进行控制，测得了各个管路的压力和流量值，并对半渗透膜的渗透性进行了评测，获得了压力、流量与渗透量的关系。 其次，对测控系统的电气控制部分，给出了样机的控制方案，确定其控制由PLC来进行实现，对PLC进行选型，对输入输出点进行了分配，绘制了外部接线图，编写了梯形图程序。 对于组态王仿真系统，完成了PLC与组态王软件之间的通信工作，利用组态王6.55设计测控系统的上位机监控程序，设计过程包括:创建新工程、设计图形界面、定义外部设备、构造数据库、建立动画连接和运行调试等等，对盐差能样机测控系统实现实时的数据监测、开关控制、元器件状态显示、实时报警和报表生成等功能，实现上位机对整套盐差能发电系统进行监测和控制的友好人机界面。 最后，对本文所有的工作进行了总结，指出了目前系统存在的不足，并对以后盐差能样机测控系统设计与开发进行了展望。盐差能测控系统是在盐差能样机整体设计的基础上所做的设计开发，为盐差能发电装置的测控系统提出了一个解决办法，为今后盐差能的开发利用和推广具有一定的借鉴作用。
海洋盐差能;发电测控系统;程序设计;可编程逻辑编辑器
中国海洋大学
硕士
控制工程
王树杰
2015
中文
P743;TP311.52
105
2016-01-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）