Puuhakekompostori : Automaatio- ja mittausjärjestelmän suunnittelu

Abstract

Kompostointi on hapellisissa olosuhteissa tapahtuvaa kasvi- ja pieneliötoimintaa. Pieneliöt käyttävät kompostorin ravinteita elääkseen. Pieneliöt saavat aikaan hajoamisen, jossa syntyy hiilidioksidia, lämpöä, vesihöyryä, ravinnesuoloja ja humusta.

Kompostoitaessa orgaanista materiaalia lämpötila nousee kompostoitumisvaiheesta riippuen 30-80°C lämpötilaan. Lämmön poistaminen kompostorista vaikuttaa hajoamisen tilaan sitä häiritsevästi. Mikäli kompostori pidetään 35°C lämpötilassa, pystyy se edelleen jatkamaan hajottamisprosessiaan, mutta siitä pystytään ottamaan eroon kompostin toiminnalle tarpeetonta lämpöä. Laitteiston tarkoituksena on selvittää kompostoitumisenenergiapotentiaali.

Teoreettisen pohjaselvityksen pohjalta on suunniteltu laitteisto ja sen tarvitsema automaatio. Mittaus- ja automaatiojärjestelmällä kompostin toimintaa päästään havainnoimaan, ohjaamaan ja optimoimaan.

Suunnittelun lähtökohtana on täysautomaattinen automatisoitu ohjaus, joka on operoitavissa manuaalisesti ja tarvittaessa käyttökytkimillä myös paikallisesti. Laitteisto on etäkäytettävissä mistä tahansa internetistä valvomo-ohjelmiston kautta. Kerätty tieto esitettään valvomo-ohjelmistossa graafisesti ja tallennetaan logiikalle, josta se on noudettavissa analysoitavaksi Excel-muodossa.

Työn tärkein saavutus oli automaation luominen.

Composting is a process that happens in aerobic conditions by plant and microorganisms. Micro-organisms use the nutrients of the compostable material to live. As result of this disintegration by micro-organisms carbon dioxide, heat, water vapor, nutritive salts and humus is formed.

In composting organic material, the temperature rises up to 30-80 °C depending on the phase of composting disintegration. Removing heat from the compost disturbs disintegration. If temperature in the compost is kept at 35 °C, disintegration can continue, and it is possible to get rid of the unnecessary heat, without disturbing the disintegration process. The main objective is to find out the energy potential in composting.

Based on theoretical study, hardware and automation is designed. The measurement and automation can be used to observe, control and optimize the composting operation.

The starting point for the design process is a fully automatic control, which can be operated manually and, if necessary, operating the switches locally. The automation equipment is remote controlled, from anywhere via the Internet using monitoring software. The data collected is graphically viewed and stored in logic and is analyzed in Excel format.

The most important achievement of this work was the creation of the automation system.