愛(ài)華網(wǎng)???? 針對(duì)當(dāng)前我國(guó)設(shè)計(jì)和建造的氣調(diào)庫(kù)普遍存在控制系統(tǒng)自動(dòng)化程度低、系統(tǒng)不穩(wěn)定，不可靠等問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一套以西門(mén)子plc機(jī)為核心的氣調(diào)庫(kù)全自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)氣調(diào)庫(kù)內(nèi)、氧氣、二氧化碳含量的數(shù)據(jù)采集、處理及對(duì)二氧化碳脫除和脫氧機(jī)的控制。
控制系統(tǒng)的抗干擾能力，保證了保鮮庫(kù)的保鮮效果。近些年隨著我國(guó)的國(guó)力的增長(zhǎng)，人民生活質(zhì)量的提高，大眾對(duì)水果和蔬菜儲(chǔ)存質(zhì)量的要求也是越來(lái)越高，所以氣調(diào)保鮮技術(shù)越來(lái)越受到人們的重視。氣調(diào)保鮮技術(shù)是通過(guò)調(diào)節(jié)果品蔬菜儲(chǔ)藏室的環(huán)境溫度、濕度、空氣中氧含量和二氧化碳含量等四個(gè)參數(shù)，達(dá)到滿足不同品種生存需要的最低氧氣含量，調(diào)節(jié)果蔬品種的代謝量，保持果蔬品種營(yíng)養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)儲(chǔ)藏期并保持果蔬有良好品質(zhì)。 氣調(diào)庫(kù)內(nèi)庫(kù)問(wèn)溫度、相對(duì)濕度、氣體成分是保證貯藏質(zhì)量的3個(gè)基本技術(shù)參數(shù)。溫度是影響果蔬呼吸強(qiáng)度的重要因素。經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐和參考國(guó)外的有關(guān)資料”-．氣調(diào)庫(kù)的貯藏溫度確定值為一5～5℃，控制精度范圍在±0．5℃。在任何氣調(diào)庫(kù)內(nèi)，不同程度地存在著溫度梯度，所以庫(kù)內(nèi)溫度的準(zhǔn)確值應(yīng)是各點(diǎn) 溫度t的統(tǒng)計(jì)平均值。庫(kù)內(nèi)空氣的相對(duì)濕度也是直接影響果蔬貯藏質(zhì)量的一個(gè)重要因素。相對(duì)濕度低時(shí)，果蔬失重且表皮干皺，降低鮮度。濕度又是溫度的一個(gè)函數(shù)，濕度相對(duì)穩(wěn)定，才能保持庫(kù)溫穩(wěn)定，理想的相對(duì)濕度應(yīng)保持在88％一96％RH之間。調(diào)節(jié)和控制庫(kù)內(nèi)氣體成分，降低氧的含量到3％一5％．提高二氧化碳含量到1％一4％，是貯藏不同果蔬必不可少的重要因素。綜合上述分析，控制系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)時(shí)地監(jiān)控庫(kù)內(nèi)環(huán)境．使之維持在果蔬保鮮貯藏的最佳水平上。 氣調(diào)貯藏是在冷藏基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高貯藏效果的措施，是果蔬貯藏保鮮技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，包含著冷藏和氣調(diào)的雙重作用。所以氣調(diào)庫(kù)一般分為制冷加濕部分和氣調(diào)部分，制冷加濕技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)有很長(zhǎng)的歷史和很成熟的應(yīng)用，所以在這里我重點(diǎn)討論的是氣調(diào)部分。一個(gè)氣調(diào)庫(kù)所包含的主要?dú)庹{(diào)設(shè)備一般有，脫氧機(jī)，二氧化碳脫除機(jī)，乙烯脫除機(jī)，加濕機(jī)等。而氣調(diào)庫(kù)中最難精確控制的就是其氧氣與二氧化碳?xì)怏w的含量，這恰恰正是能否長(zhǎng)時(shí)間原味保存果蔬的關(guān)鍵。以前往往都是根據(jù)庫(kù)內(nèi)氣體的檢測(cè)結(jié)果來(lái)進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)，這既耗費(fèi)人力，又不能保證精確控制庫(kù)內(nèi)各種氣體的比例。也有通過(guò)開(kāi)發(fā)單片機(jī)來(lái)進(jìn)行自動(dòng)控制庫(kù)內(nèi)氣體的含量，但是往往達(dá)不到氣調(diào)庫(kù)長(zhǎng)時(shí)間使用所需要的穩(wěn)定性與可靠性。所以我用plc來(lái)代替單片機(jī)，這樣既能精確控制庫(kù)內(nèi)氣體也能滿足其需要的穩(wěn)定可靠的要求。 此自動(dòng)控制系統(tǒng)共分為四大部分，二氧化碳脫除機(jī)，脫氧機(jī)，自動(dòng)控制柜和上位工控機(jī)。脫氧機(jī)主要由填料罐、真空泵、氣環(huán)風(fēng)機(jī)、氣動(dòng)真空閥、散熱風(fēng)扇、PLC控制系統(tǒng)組成。工作原理是通過(guò)風(fēng)機(jī)把庫(kù)氣送入填料罐，罐內(nèi)的脫氧料把庫(kù)氣中的氧氣吸附掉，剩余氣體仍送回庫(kù)內(nèi)；吸滿氧氣后的填料由真空泵把氧氣抽出來(lái)而再生。二個(gè)罐分別進(jìn)行吸附、再生交替運(yùn)行。脫氧機(jī)所有電器和設(shè)備均由可編程控制器監(jiān)控。PLC利用微處理器和軟件對(duì)獲得的各種信息進(jìn)行分析并做出反應(yīng)，用戶通過(guò)液晶顯示（LCD）界面，可以改變過(guò)程控制。液晶顯示屏顯示時(shí)間、報(bào)警設(shè)定等重要運(yùn)行參數(shù)。二氧化碳脫除機(jī)是由主機(jī)與副機(jī)兩臺(tái)機(jī)組組成，每臺(tái)單機(jī)都裝有高效特種活性炭做為二氧化碳吸附劑，利用其對(duì)二氧化碳?xì)怏w選擇性吸附的性能對(duì)二氧化碳進(jìn)行脫除。在對(duì)氣調(diào)庫(kù)降二氧化碳時(shí)，每隔若干分鐘吸附一次二氧 化碳，再經(jīng)過(guò)同樣長(zhǎng)時(shí)間用空氣進(jìn)行脫附，使兩個(gè)工序交替運(yùn)行，從而可脫除氣調(diào)庫(kù)內(nèi)的二氧化碳?xì)怏w，降低其濃度，達(dá)到氣調(diào)規(guī)定的參數(shù)。二氧化碳脫除是由缸體，閥組，風(fēng)機(jī)組，控制系統(tǒng)組成的，帶有控制面板的單機(jī)稱之為“主機(jī)”，另一臺(tái)為“副機(jī)”。氣調(diào)控制系統(tǒng)是通過(guò)氣體采樣泵自動(dòng)提取各個(gè)氣調(diào)庫(kù)的氣體的，樣氣被送到O2和OC2分析儀中進(jìn)行分析，在數(shù)顯儀表上顯示測(cè)量值。電腦會(huì)將測(cè)量值與設(shè)定值進(jìn)行對(duì)比，然后決定是否啟動(dòng)二氧化碳脫除機(jī)，或是否停止脫除二氧化碳。各庫(kù)的氣體參數(shù)都通過(guò)觸摸屏進(jìn)行設(shè)定，微型打印機(jī)每隔4小時(shí)打印一次最新的測(cè)量值。硬件部分均采用西門(mén)子s7-200作為主控制器，自動(dòng)控制柜加配模擬量模塊和以太網(wǎng)通訊模塊。人機(jī)界面為海泰克觸摸屏，上位監(jiān)控為工控機(jī)。傳感器在整個(gè)系統(tǒng)中占有十分重要的地位．它把氣調(diào)庫(kù)的環(huán)境信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，其精度直接影響整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的精度，高精度傳感器是提高檢測(cè)與控制精度的重要保證，所以采用品牌的傳感器。軟件部分上位監(jiān)控采用組態(tài)王監(jiān)控軟件。下位采用STEP 7 MicroWIN 編程軟件。 在正常工作時(shí)，二氧化碳脫除機(jī)，脫氧機(jī)，自動(dòng)控制柜通過(guò)控制電纜連接，與上位工控機(jī)使用工業(yè)以太網(wǎng)連接。工作過(guò)程是先設(shè)置好每臺(tái)脫除機(jī)和脫氧機(jī)的參數(shù)，然后通過(guò)控制柜中的采樣氣泵，把要?dú)庹{(diào)的庫(kù)的氣體抽過(guò)來(lái)，經(jīng)過(guò)氧氣二氧化碳傳感器和分析電路的轉(zhuǎn)換使之成為4-20ma的電流信號(hào)并傳到模擬量模塊，通過(guò)plc把采樣值與事先設(shè)定好的設(shè)定值 進(jìn)行比較然后判斷 是否需要對(duì)這個(gè)庫(kù)進(jìn)行二氧化碳脫除和氧氣脫除，且需保證每個(gè)庫(kù)只能在二氧化碳脫除和脫氧其中一種狀態(tài)下，防止既脫氧又脫二氧化碳的情況發(fā)生。在某一個(gè)庫(kù)正在脫氧或者脫除狀態(tài)時(shí)所測(cè)量的庫(kù)里氣體成分不能作為是否氣調(diào)此庫(kù)的依據(jù)。當(dāng)控制柜出現(xiàn)故障時(shí)，脫除機(jī)和脫氧機(jī)可以脫離控制柜的控制進(jìn)行完全的手動(dòng)控制。如果是脫除設(shè)備出現(xiàn)故障也可以只是用控制柜對(duì)苦力的氣體成分進(jìn)行分析，而不作控制。 此套設(shè)備經(jīng)過(guò)改造已在實(shí)際氣調(diào)庫(kù)上運(yùn)行了1年，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)證明此套系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，氧氣與二氧化碳含量的控制十分快速精確，完全能滿足我國(guó)氣調(diào)庫(kù)控制的要求。 自動(dòng)程序工作流程 參考文獻(xiàn) 1 張晉格，王廣雄;自動(dòng)控制原理.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2002 2拓俊絨,閔德安,杜新源;富士系蘋(píng)果低溫氣調(diào)貯藏研究[J];北方果樹(shù);2005年05期 3趙貴興,陳霞;水果貯藏保鮮技術(shù)[J];北方園藝;2004年01期 4李喜宏，陳麗;《實(shí)用果蔬保鮮技術(shù)》科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社;2000年6月
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