基于PLC的氣調(diào)裝置自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

馬億里

【摘 要】國內(nèi)氣調(diào)裝置存在的問題主要有檢測精度不達(dá)標(biāo)，產(chǎn)品功能單一，缺乏監(jiān)控措施等，為了解決存在的問題，可以通過PIC應(yīng)用設(shè)計(jì)自控裝置。應(yīng)用于工作中通過實(shí)時(shí)監(jiān)測，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析從而靈活調(diào)整。本文就基于PLC的氣調(diào)裝置自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)作簡要闡述。

【關(guān)鍵詞】PLC；氣調(diào)裝置；自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

氣調(diào)產(chǎn)業(yè)在國外發(fā)展的時(shí)間較長并且技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟，但是由于在國內(nèi)應(yīng)用的時(shí)間比較短，在許多方面還存在問題。隨著市場發(fā)展，技術(shù)應(yīng)用范圍越來越大，就需要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，從而更好的為社會服務(wù)。

1 氣高的原理過程及作用

氣調(diào)的原理就是對空氣比例進(jìn)行調(diào)整從而使貯藏環(huán)境更加適宜物質(zhì)放置，水果與母體脫離后，由于缺乏能量供應(yīng)，會消耗自身存儲的能量，呼吸作用會導(dǎo)致其主要成分碳化，有機(jī)物消耗，影響到水果的品質(zhì)。除此之外，水果自身的蒸發(fā)作用，及微生物作用也會導(dǎo)致水果質(zhì)量下降。通過研究工作，人們發(fā)現(xiàn)溫度與濕度，氧氣與二氧化碳等對水果質(zhì)量會產(chǎn)生較大影響，降低二氧化碳含量能夠抑制呼吸作用，同時(shí)適當(dāng)提升二氧化碳濃度也能夠達(dá)到效果，并能夠延緩水果衰老。從降氧結(jié)束到出庫前，氣調(diào)狀態(tài)處于穩(wěn)定期，此階段工作任務(wù)也是維持相關(guān)參數(shù)穩(wěn)定，減少數(shù)值波動。氣調(diào)的作用主要體現(xiàn)在形成防離層，控制微生物，保質(zhì)防蟲，控制開花等。可以廣泛應(yīng)用于水果保鮮，蔬菜，肉類，花卉，保鮮，種子貯藏等。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 控制系統(tǒng)的主要功能

PLC裝置系統(tǒng)與其它組件共同構(gòu)成了檢測系統(tǒng)，從而對混合混合氣體進(jìn)行檢測，并將檢測結(jié)果通過終端顯示。系統(tǒng)可以自動檢測出混合氣體中氧氣與二氧化碳，并且對其濃度進(jìn)行分析，記錄不同氣路中混合氣體濃度，具備查詢功能。PLC作為核心部分，可以和混氣控制箱進(jìn)行通訊，而所有信息最后都會被保存于PLC中。從應(yīng)用方面來看，裝置可以廣泛推廣，不只是限于高校與實(shí)驗(yàn)研究工作。由于其操作簡單，具有較高的精度，對工作要求相對較低，不需要掌握專業(yè)技術(shù)。從市場方面來看，隨著人們生活水平提升，對于生活質(zhì)量的要求也在提升，由于系統(tǒng)可以應(yīng)用于多個(gè)方面，因此其市場前景廣闊。但是就目前情況來看，在技術(shù)研發(fā)工作方面仍然存在某些方面問題，導(dǎo)致技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力這一過程發(fā)展緩慢，后期需要加大工作力度。

2.2 硬件設(shè)計(jì)工作

設(shè)備面板分布著文本顯示器，指示燈，旋轉(zhuǎn)按鈕，分別表示監(jiān)測，報(bào)警，電源，開關(guān)。流量計(jì)主要是檢測進(jìn)入傳感器的氣體流量。配氣過程中對效果進(jìn)行監(jiān)測，主要是二氧化碳與氧氣濃度與容量。CPU模塊由于系統(tǒng)需要考慮的點(diǎn)較多，因此在程序編寫方面其難度也比較大，可以考慮應(yīng)用數(shù)字量輸入模塊，輸出模塊等，因此對CPU的讀寫及擴(kuò)展能力要求較高。

2.3 軟件設(shè)計(jì)

結(jié)合到相關(guān)功能，系統(tǒng)內(nèi)部相關(guān)功能實(shí)現(xiàn)，在程序編寫方面需要采用模塊化方式，使系統(tǒng)主次分明，并且掃描執(zhí)行周期也可以明顯縮短。主程序能夠?qū)δ承┘?xì)節(jié)功能進(jìn)行設(shè)計(jì)，系統(tǒng)周密性與技術(shù)成熟度能夠得以體現(xiàn)。子程序，主程序可以調(diào)用子程序，采集處理子程序中，采集模塊作用在于對模擬量進(jìn)行處理，模擬量是二氧化碳與氧氣輸入，經(jīng)過電流與電壓信號模數(shù)轉(zhuǎn)換，分段補(bǔ)償真值，之后將結(jié)果輸出到終端并顯示。

2.4 系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)

檢測控制箱做為氣調(diào)系統(tǒng)的控制設(shè)備，當(dāng)氣調(diào)箱或者是庫房中氣體超過了設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)，控制器則打開閥門及脫除機(jī)。氣調(diào)箱與氣調(diào)庫采樣管路匯集于電磁閥門組，采樣閥門打開需要結(jié)合到使用要求。采樣房氣體經(jīng)過采樣泵驅(qū)動進(jìn)入到傳感器，通過分析后，在顯示屏上顯示出所有數(shù)據(jù)。采樣時(shí)間結(jié)束，系統(tǒng)將關(guān)閉閥門，并將下一庫房閥門打開，進(jìn)行檢測與分析工作。如果系統(tǒng)沒有進(jìn)行修改與設(shè)置，系統(tǒng)會依據(jù)既定參數(shù)進(jìn)行巡回檢測。氣調(diào)庫在貯藏環(huán)節(jié)整個(gè)過程都需要對庫房氣體成分進(jìn)行監(jiān)測，一旦其中某種氣體出現(xiàn)超標(biāo)，就需要通過相應(yīng)措施對其進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使其維持在合理狀態(tài)。

3 PLC氣調(diào)裝置實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)

調(diào)試工作首先針對的是組成系統(tǒng)的各個(gè)部分，在單機(jī)運(yùn)行正常的情況下聯(lián)接到系統(tǒng)，之后對各項(xiàng)功能進(jìn)行測試。組裝環(huán)節(jié)需要依據(jù)相關(guān)流程標(biāo)準(zhǔn)開展，包括依據(jù)順序進(jìn)行電氣聯(lián)接。由于系統(tǒng)包含了不止一個(gè)子系統(tǒng)，要確保驗(yàn)工作成功，需要對其主端參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，并檢查其是否能夠進(jìn)行更新，之后是對各部分功能依次進(jìn)行檢測。以上工作開展過程中需要觀察PLC情況，確定其是否滿足標(biāo)準(zhǔn)及要求。同時(shí)記錄數(shù)據(jù)信息，PLC連接運(yùn)行前，需要驗(yàn)證PC機(jī)，確定其穩(wěn)定與可靠，并對其各項(xiàng)功能進(jìn)行測試，觀察設(shè)備運(yùn)行是否與規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)相符。

3.2 現(xiàn)場安裝環(huán)節(jié)

考慮到某些元件的精密性，對安裝具有較高要求。庫氣監(jiān)測控制箱精度較高，安裝過程中應(yīng)當(dāng)盡可能避免其出現(xiàn)失誤，一旦出現(xiàn)失誤就可能會在運(yùn)行過程中產(chǎn)生誤差。安裝過程需要確保安裝環(huán)境整潔，灰塵控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。如果是制氮設(shè)備，材料最好選擇不銹鋼，或者是鍍鋅鋼管。排污管要求較低，可以采用普通軟管，將管路聯(lián)接在一起。控制箱管路需要使用特定材料，可以考慮PU軟管，連接過程需要確保其牢固。考慮到氣調(diào)庫管道的長度，安裝環(huán)節(jié)需要考慮到一些細(xì)節(jié)方面問題，活性碳要防止受到污染。安裝工作結(jié)束后需要在現(xiàn)場進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。

3.3 運(yùn)行及反饋工作

安裝環(huán)節(jié)結(jié)束后，不能立刻投入使用，需要試運(yùn)行，時(shí)間控制在72小時(shí)左右。試運(yùn)行過程主要觀察各項(xiàng)參數(shù)是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)性能能否保持穩(wěn)定。如果試運(yùn)行后系統(tǒng)不出現(xiàn)問題，各項(xiàng)參數(shù)都能滿足工作需要，工作環(huán)境穩(wěn)定，需要抽取參數(shù)進(jìn)行分析與檢驗(yàn)，以此對系統(tǒng)具體情況進(jìn)行判斷。用戶反饋是非常重要的一個(gè)部分，可以為后期工作提供參考，同時(shí)也能夠反應(yīng)操作界面的友好性，操作的簡便性，配氣工作精確度。結(jié)合到用戶反饋信息對產(chǎn)品進(jìn)行完善，從而使系統(tǒng)實(shí)用性得到提升。系統(tǒng)整體得到改善后期維護(hù)工作可以大幅度減少，同時(shí)減少的還有人力成本。

4 結(jié)束語

隨著社會進(jìn)步科學(xué)柔技術(shù)發(fā)展，自動化技術(shù)應(yīng)用范圍也越來越廣泛，這是社會發(fā)展到一定程度的必然。社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展促使人們對于生活水平的要求發(fā)生改變，某些行業(yè)的市場前景十分廣闊，如水果，蔬菜等。氣調(diào)行業(yè)已經(jīng)應(yīng)用于社會生產(chǎn)中，當(dāng)下主要工作任務(wù)就是提升技術(shù)水平，將技術(shù)及時(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)中從而創(chuàng)造價(jià)值，推動行業(yè)持續(xù)發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：田吉捷]endprint