基于PLC的氣調(diào)裝置自控系統(tǒng)的設計與實現(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標，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應用設計自控裝置。應用于工作中通過實時監(jiān)測，對數(shù)據(jù)進行分析從而靈活調(diào)整。本文就基于PLC的氣調(diào)裝置自控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)作簡要闡述。

【關鍵詞】PLC；氣調(diào)裝置；自控系統(tǒng)設計

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

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行調(diào)整從而使貯藏環(huán)境更加適宜物質放置，水果與母體脫離后，由于缺乏能量供應，會消耗自身存儲的能量，呼吸作用會導致其主要成分碳化，有機物消耗，影響到水果的品質。除此之外，水果自身的蒸發(fā)作用，及微生物作用也會導致水果質量下降。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，同時適當提升二氧化碳濃度也能夠達到效果，并能夠延緩水果衰老。從降氧結束到出庫前，氣調(diào)狀態(tài)處于穩(wěn)定期，此階段工作任務也是維持相關參數(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，保質防蟲，控制開花等?？梢詮V泛應用于水果保鮮，蔬菜，肉類，花卉，保鮮，種子貯藏等。

2 系統(tǒng)設計

2.1 控制系統(tǒng)的主要功能

PLC裝置系統(tǒng)與其它組件共同構成了檢測系統(tǒng)，從而對混合混合氣體進行檢測，并將檢測結果通過終端顯示。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行通訊，而所有信息最后都會被保存于PLC中。從應用方面來看，裝置可以廣泛推廣，不只是限于高校與實驗研究工作。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。從市場方面來看，隨著人們生活水平提升，對于生活質量的要求也在提升，由于系統(tǒng)可以應用于多個方面，因此其市場前景廣闊。但是就目前情況來看，在技術研發(fā)工作方面仍然存在某些方面問題，導致技術轉化為生產(chǎn)力這一過程發(fā)展緩慢，后期需要加大工作力度。

2.2 硬件設計工作

設備面板分布著文本顯示器，指示燈，旋轉按鈕，分別表示監(jiān)測，報警，電源，開關。流量計主要是檢測進入傳感器的氣體流量。配氣過程中對效果進行監(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)需要考慮的點較多，因此在程序編寫方面其難度也比較大，可以考慮應用數(shù)字量輸入模塊，輸出模塊等，因此對CPU的讀寫及擴展能力要求較高。

2.3 軟件設計

結合到相關功能，系統(tǒng)內(nèi)部相關功能實現(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。主程序能夠對某些細節(jié)功能進行設計，系統(tǒng)周密性與技術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)轉換，分段補償真值，之后將結果輸出到終端并顯示。

2.4 系統(tǒng)控制設計

檢測控制箱做為氣調(diào)系統(tǒng)的控制設備，當氣調(diào)箱或者是庫房中氣體超過了設定標準，控制器則打開閥門及脫除機。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合到使用要求。采樣房氣體經(jīng)過采樣泵驅動進入到傳感器，通過分析后，在顯示屏上顯示出所有數(shù)據(jù)。采樣時間結束，系統(tǒng)將關閉閥門，并將下一庫房閥門打開，進行檢測與分析工作。如果系統(tǒng)沒有進行修改與設置，系統(tǒng)會依據(jù)既定參數(shù)進行巡回檢測。氣調(diào)庫在貯藏環(huán)節(jié)整個過程都需要對庫房氣體成分進行監(jiān)測，一旦其中某種氣體出現(xiàn)超標，就需要通過相應措施對其進行調(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)的各個部分，在單機運行正常的情況下聯(lián)接到系統(tǒng)，之后對各項功能進行測試。組裝環(huán)節(jié)需要依據(jù)相關流程標準開展，包括依據(jù)順序進行電氣聯(lián)接。由于系統(tǒng)包含了不止一個子系統(tǒng)，要確保驗工作成功，需要對其主端參數(shù)進行設定，并檢查其是否能夠進行更新，之后是對各部分功能依次進行檢測。以上工作開展過程中需要觀察PLC情況，確定其是否滿足標準及要求。同時記錄數(shù)據(jù)信息，PLC連接運行前，需要驗證PC機，確定其穩(wěn)定與可靠，并對其各項功能進行測試，觀察設備運行是否與規(guī)范標準相符。

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，安裝過程中應當盡可能避免其出現(xiàn)失誤，一旦出現(xiàn)失誤就可能會在運行過程中產(chǎn)生誤差。安裝過程需要確保安裝環(huán)境整潔，灰塵控制在標準范圍內(nèi)。如果是制氮設備，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)需要考慮到一些細節(jié)方面問題，活性碳要防止受到污染。安裝工作結束后需要在現(xiàn)場進行模擬實驗。

3.3 運行及反饋工作

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

4 結束語

隨著社會進步科學柔技術發(fā)展，自動化技術應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)應用于社會生產(chǎn)中，當下主要工作任務就是提升技術水平，將技術及時應用于生產(chǎn)中從而創(chuàng)造價值，推動行業(yè)持續(xù)發(fā)展。

【參考文獻】

[1]趙淵.基于PLC的氣調(diào)裝置自控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].電子世界，2017（8）.

[2]任志超.基于PLC的氣調(diào)裝置自控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].天津大學，2013（11）.

[責任編輯：田吉捷]endprint