馬鈴薯貯藏庫調(diào)控系統(tǒng)設計與試驗

王相友 李少川 王法明 李學強 李騰訓 王榮銘

(1.山東理工大學農(nóng)業(yè)工程與食品科學學院，淄博 255000；2.山東思代爾農(nóng)業(yè)裝備有限公司，德州 253600)

0 引言

馬鈴薯是世界第四大農(nóng)作物，并且具有糧食、蔬菜以及輕工業(yè)原料等多種用途。隨著馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略的實施，我國馬鈴薯種植面積和總產(chǎn)量均居世界第一。因此，科學貯藏對于馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展具有重要意義[1-3]。

在馬鈴薯貯藏期間，其自身的呼吸作用會使貯藏環(huán)境中的溫度、濕度以及氣體環(huán)境發(fā)生變化，長期處于這種環(huán)境將會導致馬鈴薯的品質(zhì)下降[4]。目前，國內(nèi)馬鈴薯貯藏大多采用傳統(tǒng)的方式，缺少合理的溫控、制冷設施，以及受限于當?shù)刈匀粭l件等，嚴重的會產(chǎn)生“爛庫”現(xiàn)象，造成馬鈴薯產(chǎn)業(yè)巨大的經(jīng)濟損失[5-6]。因此，改善馬鈴薯貯藏條件和方式、提高馬鈴薯的貯藏品質(zhì)對于馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展至關重要。

歐、美一些發(fā)達國家非常重視馬鈴薯的貯藏保鮮，在抑芽、控制病害以及延長貯藏時間方面進行了大量的研究[5,7-9]。同時，通過高新技術的應用在馬鈴薯貯藏方面形成了完備的控制系統(tǒng)，包括儲前處理、貯藏環(huán)境的控制和冷鏈運輸?shù)龋蟠筇岣吡笋R鈴薯的貯藏保鮮品質(zhì)[10-11]。我國大部分馬鈴薯種植地區(qū)仍然采用傳統(tǒng)土窖和普通冷庫，達不到高品質(zhì)、大容量的貯藏要求[12-14]?，F(xiàn)階段，針對馬鈴薯貯藏的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，在應用過程中存在溫度、濕度以及CO2濃度分布不均的問題[15]。由于貯藏環(huán)境復雜，以單片機為控制核心的控制系統(tǒng)存在易受環(huán)境干擾的問題[16]。而且，當前使用的調(diào)控系統(tǒng)與馬鈴薯貯藏工藝關聯(lián)不緊密，達不到溫度、濕度以及氣體濃度有機結合的效果。

為了獲得較好的貯藏效果，解決當前馬鈴薯貯藏環(huán)境適用性不強的問題，本文研究馬鈴薯貯藏的環(huán)境因素，并根據(jù)這些因素，設計一套基于PLC控制的馬鈴薯貯藏環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)。

1 控制系統(tǒng)結構設計

1.1 總體結構

圖1 控制系統(tǒng)結構分布示意圖

本系統(tǒng)是根據(jù)山東思代爾農(nóng)業(yè)裝備有限公司建造的馬鈴薯貯藏庫進行設計，該馬鈴薯貯藏庫采用全地上式結構并進行內(nèi)部結構布局的優(yōu)化，使其具有多容量、通風性好以及隔熱性能好的特點。

馬鈴薯貯藏環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)主要由主控制器、進出氣窗電推桿、壓縮機組、加濕裝置、風機以及傳感器等構成，其控制系統(tǒng)結構位置分布示意圖如圖1所示。

1.2 控制原理

馬鈴薯收獲后入庫采用散裝的貯藏方式，馬鈴薯入庫至出庫期間，均會經(jīng)過愈傷期和貯藏期，為了加快產(chǎn)后愈傷以及延長貯藏周期，需要對貯藏環(huán)境進行調(diào)控。

在愈傷期需要保持合適的通風，保證貯藏環(huán)境具有合適的溫度，并保持馬鈴薯表面干燥，促使馬鈴薯形成愈傷組織，在此過程中，需要對入庫的馬鈴薯進行持續(xù)的通風，直到表面愈傷組織形成，馬鈴薯開始進入貯藏期。

在貯藏期，馬鈴薯自身的生理活動會造成庫內(nèi)溫度升高、濕度增大和CO2濃度升高等一系列變化，系統(tǒng)利用各種傳感器對庫內(nèi)環(huán)境信息進行檢測，并作出相應的應答達到環(huán)境調(diào)控的目的。

在我國北方地區(qū)，馬鈴薯貯藏期庫外溫度很低，一般可以直接利用庫外空氣為冷源進行庫內(nèi)溫度調(diào)控，由于庫外空氣濕度降低，遠達不到貯藏濕度要求，因此在降溫的同時應開啟加濕裝置，避免庫內(nèi)濕度過低導致的馬鈴薯失水現(xiàn)象。當檢測庫外溫度過高，無法作為庫內(nèi)降溫冷源時，需要利用壓縮機組，將空氣降低至適宜溫度，然后通過風機將低溫空氣吹至庫內(nèi)，進而實現(xiàn)降溫的目的；當庫外溫度過低，直接吹入會使馬鈴薯發(fā)生凍傷或者表面形成冷凝水，此時進氣窗與出氣窗應開啟一定的角度，風機和加濕裝置運行，然后將庫內(nèi)與庫外空氣同時吸入混氣倉，待庫外低溫空氣與庫內(nèi)空氣混合使溫度適宜后，再通過風機將其吹入庫內(nèi)，進而實現(xiàn)降溫、加濕目的；當庫外溫度適宜時，進氣窗與出氣窗完全開啟，風機和加濕裝置運行，進而實現(xiàn)降溫、加濕的目的。

在整個過程中，安裝于壓力倉內(nèi)的風量傳感器對風量信息進行檢測，保證空氣能夠到達庫壓力倉的最遠端。在調(diào)節(jié)庫內(nèi)溫度的過程中，會保持合適的通風，因此CO2濃度也會隨著通風時間的延長而降低，當溫度和濕度條件滿足時，其CO2濃度會達到合適的水平，有效保持適宜的馬鈴薯貯藏環(huán)境，保證貯藏品質(zhì)以及降低馬鈴薯貯藏損失。

2 控制系統(tǒng)硬件設計

該調(diào)控系統(tǒng)以PLC為控制核心，包括主控制模塊、執(zhí)行模塊、檢測模塊、人機交互模塊、故障報警模塊和電源模塊等，其硬件結構如圖2所示。溫度傳感器、濕度傳感器和CO2濃度傳感器將檢測的庫內(nèi)信息發(fā)送至主控制模塊進行處理，再將控制指令發(fā)送至執(zhí)行器進行動作，進而實現(xiàn)控制要求。

圖2 控制系統(tǒng)硬件結構簡圖

該調(diào)控系統(tǒng)選用西門子S7-200PLC為主控制器，具有工作穩(wěn)定性強、處理信息能力強、運算速度快和能耗低等特點。溫度傳感器、濕度傳感器、風量傳感器、水位傳感器和CO2濃度傳感器共同構成該系統(tǒng)檢測模塊，用于貯藏環(huán)境的監(jiān)控。進出氣窗電推桿、壓縮機組、風機和加濕裝置構成該系統(tǒng)的執(zhí)行模塊，用于接收主控制器指令，并做出相應的執(zhí)行動作。檢測模塊和執(zhí)行模塊與主控制模塊之間需要進行數(shù)模信號轉(zhuǎn)換，該系統(tǒng)采用EM235轉(zhuǎn)換模塊以滿足要求，由于該模塊輸入端使用時只能設置一種量程與分辨率，因此，當模塊輸入端既有電壓信號又有電流信號時，則需要使用多個EM235轉(zhuǎn)換模塊。

2.1 傳感器和執(zhí)行件選擇

溫度傳感器分為庫內(nèi)溫度傳感器和庫外溫度傳感器，庫外溫度傳感器采用QAC3171，其中工作電壓為13.5～35 V(直流)，測量范圍為-50～50℃，輸出信號為4～20 mA，安裝高度大于2.5 m，且陽光不能直射；庫內(nèi)溫度傳感器采用JK-PT100型溫度傳感器，測量范圍為-20～50℃，其中工作電壓為24 V(直流)，輸出信號為4～20 mA，精度為±0.14℃。濕度傳感器采用QFM2101型風管式傳感器，通過傳感元件的函數(shù)變化關系來得出相對濕度，其中工作電壓為13.5～35 V(直流)，輸出信號4～20 mA，測量范圍0～100%，測量精度為±3%。風量傳感器采用JY-WF2型風速傳感器，測量范圍為0～20 m/s，啟動風速為0.3 m/s，測量誤差在0.01 m/s以內(nèi)，其中供電電壓24 V(直流)。CO2濃度傳感器采用新型紅外檢定技術進行CO2體積分數(shù)的測量，反應迅速靈敏，避免了傳統(tǒng)電化學傳感器的壽命及長時間漂移問題，其型號為LOG-CO220，供電電壓12～36 V(直流)，測量范圍0～20%，且具有0～10 V的輸出信號。選用DLK-201型水位傳感器，量程為0～1 m，供電電壓為15～30 V(直流)，輸出信號為0～10 V，綜合精度為±0.002 5 m。

進氣窗和出氣窗的開閉由電推桿的伸縮來實現(xiàn)，選用NKLA46型電推桿，其中電推桿工作電壓是24 V(直流)，電推桿有效行程為(500±5)mm，空載速度為(20±2)mm/s，滿載速度為(11±1.1)mm/s。根據(jù)要求控制電動機的正反轉(zhuǎn)來達到電推桿伸縮的效果。加濕裝置主要用來保證貯藏環(huán)境的濕度，當濕度低于設定值時，水泵開始注水，利用風機吹動將水霧化并帶入庫內(nèi)，實現(xiàn)改善庫內(nèi)濕度的目的，選取的水泵工作電壓為220 V(交流)，由PLC控制器將開啟或者關閉信號傳遞至水泵控制器，來控制水泵的工作狀態(tài)。

2.2 電源模塊與觸摸屏選擇

對于馬鈴薯貯藏庫，其供應電源為220 V(交流)，需要用A/D轉(zhuǎn)換模塊將交流電壓220 V轉(zhuǎn)換成直流電壓24 V，以滿足PLC的電源使用要求。該調(diào)控系統(tǒng)需要對溫度、濕度和CO2體積分數(shù)等參數(shù)進行設定，對調(diào)控過程中的各環(huán)境參數(shù)、風速信息以及水位信息進行顯示。觸摸屏選用北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司的嵌入式一體化觸摸屏來實現(xiàn)，型號為TPC7062KX，根據(jù)設計與顯示要求，界面顯示如圖3所示。

圖3 觸摸屏顯示和設置界面

2.3 報警模塊

圖4 系統(tǒng)報警程序流程圖

該調(diào)控系統(tǒng)增加報警功能，防止工作人員在不知情的情況下進入貯藏庫發(fā)生危險。系統(tǒng)利用庫內(nèi)的CO2濃度傳感器對其進行檢測，系統(tǒng)設定CO2體積分數(shù)等于或者大于系統(tǒng)設定值0.3%[12，17]，則警報器發(fā)出警報，提醒工作人員不要進入，程序流程圖如圖4所示。

3 控制系統(tǒng)軟件設計

3.1 主要參數(shù)的檢測

該調(diào)控系統(tǒng)通過傳感器對貯藏環(huán)境檢測，并將環(huán)境信息反饋到PLC控制器，檢測到的環(huán)境信息通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，PLC控制器對轉(zhuǎn)換的數(shù)字量進行處理和分析，并對執(zhí)行元件發(fā)出指令控制其動作，在執(zhí)行過程中，傳感器實時檢測庫內(nèi)信息，保證貯藏環(huán)境中適宜的溫度、濕度以及CO2濃度。

溫度檢測分為庫外溫度檢測和庫內(nèi)溫度檢測，溫度傳感器的輸出信號為模擬量，經(jīng)過數(shù)字量轉(zhuǎn)換，再通過控制器運算處理，得出相應的檢測值，其計算式為

(1)

式中T——溫度，℃

Tmax——溫度傳感器測量上限值，庫外取50℃，庫內(nèi)取50℃

Tmin——溫度傳感器測量下限值，庫外取-50℃，庫內(nèi)取-20℃

TAIW——溫度模擬量采樣值

馬鈴薯貯藏庫內(nèi)濕度的檢測根據(jù)電流的變化并轉(zhuǎn)換為數(shù)字量得出，其計算式為

(2)

式中H——相對濕度，%

Hmax——濕度傳感器測量上限值，取100%

Hmin——濕度傳感器測量下限值，取0

HAIW——濕度模擬量采樣值

貯藏庫內(nèi)CO2體積分數(shù)可以根據(jù)測得的電壓得出，已知傳感器的測試量程以及輸出信號的范圍，因此其計算式為

(3)

式中D——CO2體積分數(shù)檢測值，%

Dmax——傳感器測量上限值，取20%

Dmin——傳感器測量下限值，取0

DAIW——模擬量采樣值

為了保證低溫空氣能夠克服薯堆的阻力，需要利用風速傳感器對通風道風速進行檢測，系統(tǒng)中的風速傳感器輸出的信號為脈沖信號，其實際計算式為

(4)

式中V——氣體流速，m/s

r——葉輪的平均旋轉(zhuǎn)半徑，m

α——葉片與旋轉(zhuǎn)軸的夾角，(°)

S——PLC在t時間內(nèi)接收到的脈沖數(shù)

t——檢測時間，s

濕度傳感器檢測的濕度信號傳遞至PLC控制器，來控制水泵的開閉。濕度達到要求而水位傳感器檢測水池未滿時，由備用水箱向水池內(nèi)注水，為防止溢出水池，由水位傳感器對水位信息進行檢測，水池高度為400 mm。由DLK-201型液位傳感器的輸出曲線得，輸出電壓與液位壓力呈正比例關系，因此其計算式為

(5)

式中p——壓力，Pa

pmax——壓力測量上限值，取20 Pa

pmin——壓力測量下限值，取0

pAIW——模擬量采樣值

液位高度計算式為

(6)

式中ρ——液體密度，kg/m3

g——重力加速度，m/s2

p0——測試點的大氣壓力，Pa

3.2 主程序設計

該調(diào)控系統(tǒng)需要實現(xiàn)溫度、濕度、CO2濃度等環(huán)境參數(shù)和風速、水位信息的檢測，以及環(huán)境參數(shù)的設定輸入和調(diào)控過程中信息顯示等功能。調(diào)控系統(tǒng)的運行時期為愈傷期和貯藏期，在調(diào)控過程中，溫度和濕度需要多點檢測，為了方便調(diào)控，系統(tǒng)根據(jù)各測點的平均溫度和各測點平均濕度進行調(diào)控。

在馬鈴薯的愈傷期主要是除去馬鈴薯表面水分、降低貯藏溫度，以加快馬鈴薯表皮愈傷。首先啟動該系統(tǒng)，自檢并進行初始化，首先利用人機交互模塊設定馬鈴薯愈傷期的溫度參數(shù)范圍，即Tmin≤T≤Tmax，利用庫內(nèi)、外溫度傳感器對溫度進行檢測，得到庫內(nèi)溫度T和庫外溫度TW，并將檢測的溫度信號輸送至主控制模塊，經(jīng)過運算后將控制信號輸送至執(zhí)行模塊。當庫內(nèi)溫度T在系統(tǒng)設定的溫度范圍內(nèi)時，此時進氣窗和出氣窗關閉；當庫內(nèi)溫度T未在系統(tǒng)設定范圍內(nèi)時，進、出氣窗和風機開啟，并調(diào)整風機轉(zhuǎn)速，以調(diào)控庫內(nèi)溫度使其保持均勻，直到滿足溫度設定。經(jīng)過一段時間的調(diào)節(jié)，馬鈴薯外表面形成愈傷組織，此時愈傷期結束，人工關閉系統(tǒng)，其主程序控制流程如圖5所示。

在馬鈴薯貯藏期，根據(jù)不同馬鈴薯用途確定合適的貯藏環(huán)境參數(shù)，并利用人機交互模塊對調(diào)控系統(tǒng)進行設定，其中貯藏期程序流程圖如圖6所示。

圖5 愈傷期程序流程圖

圖6 貯藏期程序流程圖

首先對馬鈴薯愈傷期的設定進行歸檔清零，同時對系統(tǒng)進行自檢并再次進行初始化，之后利用環(huán)境傳感器對貯藏環(huán)境信息進行采集，將庫內(nèi)溫度T與溫度設定范圍進行比較，當庫內(nèi)溫度滿足設定溫度時，系統(tǒng)不發(fā)出調(diào)控指令，且對貯藏環(huán)境保持持續(xù)檢測；當庫內(nèi)溫度不滿足設定溫度時，再根據(jù)庫外溫度TW與溫度設定最大值Tmax進行判定，根據(jù)對比結果做出調(diào)控決策，如果不滿足溫度條件TW>Tmax，則開啟進出氣窗，開啟風機調(diào)整轉(zhuǎn)速并開啟加濕裝置，直到滿足溫度條件，關閉進出氣窗；如果滿足條件TW>Tmax，則開啟壓縮機組，并開啟風機，直到滿足溫度設定范圍，關閉壓縮機組。

當系統(tǒng)檢測貯藏環(huán)境溫度滿足設定范圍時，保持加濕裝置與風機開啟，并檢測庫內(nèi)濕度條件是否滿足設定的濕度范圍，若滿足Hmin≤H≤Hmax，關閉加濕裝置和風機；若不滿足濕度Hmin≤H≤Hmax，則保持風機和加濕裝置運行，直到滿足系統(tǒng)設定濕度范圍，在貯藏期系統(tǒng)一直處于運行狀態(tài)直到人工關閉系統(tǒng)，停止運行。

3.3 輔助程序設計

圖7 輔助程序流程圖

在馬鈴薯貯藏的兩個時期，一般情況下庫外溫度會遠低于設定的溫度范圍，而在較長儲藏時間期內(nèi)，可能會出現(xiàn)庫內(nèi)外溫差小于4℃的情況[18]，使庫內(nèi)溫度在長時間未達到設定范圍，影響該系統(tǒng)調(diào)控效果，因此對該系統(tǒng)增加輔助程序，輔助各時期的調(diào)控。為了獲得較好的調(diào)控效果，當系統(tǒng)檢測到設定范圍的最大值與庫外溫度之差小于5℃時，系統(tǒng)將開啟壓縮機組輔助主程序調(diào)控，使溫度能夠在較短時間內(nèi)達到設定要求，直到滿足要求關閉壓縮機組，如圖7所示。

4 試驗與結果分析

4.1 試驗條件

試驗場所為內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市四子王旗地區(qū)山東思代爾農(nóng)業(yè)裝備有限公司建造的馬鈴薯加工薯貯藏庫(圖8)，儲存量為850 t，占地面積為625 m2，長度24 m，寬度14 m，墻體設置保溫層，以減小外界對貯藏庫內(nèi)部環(huán)境的影響。該調(diào)控系統(tǒng)試驗時間為2019年9月中旬至10月下旬，為保證測試準確性，選擇晴朗的天氣進行測試，試驗場景如圖8所示。

圖8 試驗場景

4.2 分布測點精度測定試驗

由于馬鈴薯貯藏庫的面積較大，貯藏庫的溫度需要設置多個測點進行檢測，因此需要確定設定值與真實值之間的誤差范圍。首先將系統(tǒng)安裝完畢，開啟系統(tǒng)，通過系統(tǒng)將溫度設定值分別設定為16、12、8、4℃，溫度測點從進氣窗一端向另一端進行標記，靠近壓力倉一側(cè)將溫度測點依次標記為1、3、5、7，遠離壓力倉一側(cè)將溫度測點依次標記為2、4、6、8，并且每一個測點設置水銀溫度計進行溫度測量，對各測點進行5次讀數(shù)，并將讀數(shù)進行整理取平均值，得到試驗數(shù)據(jù)如表1所示。

由表1所知，真實值與設定值之間的誤差均在-0.3～0.3℃之間，真實值的極差為0.6℃，即各測點的最大溫度差為0.6℃，且小于1℃，基本上滿足系統(tǒng)的調(diào)控要求。

4.3 愈傷期溫度測定試驗

為了檢驗該系統(tǒng)在馬鈴薯愈傷期對溫度的調(diào)控效果，系統(tǒng)利用溫度傳感器對庫內(nèi)外溫度進行檢測。測定之前首先開啟系統(tǒng)，把馬鈴薯愈傷期的系統(tǒng)溫度范圍設定為10～15℃[19-20]，馬鈴薯入庫后，由于帶有一定的溫度，需要經(jīng)過一段時間的通風降溫，并除去表面水分，以加快馬鈴薯愈傷期。本試驗在馬鈴薯入庫溫度逐漸降至系統(tǒng)設定溫度范圍內(nèi)時開始進行檢測。測試周期為48 h，每4 h記錄一次數(shù)據(jù)，把測點1～8溫度整理并進行平均值計算，并將計算后的數(shù)據(jù)和庫外溫度進行整理，其試驗結果如表2所示。

表1 各測點溫度變化

由表2可知，通過該系統(tǒng)的調(diào)控，貯藏庫內(nèi)各溫度測點的溫度基本處于設定范圍內(nèi)，并且當庫外溫度升高或者降低時，庫內(nèi)溫度的平均值處于設定范圍內(nèi)，未出現(xiàn)溫度驟變的現(xiàn)象，庫外溫度對于庫內(nèi)溫度的變化影響較小，因此能夠?qū)τ鷤跍囟冗M行較好的調(diào)控。

4.4 貯藏期測定試驗

經(jīng)過一段時間的愈傷期，庫內(nèi)馬鈴薯開始進入貯藏期，而愈傷期溫度要求與貯藏期溫度要求會有一定的差別，因此需要分別調(diào)控，為了檢驗該系統(tǒng)在馬鈴薯貯藏期對環(huán)境參數(shù)的調(diào)控效果，系統(tǒng)利用傳感器對環(huán)境參數(shù)進行測定。首先將系統(tǒng)初始化，將貯藏期的系統(tǒng)相對濕度范圍設定為85%～95%，CO2報警體積分數(shù)設定為0.3%，溫度參考范圍為6～10℃，為了能夠長時間地保持該溫度范圍，將系統(tǒng)溫度范圍設定為7.5～9.5℃[21]。

(1)溫度測定試驗：通過通風降溫，將環(huán)境溫度降低到設定的貯藏溫度范圍，利用系統(tǒng)中的溫度傳感器對貯藏環(huán)境的溫度以及庫外的溫度進行檢測，測試周期為48 h，每4 h記錄一次數(shù)據(jù)，把測點1～8的溫度進行求平均值計算，其試驗結果如表3所示。

由表3可知，庫內(nèi)溫度基本處于系統(tǒng)設定范圍內(nèi)，并且?guī)焱鉁囟容^低時，溫度下降小于1℃，未出現(xiàn)溫度驟降的現(xiàn)象，并且檢測值始終處于設定范圍內(nèi)，因此調(diào)控期間受外界溫度變化的干擾較小，表明系統(tǒng)對于貯藏環(huán)境的溫度調(diào)控效果較好。

表2 愈傷期溫度測試試驗結果

表3 貯藏期溫度測定試驗結果

(2)濕度和CO2濃度測定試驗：為了檢測系統(tǒng)同樣能夠達到較好調(diào)控貯藏環(huán)境的目的，利用相關傳感器對濕度和CO2濃度進行檢測，試驗與溫度檢測同時進行，測試周期為48 h，每4 h記錄一次數(shù)據(jù)并將檢測的數(shù)據(jù)進行整理，其試驗結果如表4所示，相對濕度測點從進氣窗一端向另一端進行標記，依次標記為位置1、位置2。

該系統(tǒng)在貯藏期調(diào)節(jié)過程中，會有開啟進出氣窗的調(diào)節(jié)過程，而空氣的相對濕度相對于庫內(nèi)較小，當空氣進入后，理論上會使貯藏期庫內(nèi)相對濕度大幅度下降，而由表4可知，庫內(nèi)相對濕度基本處于設定范圍內(nèi)，表明該調(diào)控系統(tǒng)能夠較好地調(diào)控庫內(nèi)的相對濕度；在測試期間，經(jīng)過系統(tǒng)調(diào)控，CO2體積分數(shù)均在0.3%以下，并且在貯藏檢測期間系統(tǒng)未發(fā)生報警的現(xiàn)象，因此該調(diào)控系統(tǒng)能夠保證較適宜的CO2濃度條件。綜上所述，該系統(tǒng)能夠?qū)︸R鈴薯貯藏期的庫內(nèi)環(huán)境參數(shù)進行調(diào)控。

表4 貯藏期濕度和CO2濃度測定試驗結果

5 結論

(1)基于S7-200PLC設計的馬鈴薯貯藏庫調(diào)控系統(tǒng)是以溫度作為第一調(diào)控對象，在滿足環(huán)境設定溫度的情況下，再對環(huán)境濕度和CO2濃度進行調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)使得各環(huán)境參數(shù)滿足多種用途馬鈴薯的貯藏要求。該調(diào)控系統(tǒng)具有穩(wěn)定性高、易操作的優(yōu)點。

(2)分布測點精度測定試驗表明，每個測點的溫度真實值和設定值的誤差均在-0.3～0.3℃范圍內(nèi)，各個測點之間的最大溫差為0.6℃，小于1℃，各測點之間的溫度分布較均勻，基本上滿足系統(tǒng)的調(diào)控要求，在一定程度上改善了溫度分布不均的問題。

(3)通過對環(huán)境參數(shù)的測定，愈傷期的溫度基本處于設定范圍內(nèi)，收到較好的調(diào)控效果，促進愈傷組織的形成；貯藏期的溫度、濕度也基本處于設定范圍內(nèi)，而且測定期間CO2體積分數(shù)均在設定的0.3%以下，通過調(diào)控使貯藏環(huán)境滿足系統(tǒng)的設定要求，因此能夠滿足馬鈴薯貯藏的基本條件。