基于PLC的氣調裝置自控系統的設計與實現

馬億里

【摘 要】國內氣調裝置存在的問題主要有檢測精度不達標，產品功能單一，缺乏監控措施等，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測，對數據進行分析從而靈活調整。本文就基于PLC的氣調裝置自控系統的設計與實現作簡要闡述。

【關鍵詞】PLC；氣調裝置；自控系統設計

氣調產業在國外發展的時間較長并且技術已經發展成熟，但是由于在國內應用的時間比較短，在許多方面還存在問題。隨著市場發展，技術應用范圍越來越大，就需要在現有的基礎上進行創新，從而更好的為社會服務。

1 氣高的原理過程及作用

氣調的原理就是對空氣比例進行調整從而使貯藏環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，人們發現溫度與濕度，氧氣與二氧化碳等對水果質量會產生較大影響，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，氣調狀態處于穩定期，此階段工作任務也是維持相關參數穩定，減少數值波動。氣調的作用主要體現在形成防離層，控制微生物，保質防蟲，控制開花等。可以廣泛應用于水果保鮮，蔬菜，肉類，花卉，保鮮，種子貯藏等。

2 系統設計

2.1 控制系統的主要功能

PLC裝置系統與其它組件共同構成了檢測系統，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，在技術研發工作方面仍然存在某些方面問題，導致技術轉化為生產力這一過程發展緩慢，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測，主要是二氧化碳與氧氣濃度與容量。CPU模塊由于系統需要考慮的點較多，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，系統內部相關功能實現，在程序編寫方面需要采用模塊化方式，使系統主次分明，并且掃描執行周期也可以明顯縮短。主程序能夠對某些細節功能進行設計，系統周密性與技術成熟度能夠得以體現。子程序，主程序可以調用子程序，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，經過電流與電壓信號模數轉換，分段補償真值，之后將結果輸出到終端并顯示。

2.4 系統控制設計

檢測控制箱做為氣調系統的控制設備，當氣調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。氣調箱與氣調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據。采樣時間結束，系統將關閉閥門，并將下一庫房閥門打開，進行檢測與分析工作。如果系統沒有進行修改與設置，系統會依據既定參數進行巡回檢測。氣調庫在貯藏環節整個過程都需要對庫房氣體成分進行監測，一旦其中某種氣體出現超標，就需要通過相應措施對其進行調節，從而使其維持在合理狀態。

3 PLC氣調裝置實現

3.1 系統聯調

調試工作首先針對的是組成系統的各個部分，在單機運行正常的情況下聯接到系統，之后對各項功能進行測試。組裝環節需要依據相關流程標準開展，包括依據順序進行電氣聯接。由于系統包含了不止一個子系統，要確保驗工作成功，需要對其主端參數進行設定，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。同時記錄數據信息，PLC連接運行前，需要驗證PC機，確定其穩定與可靠，并對其各項功能進行測試，觀察設備運行是否與規范標準相符。

3.2 現場安裝環節

考慮到某些元件的精密性，對安裝具有較高要求。庫氣監測控制箱精度較高，安裝過程中應當盡可能避免其出現失誤，一旦出現失誤就可能會在運行過程中產生誤差。安裝過程需要確保安裝環境整潔，灰塵控制在標準范圍內。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。考慮到氣調庫管道的長度，安裝環節需要考慮到一些細節方面問題，活性碳要防止受到污染。安裝工作結束后需要在現場進行模擬實驗。

3.3 運行及反饋工作

安裝環節結束后，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是否達到標準，系統性能能否保持穩定。如果試運行后系統不出現問題，各項參數都能滿足工作需要，工作環境穩定，需要抽取參數進行分析與檢驗，以此對系統具體情況進行判斷。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品進行完善，從而使系統實用性得到提升。系統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展，自動化技術應用范圍也越來越廣泛，這是社會發展到一定程度的必然。社會經濟發展促使人們對于生活水平的要求發生改變，某些行業的市場前景十分廣闊，如水果，蔬菜等。氣調行業已經應用于社會生產中，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中從而創造價值，推動行業持續發展。

【參考文獻】

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

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

[責任編輯：田吉捷]endprint