廣安職業(yè)技術(shù)學(xué)院 趙 淵

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

廣安職業(yè)技術(shù)學(xué)院 趙 淵

隨著人民生活水平的提高，對(duì)于果蔬的需求逐漸變大，并且在這個(gè)基礎(chǔ)上對(duì)于品質(zhì)也投入了更多的關(guān)注。但目前我國(guó)進(jìn)入市場(chǎng)的果蔬幾乎是以原始生態(tài)存在的，這就表明我國(guó)對(duì)于果蔬的保鮮需求比較大，具有很大的發(fā)展前景，氣調(diào)產(chǎn)業(yè)應(yīng)運(yùn)而生，為果蔬的保鮮提供了合理的環(huán)境。但是我國(guó)目前氣調(diào)裝置較為落后，功能比較單一，提升氣調(diào)水平是目前應(yīng)該考慮和實(shí)施的。

氣調(diào)裝置；自控系統(tǒng)；設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

前言

我國(guó)在二十世紀(jì)就開始研究氣調(diào)貯藏，但是由于當(dāng)時(shí)市場(chǎng)需求較少，技術(shù)也比較落后，沒有將其產(chǎn)業(yè)化。隨著我國(guó)人民生活水平的調(diào)高，對(duì)于果蔬的需求量也逐年增大，這就使得對(duì)于果蔬的保鮮市場(chǎng)擴(kuò)大，需求上升。氣調(diào)裝置作為保鮮的相關(guān)技術(shù)，還比較落后，這制約著果蔬市場(chǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。需要對(duì)氣調(diào)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行分析和研究，從而提升氣調(diào)裝置的先進(jìn)性和自動(dòng)化。

1 PLC的氣調(diào)裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 控制系統(tǒng)主要功能

PLC的氣調(diào)裝置系統(tǒng)的核心是德國(guó)西門子、英國(guó)CIJTY等，與配氣儀內(nèi)部的一些器件組成了檢測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)ε錃鈨x配出的混合氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過終端顯示來反應(yīng)氣路里面的相關(guān)數(shù)據(jù)值[1]。

它能夠自動(dòng)檢測(cè)出混合氣體中的二氧化碳和氧氣，并且能夠分析出它們的濃度；能夠根據(jù)一些參數(shù)滿足需要的混合氣體，并進(jìn)行輸出；能夠顯示和記錄不同氣路中混氣濃度，具有查詢等功能?？刂葡鋬?nèi)的PLC是主要部分，能夠與混氣控制箱進(jìn)行通訊，系統(tǒng)的相關(guān)信息最終都傳送和存儲(chǔ)在PLC中。在應(yīng)用意義上講，這種裝置可以在民用設(shè)備中廣泛推廣，不僅僅應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)研究和高校中。因?yàn)樗僮鞅容^簡(jiǎn)便，并且精準(zhǔn)度也比較高，不需要相關(guān)的技術(shù)人員來進(jìn)行專門的操作，入門基礎(chǔ)比較低。就市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)來看，雖然前景比較廣，但是目前國(guó)家對(duì)氣調(diào)的投資和研發(fā)力度不夠，且先進(jìn)性不足，導(dǎo)致用戶的效益比較差，產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢。

1.2 硬件設(shè)計(jì)

設(shè)備面板中中上部為文本顯示器，顯示器下有三個(gè)指示燈和旋鈕開關(guān)，分別為監(jiān)測(cè)、報(bào)警、電源以及開關(guān)。監(jiān)測(cè)控制箱有用來限制進(jìn)入傳感器檢測(cè)氣體的流量計(jì)。

控制3組6路的配氣與檢測(cè)，對(duì)應(yīng)的配器輸出和檢測(cè)電磁閥，對(duì)應(yīng)的標(biāo)校電磁閥具有自標(biāo)校的功能；

控制3組質(zhì)量配比氣量，每組有3中氣源；

配氣過程中要監(jiān)測(cè)效果，就是氧氣和二氧化碳的容量和濃度；功能性的燈光顯示。

CPU模塊。這種系統(tǒng)需要的點(diǎn)比較多，編寫的程序比較復(fù)雜，這就需要使用數(shù)字量的輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊等多項(xiàng)擴(kuò)展模塊，這需要參數(shù)比較高的CPU，如226型CPU。因?yàn)槠渚哂懈鼜?qiáng)的擴(kuò)展能力，讀寫更快[2]。

1.3 軟件設(shè)計(jì)

按照相關(guān)的功能依據(jù)，系統(tǒng)內(nèi)的一些功能實(shí)現(xiàn)要采用模塊化的程序編寫方式，這樣的方式能夠使系統(tǒng)主次明晰，縮短了掃描執(zhí)行周期。

主程序。這是能夠進(jìn)行一些細(xì)節(jié)功能的設(shè)計(jì)，體現(xiàn)出系統(tǒng)的周密性和技術(shù)的成熟。

子程序。9個(gè)子程序被主程序調(diào)用，3個(gè)被其他的子程序調(diào)用。以采集處理子程序、計(jì)算子程序的分析說明以及各功能模塊的軟件編寫為闡述方式。

2 PLC的氣調(diào)裝置控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)

單機(jī)運(yùn)行。首先對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)組成部分進(jìn)行調(diào)試，如果單機(jī)運(yùn)行正常后，在與系統(tǒng)進(jìn)行連接，要對(duì)各項(xiàng)功能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

組裝。將各個(gè)組成部分按照相關(guān)的流程圖進(jìn)行連接，然后依照順序進(jìn)行電氣連接。

運(yùn)行。由于系統(tǒng)具有兩個(gè)子系統(tǒng)，每種運(yùn)行方式都有兩種工作狀態(tài)。要想驗(yàn)證是否成功，就要從主從兩端進(jìn)行參數(shù)的設(shè)定，看是否能夠隨著設(shè)定進(jìn)行更新，然后依次檢驗(yàn)各部分功能。在以上過程中要觀察機(jī)箱內(nèi)PLC的相關(guān)請(qǐng)看，看是否滿足相關(guān)要求。同時(shí)要進(jìn)行監(jiān)控，觀察和記錄并進(jìn)行傳送相關(guān)的數(shù)據(jù)。

與PLC連接運(yùn)行。要提前對(duì)PC機(jī)進(jìn)行驗(yàn)證，保證其可靠和穩(wěn)定性，依次對(duì)各項(xiàng)功能進(jìn)行測(cè)試，然后觀察設(shè)備運(yùn)行是否規(guī)范和統(tǒng)一，防止對(duì)應(yīng)錯(cuò)誤。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)安裝

在安裝的過程中，由于某些元件比較精密和重要，所以對(duì)于安裝的要求比較高。庫氣監(jiān)測(cè)控制箱是精度比較高的儀器，在安裝的過程中不能出現(xiàn)失誤，否則會(huì)造成運(yùn)行中的誤差。在安裝過程中，不能有較多的灰塵，確保室內(nèi)的整潔。對(duì)于制氮系列的設(shè)備，最好采用不銹鋼的材料，或者用鍍鋅的鋼管來進(jìn)行連接。排污管要求較低，可以普通的軟管，將管路連接起來，通到排污管。配氣檢測(cè)控制箱的管路要用特定的材料，最好為PU軟管，在連接過程中保證牢固[3]。此外，由于氣調(diào)庫的輸送所需的管道比較長(zhǎng)，就要安裝CO2脫除機(jī)，在安裝的過程中要注意一些細(xì)節(jié)和規(guī)范，防止活性炭被污染。在完成安裝工作后，要進(jìn)行一次現(xiàn)場(chǎng)的 模擬，檢查好系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)、順序等。

2.3 運(yùn)行并反饋

在安裝完成后，要在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行72小時(shí)，在這個(gè)過程中要觀察其各項(xiàng)指標(biāo)是否達(dá)到要求，以及其性能是否穩(wěn)定。如果經(jīng)過測(cè)試后，系統(tǒng)運(yùn)行的情況良好，相關(guān)的參數(shù)均達(dá)標(biāo)，氣調(diào)庫的環(huán)境比較穩(wěn)固，還要對(duì)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行抽取分析和檢驗(yàn)，以此來確定系統(tǒng)運(yùn)行是否正常。用戶的反饋來表明系統(tǒng)的界面是否友好，操作是否簡(jiǎn)便，配氣工作是否完善和精準(zhǔn)，根據(jù)反饋來完善細(xì)節(jié)，這能夠提升系統(tǒng)的實(shí)用性，在一定程度上減少后期維護(hù)的成本。

3 結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化的生產(chǎn)技術(shù)在未來會(huì)廣泛應(yīng)用，這是未來的趨勢(shì)不可阻擋也不可逆轉(zhuǎn)。我國(guó)的多個(gè)領(lǐng)域的傳統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備都會(huì)逐步的被自動(dòng)化的系統(tǒng)相取代，氣調(diào)產(chǎn)業(yè)也不能獨(dú)善其身。目前隨著我國(guó)對(duì)于果蔬的需求變大，氣調(diào)形成產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)是事實(shí)，在這種背景下，提升氣調(diào)裝置的自動(dòng)化就成為了重要的任務(wù)，未來也是會(huì)向密集、控制更強(qiáng)大、更加精準(zhǔn)的方向來發(fā)展?？傊瑲庹{(diào)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)前景以及社會(huì)與意義都是十分廣闊的，對(duì)于其進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析，對(duì)我國(guó)的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及便利社會(huì)群眾都是具有積極意義的。

[1]宋春福.燃?xì)庹{(diào)壓裝置內(nèi)伴熱系統(tǒng)的研究與改進(jìn)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2016,(15):43-44.

[2]黃小林,陳秀,徐貞等.新型袋式氣調(diào)包裝機(jī)的設(shè)計(jì)[J].包裝與食品機(jī)械,2016,34(1):34-37.

[3]魏瀟韓.電氣設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)中PLC控制系統(tǒng)的運(yùn)用分析[J].山東工業(yè)技術(shù),2015,(17):138-138.

趙淵（1981-），男，四川廣安人，大學(xué)本科，廣安職業(yè)技術(shù)學(xué)院工程技術(shù)與信息系講師，研究方向：工科，機(jī)械工程。