李素泉

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國農(nóng)業(yè)的主要經(jīng)濟(jì)運(yùn)作方式由原來的個(gè)體戶經(jīng)濟(jì)運(yùn)作逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器自動化生產(chǎn)為主的運(yùn)作模式，由于科技的發(fā)展為蔬菜大棚技術(shù)在全國各地的推廣提供了前提條件，反季節(jié)蔬菜種植技術(shù)日趨成熟。然而，隨著農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量上升，勢必導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品大量積壓的問題，農(nóng)產(chǎn)品的保存問題隨之而來，而充分利用冷庫冷藏技術(shù)是解決這個(gè)問題的最佳對策之一，其中PLC控制技術(shù)（即使用可編程邏輯控制器控制技術(shù)）在整個(gè)制冷技術(shù)體系中占有著越來越重要的地位，因此，本文重點(diǎn)探討研究了農(nóng)產(chǎn)品保鮮冷庫的PLC控制與關(guān)鍵技術(shù)問題。

關(guān)鍵詞：PLC控制；農(nóng)產(chǎn)品保鮮冷庫；關(guān)鍵技術(shù)

隨著科技發(fā)展，越來越多的工業(yè)化技術(shù)正在應(yīng)用到我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之中，比如自動收割機(jī)，自動播種技術(shù)等等，隨著農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)產(chǎn)量加大，農(nóng)產(chǎn)品品種日益增多，農(nóng)業(yè)上對于冷藏保存技術(shù)也提出了更高的技術(shù)要求，只有實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的溫濕度控制才能更好的保證農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，如何保鮮農(nóng)產(chǎn)品成為了制約農(nóng)業(yè)發(fā)展的障礙。本文旨在研究PLC控制技術(shù)在制冷庫中的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用，主要包括兩項(xiàng)技術(shù)：使用PLC智能控制制冷設(shè)備是保存環(huán)境達(dá)到恒定溫度和恒定濕度，以及使用PLC智能控制制冷庫大門關(guān)閉速度。

一、PLC控制技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用設(shè)計(jì)

（一）PLC控制技術(shù)的發(fā)展研究

PLC控制技術(shù)發(fā)展于20世紀(jì)60年代，那時(shí)美國的制造業(yè)蓬勃發(fā)展，為了追求更高的制造速度和精度，PLC控制器被制造出來。它是一種可以編程的邏輯器件，在PLC內(nèi)部可以通過編程執(zhí)行類似于AD轉(zhuǎn)換，計(jì)數(shù)，定時(shí)，算術(shù)運(yùn)算等操作，通過數(shù)字和模擬的IO設(shè)備，來控制各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)，比如繼電器，電機(jī)，溫度執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。在包含PLC控制器的系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，這個(gè)系統(tǒng)的工作過程主要包含三個(gè)階段：即輸入采樣階段、用戶程序執(zhí)行階段，輸出刷新階段。近年來，由于單片機(jī)的廣泛使用，PLC的能力越來越集成和全面，并且使PLC與MCU微型控制系統(tǒng)的差異逐漸變小，高檔PLC更是如此。由于易于使用、靈活配置、穩(wěn)定可靠、輸入及輸出功能模塊齊全等優(yōu)點(diǎn)，PLC控制器的到了廣泛應(yīng)用。

（二）PLC控制技術(shù)的應(yīng)用設(shè)計(jì)研究

1.農(nóng)產(chǎn)品保鮮PLC控制技術(shù)整體設(shè)計(jì)

基于PLC控制技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品保鮮冷庫智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)由輸入部分、控制部分和執(zhí)行部分3個(gè)部分組成：輸入部分包括溫度、濕度傳感器和CO2、O2濃度傳感器等；控制部分主要是使用三菱FX系列PLC芯片，采集輸入的模擬信號，進(jìn)行AD變換，進(jìn)行處理之后控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并且進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出給上位機(jī)系統(tǒng)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是制冷機(jī)、加濕控制閥以及二氧化碳、氧氣供給器等設(shè)備。此外，為了進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄，分析和處理以便獲得更好的實(shí)際情況，方便檢測人員觀察，未來進(jìn)行系統(tǒng)升級，系統(tǒng)配備了完善的檢測軟件上位機(jī)，和遠(yuǎn)程控制網(wǎng)絡(luò)。

2.農(nóng)產(chǎn)品保鮮PLC控制技術(shù)要求

對于農(nóng)產(chǎn)品的存儲，溫濕度指標(biāo)最為重要。農(nóng)產(chǎn)品大多于夏秋成熟，此時(shí)溫度很高容易腐爛變質(zhì)，對于大多數(shù)農(nóng)產(chǎn)品來說，零度是最適宜的保鮮溫度，對于果蔬類產(chǎn)品，保鮮的最低溫度是零下二度。相對濕度需要控制在百分之九十到百分之九十五。除了溫濕度這兩個(gè)相對重要的指標(biāo)，二氧化碳和氧氣含量對于農(nóng)產(chǎn)品的長久保存質(zhì)量也至關(guān)重要，對于大部分農(nóng)產(chǎn)品，這兩種氣體的指標(biāo)將影響其中細(xì)胞呼吸狀態(tài)，若是能精確控制含量，就可以減少農(nóng)產(chǎn)品能量的流失，增加保存時(shí)間和保存品質(zhì)。

3.農(nóng)產(chǎn)品保鮮PLC控制技術(shù)程序設(shè)計(jì)

系統(tǒng)上電之后，系統(tǒng)首先進(jìn)行自檢和初始化操作，確定硬件在線，并且通過數(shù)據(jù)傳送接口和上位機(jī)取得聯(lián)系，然后顯示開機(jī)界面，之后由操作人員根據(jù)現(xiàn)在所需狀況選擇制冷庫工作模式。一般來說，在農(nóng)產(chǎn)品剛采摘完成時(shí)，首先進(jìn)入第一階段：預(yù)冷入庫模式，使得農(nóng)產(chǎn)品制冷，這樣就可以減少制冷能耗；然后進(jìn)入下一階段，在這一階段中需要根據(jù)所需要保鮮的農(nóng)產(chǎn)品的特點(diǎn)，進(jìn)入低溫模式，百分之九十左右濕度的恒溫保鮮模式；第三階段根據(jù)冷庫內(nèi)二氧化碳、氧氣的濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得農(nóng)產(chǎn)品處于休眠模式，減少能量損耗；第四階段是升溫出庫階段，也就是農(nóng)作物在出庫之前適當(dāng)提高溫度。

二、PLC控制技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品保鮮冷庫中的應(yīng)用

使用PLC控制技術(shù)對保鮮冷庫大門的控制應(yīng)用。在農(nóng)產(chǎn)品的保鮮儲藏過程中，除了要考慮整個(gè)冷庫的溫度濕度和冷庫中的二氧化碳和氧氣含量外，還需要考慮冷庫大門的開關(guān)情況，倘若大門的開啟和關(guān)閉速度太慢，在開啟或關(guān)閉過程之中會有大量的冷氣體溢出，導(dǎo)致室內(nèi)需要用制冷機(jī)長時(shí)間工作彌補(bǔ)，增加能量消耗，倘若速度過快，容易增加大門機(jī)械疲勞，減少使用年限。如果使用PLC控制技術(shù)進(jìn)行速度曲線控制，可以找到一個(gè)最佳控制速度曲線，把兩種不利影響降到最低。PLC控制技術(shù)對轉(zhuǎn)軸電機(jī)進(jìn)行精確控制可以通過以下操作來實(shí)現(xiàn)，首先我們需要設(shè)計(jì)一條最優(yōu)速度曲線，然后對PLC控制器進(jìn)行編程控制，使用位置傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測轉(zhuǎn)軸電機(jī)的轉(zhuǎn)動角度和轉(zhuǎn)動速度，控制變頻器，通過調(diào)節(jié)頻率輸入來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到閉環(huán)控制。通過引入PLC控制技術(shù)，和原來相比冷藏門開合速度明顯，加快減少了冷氣泄露，又避免了普通電動冷庫門運(yùn)行時(shí)造成的機(jī)械損耗，有效提高了門的壽命，也增加了安全性。

三、結(jié)語

為了提高工業(yè)冷庫門的自動化程度，保證農(nóng)產(chǎn)品冷藏的品質(zhì)，并減少冷庫系統(tǒng)電量的損耗，可運(yùn)用PLC控制技術(shù)通過在冷庫內(nèi)不同高度、多個(gè)位置安裝溫濕度傳感器，建立農(nóng)產(chǎn)品保鮮冷庫模型，經(jīng)過運(yùn)行測試，觸摸屏和上位機(jī)監(jiān)測數(shù)據(jù)穩(wěn)定，即使有大門經(jīng)常開合的擾動也不會對室內(nèi)溫度造成很大的波動，也就是說使用PLC智能控制技術(shù)達(dá)到了良好的溫濕度控制效果。在實(shí)際測試中，溫度誤差范圍控制在百分之五濕度誤差范圍控制在百分之二以內(nèi)，滿足實(shí)際應(yīng)用的需要，相比于之前的系統(tǒng)有了很大提升，另外，采用了PLC控制技術(shù)，對比發(fā)現(xiàn)由于大門的控制使得電量消耗降低5%，事實(shí)證明PLC控制技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品保鮮冷庫中的應(yīng)用具有推廣潛力。

參考文獻(xiàn)：

[1]李喜宏，關(guān)文強(qiáng)，胡云峰，等.便攜式微型保鮮冷庫研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2003，19（4）.