水果储存库自动控制系统的研究

水果储存库自动控制系统的研究

李彦锋

长春理工大学吉林长春

摘要：本文设计的水果仓库存储自动控制系统是要实现水果存储的自动化与智能化，提高系统的智能水平，提高温湿度等重要参数的采集精度，以减轻操作者的劳动强度，以合理的选择参设置，保证水果的质量，降低存储成本。

关键词：储存库；控制系统；水果

1概述

水果仓库内环境系统是一个非线性、时变、滞后复杂的系统，若靠人工调节，操作难度较大，系统的调节具有较大的滞后，容易导致仓库控制精度低，工作强度高，水果储存效率低和品质差，难以建立系统的、精确的数学模型，采用常规的控制方法难以获得满意的动态和静态性能。

2水果储存库自动控制系统设计

本水果仓库自动控制系统选择了实用性能好的S7-200CPU224作为本系统的主控制器，选择EM231作为16路模拟量输入，EM223作为数字输入输出扩展模块，直流电源（24V）、空调、风扇等控制执行机构，并进行接线设计。温湿度的测量选择了性价比高的Pt100温度传感器和HM1500湿度传感器，并对温湿度的测量进行误差分析。PLC为系统的主控制器，温度传感器和湿度传感器用来完成仓库内部温度、湿度室内环境参数的检测。执行控制设备空调、风扇由PLC控制调节仓库内的温度和湿度。仓库控制系统的软件包括上位机监控软件和下位机用户软件。上位机软件实现了远距离系统的监控、仓库内温度和湿度实时数据与历史数据的显示，实时控制参数的在线修改，实现了仓库温湿度的实时监控。下位机系统软件主要进行梯形图的控制系统程序设计。

水果仓库自动控制系统结构图如图1所示，控制系统由上位机与下位机组成，上位机采用PC机，上位机与现场PLC相连，实现远程双向数据传送及数据处理。可设定和修改温度和湿度的标准值，查询历史记录以及分析各时间段的温湿度的数据，检查各仓库的温湿度状况，实现温湿度数据的自动记录；采用计算机实时监测环境参数、设定状态极限值，如果状态超出设定的极限值，报警系统会立即启动。下位机采用PLC为控制系统的主控制器，通过继电器一接触器系统控制执行机构。控制执行机构这里主要是风扇，空调和水阀。空调用于调节仓库内的温度，风扇和水阀用来控制仓库内的湿度。

水果仓库自动控制系统原理框图如图2所示，以苹果储存仓库为例，本控制系统中选择S7-200作为主控制器，鉴于S7-200强大的数据采集和处理功能，设计可采集多个仓库的温湿度模拟量来测量监控。由于在仓库中空气受大气压的影响会使温湿度分布的不平均，我们选择温湿度分别针对仓库顶部和地面进行各自采集。所以每个仓库中要求的温度传感器和湿度传感器各2个。控制执行机构风扇和空调每个仓库各配置一台。

3水果储存库自动控制系统分析

工作时，S7-200PLC的工作方式为扫描方式，可以同时对多个模块进行控制，在程序扫描时间中采集不同的输入检测信号，就可使程序按所检测信号判断进入不同的子程序。主程序包含有多个子程序，这样既提高了编程的灵活性和实用性，这样做在系统扩展时要求对软件进行修改提供了方便。控制系统主要是接收上位机的控制参数，并完成温室内温湿度的测量和控制任务，系统对空调，风扇执行设备的控制是通过PLC中的CPU发出开关指令，通过交接触器控制有关机构的启停。当仓库内的温度高于设定的温度值，且达到各自设定的延时值时，空调会启动降温功能；当仓库内的温度低于设定温度值且达到各自设定的延时值时，空调会关闭，否则计时器清零，程序继续循环；当仓库的温度在设定的开、关值之间时，执行机构保持原有的状态不变。在湿度控制方面，当仓库内的相对湿度高于湿度设定的上限时，应打开风扇和窗户通风去湿；由于温湿度在控制过程中会出现矛盾的情况，当发生时，首先选择的是保持温度值设定范围。

图1水果仓库自动控制系统结构图

图2水果仓库自动控制系统原理框图

4结语

本水果储存库自动控制系统实现了的温度和湿度的检测和控制调节，满足了水果的储存控制的要求，本仓库自动控制系统操作简单，工作稳定可靠，精度高，可靠性高，通用性好，应用性强，不仅可以用于各品种水果仓库的控制，而且重新设置相应参数还可以对梨、石榴、甘薯等果蔬仓库的控制，适应了当前现代化农产品的储存要求和发展趋势。

参考文献

[1]丁凡利.基于PROFIBUS-DP现场总线的千吨冷库制冷自动控制系统设计[D].山东大学，2012.

[2]冯坤旋.果蔬冷库进货过程流场稳定性及冷风机运行模式研究[D].西安建筑科技大学，2016.

[3]顾建中.冷库制冷装置及其系统自动控制的回顾和展望[J].中国制冷学会会议论文集，2016.

[4]曹兴中.大型物流冷库制冷系统技术研究[J].大连理工大学，2016.

[5]顾建中.冷库节能与自动控制[D].山东省科学技术协会会议论文集，2005.

作者简介

李彦锋，男，1998年08月，单位：长春理工大学，大四学生，研究方向:自动化的研究。