蘋果倉庫自動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種蘋果倉庫自動(dòng)控制系統(tǒng)，其根據(jù)倉庫環(huán)境控制的特點(diǎn)和蘋果儲(chǔ)存?zhèn)}庫要求，對(duì)倉庫溫濕度采用PID控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)蘋果倉庫內(nèi)溫度和濕度的自動(dòng)檢測和控制，將可編程控制技術(shù)、組態(tài)監(jiān)控技術(shù)和傳感器技術(shù)應(yīng)用于倉庫自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，開發(fā)設(shè)計(jì)了基于PLC的蘋果倉庫自動(dòng)控制系統(tǒng)。
【專利說明】
蘋果倉庫自動(dòng)控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及倉庫自動(dòng)控制設(shè)備，具體涉及一種蘋果儲(chǔ)存?zhèn)}庫自動(dòng)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]蘋果倉庫內(nèi)環(huán)境系統(tǒng)是一個(gè)非線性、時(shí)變、滯后復(fù)雜的系統(tǒng)，若靠人工調(diào)節(jié)，操作難度較大，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)具有較大的滯后，容易導(dǎo)致倉庫控制精度低，工作強(qiáng)度高，蘋果儲(chǔ)存效率低和品質(zhì)差，難以建立系統(tǒng)的、精確的數(shù)學(xué)模型，采用常規(guī)的控制方法難以獲得滿意的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中蘋果倉庫存儲(chǔ)問題，本實(shí)用新型提供一種基于PLC的蘋果倉庫自動(dòng)控制系統(tǒng)。
[0004]根據(jù)倉庫環(huán)境控制的特點(diǎn)和蘋果儲(chǔ)存?zhèn)}庫要求，對(duì)倉庫溫濕度采用PID控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)蘋果倉庫內(nèi)溫度和濕度的自動(dòng)檢測和控制，將可編程控制技術(shù)、組態(tài)監(jiān)控技術(shù)和傳感器技術(shù)應(yīng)用于倉庫自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，開發(fā)設(shè)計(jì)了基于PLC的蘋果倉庫自動(dòng)控制系統(tǒng)。
[0005]倉庫自動(dòng)控制系統(tǒng)從蘋果的存儲(chǔ)特性和儲(chǔ)存?zhèn)}庫要求出發(fā)，設(shè)計(jì)溫濕度的控制，從而達(dá)到在不同時(shí)期和條件下滿足蘋果的儲(chǔ)存要求。本發(fā)明設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)選擇了實(shí)用性能好的S7-200 CPU224作為本系統(tǒng)的主控制器，選擇EM 231作為16路模擬量輸入，EM 223作為數(shù)字輸入輸出擴(kuò)展模塊，直流電源(24V)、空調(diào)、風(fēng)扇等控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并進(jìn)行接線設(shè)計(jì)。溫濕度的測量選擇了性價(jià)比高的PtlOO溫度傳感器和HM 1500濕度傳感器，并對(duì)溫濕度的測量進(jìn)行誤差分析。PLC為系統(tǒng)的主控制器，溫度傳感器和濕度傳感器用來完成倉庫內(nèi)部溫度、濕度室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的檢測。執(zhí)行控制設(shè)備空調(diào)、風(fēng)扇由PLC控制調(diào)節(jié)倉庫內(nèi)的溫度和濕度。倉庫控制系統(tǒng)的軟件包括上位機(jī)監(jiān)控軟件和下位機(jī)用戶軟件。上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離系統(tǒng)的監(jiān)控、倉庫內(nèi)溫度和濕度實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)的顯示，實(shí)時(shí)控制參數(shù)的在線修改，實(shí)現(xiàn)了倉庫溫濕度的實(shí)時(shí)監(jiān)控。下位機(jī)系統(tǒng)軟件主要進(jìn)行梯形圖的控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)。
[0006]自動(dòng)控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如上圖1所示，控制系統(tǒng)由上位機(jī)與下位機(jī)組成，上位機(jī)采用PC機(jī)，上位機(jī)與現(xiàn)場PLC相連，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程雙向數(shù)據(jù)傳送及數(shù)據(jù)處理?？稍O(shè)定和修改溫度和濕度的標(biāo)準(zhǔn)值，查詢歷史記錄以及分析各時(shí)間段的溫濕度的數(shù)據(jù)，檢查各倉庫的溫濕度狀況，實(shí)現(xiàn)溫濕度數(shù)據(jù)的自動(dòng)記錄;采用計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測環(huán)境參數(shù)、設(shè)定狀態(tài)極限值，如果狀態(tài)超出設(shè)定的極限值，報(bào)警系統(tǒng)會(huì)立即啟動(dòng)。下位機(jī)采用PLC為控制系統(tǒng)的主控制器，通過繼電器一接觸器系統(tǒng)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)?？刂茍?zhí)行機(jī)構(gòu)這里主要是風(fēng)扇，空調(diào)和水閥?？照{(diào)用于調(diào)節(jié)倉庫內(nèi)的溫度，風(fēng)扇和水閥用來控制倉庫內(nèi)的濕度。
[0007]自動(dòng)控制系統(tǒng)原理如圖2所示，本控制系統(tǒng)中選擇S7-200作為主控制器，鑒于S7-200強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集和處理功能，設(shè)計(jì)可采集多個(gè)倉庫的溫濕度模擬量來測量監(jiān)控。由于在倉庫中空氣受大氣壓的影響會(huì)使溫濕度分布的不平均，我們選擇溫濕度分別針對(duì)倉庫頂部和地面進(jìn)行各自采集。所以每個(gè)倉庫中要求的溫度傳感器和濕度傳感器各2個(gè)?？刂茍?zhí)行機(jī)構(gòu)風(fēng)扇和空調(diào)每個(gè)倉庫各配置一臺(tái)。
[0008]工作時(shí)，S7-200PLC的工作方式為掃描方式，可以同時(shí)對(duì)多個(gè)模塊進(jìn)行控制，在程序掃描時(shí)間中采集不同的輸入檢測信號(hào)，就可使程序按所檢測信號(hào)判斷進(jìn)入不同的子程序。主程序包含有多個(gè)子程序，這樣既提高了編程的靈活性和實(shí)用性，這樣做在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)要求對(duì)軟件進(jìn)行修改提供了方便?？刂葡到y(tǒng)主要是接收上位機(jī)的控制參數(shù)，并完成溫室內(nèi)溫濕度的測量和控制任務(wù)，系統(tǒng)對(duì)空調(diào)，風(fēng)扇執(zhí)行設(shè)備的控制是通過PLC中的CPU發(fā)出開關(guān)指令，通過交接觸器控制有關(guān)機(jī)構(gòu)的啟停。當(dāng)倉庫內(nèi)的溫度高于設(shè)定的溫度值，且達(dá)到各自設(shè)定的延時(shí)值時(shí)，空調(diào)會(huì)啟動(dòng)降溫功能；當(dāng)倉庫內(nèi)的溫度低于設(shè)定溫度值且達(dá)到各自設(shè)定的延時(shí)值時(shí)，空調(diào)會(huì)關(guān)閉，否則計(jì)時(shí)器清零，程序繼續(xù)循環(huán)；當(dāng)倉庫的溫度在設(shè)定的開、關(guān)值之間時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)保持原有的狀態(tài)不變。在濕度控制方面，當(dāng)倉庫內(nèi)的相對(duì)濕度高于濕度設(shè)定的上限時(shí)，應(yīng)打開風(fēng)扇和窗戶通風(fēng)去濕；由于溫濕度在控制過程中會(huì)出現(xiàn)矛盾的情況，當(dāng)發(fā)生時(shí)，首先選擇的是保持溫度值設(shè)定范圍。
[0009]蘋果倉庫存儲(chǔ)自動(dòng)控制系統(tǒng)是要實(shí)現(xiàn)蘋果存儲(chǔ)的自動(dòng)化與智能化，提高系統(tǒng)的智能水平，提高溫濕度等重要參數(shù)的采集精度，以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，以合理的選擇參設(shè)置，保證蘋果的質(zhì)量，降低存儲(chǔ)成本。
[0010]本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn):
[0011]該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了的溫度和濕度的檢測和控制調(diào)節(jié)，滿足了蘋果的儲(chǔ)存控制的要求，本倉庫自動(dòng)控制系統(tǒng)操作簡單，工作穩(wěn)定可靠，精度高，可靠性高，通用性好，應(yīng)用性強(qiáng)，不僅可以用于各品種蘋果倉庫的控制，而且重新設(shè)置相應(yīng)參數(shù)還可以對(duì)梨、石榴、甘薯等果蔬倉庫的控制，適應(yīng)了當(dāng)前現(xiàn)代化農(nóng)產(chǎn)品的儲(chǔ)存要求和發(fā)展趨勢(shì)。
[0012]【附圖說明】:
[0013]圖1為本實(shí)用新型的蘋果倉庫自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
[0014]圖2為本實(shí)用新型的蘋果倉庫自動(dòng)控制系統(tǒng)原理框圖
[0015]具體實(shí)施例:
[0016]本實(shí)用新型的蘋果倉庫自動(dòng)控制系統(tǒng)選擇了實(shí)用性能好的S7-200CPU224作為本系統(tǒng)的主控制器，選擇EM 231作為16路模擬量輸入，EM 223作為數(shù)字輸入輸出擴(kuò)展模塊，直流電源(24V)、空調(diào)、風(fēng)扇等控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并進(jìn)行接線設(shè)計(jì)。溫濕度的測量選擇了性價(jià)比高的PtlOO溫度傳感器和HM 1500濕度傳感器，并對(duì)溫濕度的測量進(jìn)行誤差分析。PLC為系統(tǒng)的主控制器，溫度傳感器和濕度傳感器用來完成倉庫內(nèi)部溫度、濕度室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的檢測。執(zhí)行控制設(shè)備空調(diào)、風(fēng)扇由PLC控制調(diào)節(jié)倉庫內(nèi)的溫度和濕度。倉庫控制系統(tǒng)的軟件包括上位機(jī)監(jiān)控軟件和下位機(jī)用戶軟件。上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離系統(tǒng)的監(jiān)控、倉庫內(nèi)溫度和濕度實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)的顯示，實(shí)時(shí)控制參數(shù)的在線修改，實(shí)現(xiàn)了倉庫溫濕度的實(shí)時(shí)監(jiān)控。下位機(jī)系統(tǒng)軟件主要進(jìn)行梯形圖的控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)。
[0017]自動(dòng)控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示，控制系統(tǒng)由上位機(jī)與下位機(jī)組成，上位機(jī)采用PC機(jī)，上位機(jī)與現(xiàn)場PLC相連，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程雙向數(shù)據(jù)傳送及數(shù)據(jù)處理?？稍O(shè)定和修改溫度和濕度的標(biāo)準(zhǔn)值，查詢歷史記錄以及分析各時(shí)間段的溫濕度的數(shù)據(jù)，檢查各倉庫的溫濕度狀況，實(shí)現(xiàn)溫濕度數(shù)據(jù)的自動(dòng)記錄;采用計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測環(huán)境參數(shù)、設(shè)定狀態(tài)極限值，如果狀態(tài)超出設(shè)定的極限值，報(bào)警系統(tǒng)會(huì)立即啟動(dòng)。下位機(jī)采用PLC為控制系統(tǒng)的主控制器，通過繼電器一接觸器系統(tǒng)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)?？刂茍?zhí)行機(jī)構(gòu)這里主要是風(fēng)扇，空調(diào)和水閥?？照{(diào)用于調(diào)節(jié)倉庫內(nèi)的溫度，風(fēng)扇和水閥用來控制倉庫內(nèi)的濕度。
[0018]自動(dòng)控制系統(tǒng)原理如圖2所示，本控制系統(tǒng)中選擇S7-200作為主控制器，鑒于S7-200強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集和處理功能，設(shè)計(jì)可采集多個(gè)倉庫的溫濕度模擬量來測量監(jiān)控。由于在倉庫中空氣受大氣壓的影響會(huì)使溫濕度分布的不平均，我們選擇溫濕度分別針對(duì)倉庫頂部和地面進(jìn)行各自采集。所以每個(gè)倉庫中要求的溫度傳感器和濕度傳感器各2個(gè)?？刂茍?zhí)行機(jī)構(gòu)風(fēng)扇和空調(diào)每個(gè)倉庫各配置一臺(tái)。
[0019]工作時(shí)，S7-200PLC的工作方式為掃描方式，可以同時(shí)對(duì)多個(gè)模塊進(jìn)行控制，在程序掃描時(shí)間中采集不同的輸入檢測信號(hào)，就可使程序按所檢測信號(hào)判斷進(jìn)入不同的子程序。主程序包含有多個(gè)子程序，這樣既提高了編程的靈活性和實(shí)用性，這樣做在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)要求對(duì)軟件進(jìn)行修改提供了方便?？刂葡到y(tǒng)主要是接收上位機(jī)的控制參數(shù)，并完成溫室內(nèi)溫濕度的測量和控制任務(wù)，系統(tǒng)對(duì)空調(diào)，風(fēng)扇執(zhí)行設(shè)備的控制是通過PLC中的CPU發(fā)出開關(guān)指令，通過交接觸器控制有關(guān)機(jī)構(gòu)的啟停。當(dāng)倉庫內(nèi)的溫度高于設(shè)定的溫度值，且達(dá)到各自設(shè)定的延時(shí)值時(shí)，空調(diào)會(huì)啟動(dòng)降溫功能；當(dāng)倉庫內(nèi)的溫度低于設(shè)定溫度值且達(dá)到各自設(shè)定的延時(shí)值時(shí)，空調(diào)會(huì)關(guān)閉，否則計(jì)時(shí)器清零，程序繼續(xù)循環(huán)；當(dāng)倉庫的溫度在設(shè)定的開、關(guān)值之間時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)保持原有的狀態(tài)不變。在濕度控制方面，當(dāng)倉庫內(nèi)的相對(duì)濕度高于濕度設(shè)定的上限時(shí)，應(yīng)打開風(fēng)扇和窗戶通風(fēng)去濕；由于溫濕度在控制過程中會(huì)出現(xiàn)矛盾的情況，當(dāng)發(fā)生時(shí)，首先選擇的是保持溫度值設(shè)定范圍。
[0020]蘋果倉庫存儲(chǔ)自動(dòng)控制系統(tǒng)是要實(shí)現(xiàn)蘋果存儲(chǔ)的自動(dòng)化與智能化，提高系統(tǒng)的智能水平，提高溫濕度等重要參數(shù)的采集精度，以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，以合理的選擇參設(shè)置，保證蘋果的質(zhì)量，降低存儲(chǔ)成本。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種蘋果倉庫自動(dòng)控制系統(tǒng)，其包括計(jì)算機(jī)、單片機(jī)控制器、風(fēng)扇、空調(diào)、采集模塊、溫度傳感器、濕度傳感器，計(jì)算機(jī)與單片機(jī)控制器電信號(hào)連接，單片機(jī)控制器分別于風(fēng)扇、采集模塊、空調(diào)電信號(hào)連接，采集模塊與放置于倉庫內(nèi)的若干個(gè)溫度傳感器和濕度傳感器連接，其特征在于，當(dāng)倉庫內(nèi)的溫度高于設(shè)定的溫度值，且達(dá)到各自設(shè)定的延時(shí)值時(shí)，空調(diào)會(huì)啟動(dòng)降溫功能；當(dāng)倉庫內(nèi)的溫度低于設(shè)定溫度值且達(dá)到各自設(shè)定的延時(shí)值時(shí)，空調(diào)會(huì)關(guān)閉；當(dāng)倉庫的溫度在設(shè)定的開、關(guān)值之間時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)保持原有的狀態(tài)不變；當(dāng)倉庫內(nèi)的相對(duì)濕度高于濕度設(shè)定的上限時(shí)，應(yīng)打開風(fēng)扇和窗戶通風(fēng)去濕。2.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的控制器采用S7-200CPU224作為本系統(tǒng)的主控制器。3.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的溫度傳感器為PtlOO溫度傳感器，所述的濕度傳感器為HMl 500濕度傳感器。
【文檔編號(hào)】F24F11/00GK205425301SQ201620138207
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年2月24日
【發(fā)明人】呂昕聰, 李傳峰, 王偉, 賀小偉, 范修文, 楊全軍, 張炳成
【申請(qǐng)人】塔里木大學(xué)