二氧化碳传感器在气调库自动控制系统上的应用

二氧化碳传感器在气调库自动控制系统上的应用
 
      气调库内库问温度、相对湿度、气体成分是保证贮藏质量的 3个基本技术参数。温度是影响果蔬呼吸强度的重要因素。经过多年实践和参考国外的有关资料”-．气调库的贮藏温度确定值为一 5～5℃，控制精度范围在±0．5℃。在任何气调库内，不同程度地存在着温度梯度，所以库内温度的准确值应是各点温度 t的统计平均值。库内空气的相对湿度也是直接影响果蔬贮藏质量的一个重要因素。相对湿度低时，果蔬失重且表皮干皱，降低鲜度。湿度又是温度的一个函数，湿度相对稳定，才能保持库温稳定，理想的相对湿度应保持在 88％一96％RH之间。调节和控制库内气体成分，降低氧的含量到  3％一 5％．提高二氧化碳含量到 1％一 4％，是贮藏不同果蔬必不可少的重要因素。要控制这些就必须用到二氧化碳传感器等产品。

     控制系统的抗干扰能力，保证了保鲜库的保鲜效果。近些年随着我国的国力的增长，人民生活质量的提高，大众对水果和蔬菜储存质量的要求也是越来越高，所以气调保鲜技术越来越受到人们的重视。气调保鲜技术是通过温湿度传感器、二氧化碳传感器、氧气传感器等监测调节果品蔬菜储藏室的环境温湿度、空气中氧气含量和二氧化碳含量等四个参数，达到满足不同品种生存需要的最低氧气含量，调节果蔬品种的代谢量，保持果蔬品种营养，实现延长储藏期并保持果蔬有良好品质。
针对当前我国设计和建造的气调库普遍存在控制系统自动化程度低、系统不稳定，不可靠等问题，以西门子 plc机为核心的气调库全自动监控系统实现了对气调库内、氧气、二氧化碳含量的数据采集、处理及对二氧化碳脱除和脱氧机的控制。

     综合上述分析，控制系统应能实时地监控库内环境．使之维持在果蔬保鲜贮藏的最佳水平上。气调贮藏是在冷藏基础上进一步提高贮藏效果的措施，是果蔬贮藏保鲜技术的发展和创新，包含着冷藏和气调的双重作用。所以气调库一般分为制冷加湿部分和气调部分，制冷加湿技术在我国已经有很长的历史和很成熟的应用，所以在这里我重点讨论的是气调部分。一个气调库所包含的主要气调设备一般有，脱氧机，二氧化碳脱除机，乙烯脱除机，加湿机等。而气调库中最难精确控制的就是其氧气与二氧化碳气体的含量，这恰恰正是能否长时间原味保存果蔬的关键。以前往往都是根据库内气体的检测结果来进行手动调节，这既耗费人力，又不能保证精确控制库内各种气体的比例。也有通过开发单片机来进行自动控制库内气体的含量，但是往往达不到气调库长时间使用所需要的稳定性与可靠性。所以我用 plc来代替单片机，这样既能精确控制库内气体也能满足其需要的稳定可靠的要求。

     此自动控制系统共分为四大部分，二氧化碳脱除机，脱氧机，自动控制柜和上位工控机。脱氧机主要由填料罐、真空泵、气环风机、气动真空阀、散热风扇、PLC控制系统组成。工作原理是通过风机把库气送入填料罐，罐内的脱氧料把库气中的氧气吸附掉，剩余气体仍送回库内；吸满氧气后的填料由真空泵把氧气抽出来而再生。二个罐分别进行吸附、再生交替运行。脱氧机所有电器和设备均由可编程控制器监控。PLC利用微处理器和软件对获得的各种信息进行分析并做出反应，用户通过液晶显示（LCD）界面，可以改变过程控制。液晶显示屏显示时间、报警设定等重要运行参数。二氧化碳脱除机是由主机与副机两台机组组成，每台单机都装有高效特种活性炭做为二氧化碳吸附剂，利用其对二氧化碳气体选择性吸附的性能对二氧化碳进行脱除。在对气调库降二氧化碳时，每隔若干分钟吸附一次二氧化碳，再经过同样长时间用空气进行脱附，使两个工序交替运行，从而可脱除气调库内的二氧化碳气体，降低其浓度，达到气调规定的参数。二氧化碳脱除是由缸体，阀组，风机组，控制系统组成的，带有控制面板的单机称之为“主机”，另一台为“副机”。气调控制系统是通过气体采样泵自动提取各个气调库的气体的，样气被送到 O2和  OC2分析仪中进行分析，在数显仪表上显示测量值。电脑会将测量值与设定值进行对比，然后决定是否启动二氧化碳脱除机，或是否停止脱除二氧化碳。各库的气体参数都通过触摸屏进行设定，微型打印机每隔 4小时打印一次最新的测量值。硬件部分均采用西门子  s7-200作为主控制器，自动控制柜加配模拟量模块和以太网通讯模块。人机界面为海泰克触摸屏，上位监控为工控机。传感器在整个系统中占有十分重要的地位．它把气调库的环境信息转换成电信号，其精度直接影响整个监控系统的精度，高精度传感器是提高检测与控制精度的重要保证，所以采用品牌的传感器。软件部分上位监控采用组态王监控软件。下位采用STEP7MicroWIN编程软件。