基于PLC的果蔬气调保鲜环境自动调控系统的设计

通过搭建气调保鲜试验平台,以SIMENS S7-300为主控制器设计了基于PLC(可编程逻辑控制器)的果蔬气调保鲜环境自动调控系统,提出了基于低温保护优先的控制策略,采用双限值的控制方法,实现了对气调保鲜环境的自动控制。以脐橙为试验物料,开展液氮充注气调保鲜试验。结果表明,系统工作稳定性良好,综合实现了数据采集、滤波、计算、控制、反馈、人机对话和实时监测等功能。研究结果为开发液氮充注气调保鲜运输装备提供了参考依据。     

液氮充注气调保鲜运输试验平台的设计

针对液氮充注气调时瞬间冷能释放大及气调保鲜环境均匀性要求高等特点,结合液氮充注气调装置、加湿装置、温控机组、换气装置等的结构特点,采用有机玻璃设计加工了基于压差的厢体结构。该平台可调节回风道长度、开孔隔板开孔率、汽化盘管长度、通风风速、箱体气密性等参数;开设厢体后门方便货物堆栈,开设厢体前门便于调节设备工作参数;厢门开启处采用中性硅酮密封胶密封,气密性良好。该试验平台可调节保鲜厢体内温度、湿度和气体成分等参数,为液氮充注气调保鲜运输装备的开发奠定了基础。     

基于μC/OS-Ⅲ的果蔬气调运输车厢多任务控制系统设计

为提高果蔬等农产品运输途中的保鲜水平,实现气调运输车厢保鲜环境参数的精确调控,以STM32嵌入式系统为控制核心,设计了基于μC/OS-Ⅲ的果蔬气调运输车厢多任务控制系统,系统由数据采集、历史数据存储、环境参数调控、设备工作状态监控、人机交互、历史数据上传和系统调试等7个工作任务组成,分析了每个任务的工作流程和各任务间的信息交换过程,经试验验证,控制系统性能优越。检测结果表明:目标环境调节时间为128.2 min,控制系统氧气浓度响应时间差为0.9 min,温度响应时间差为7.8 min,相对湿度响应时间差为4.4 min,证明该系统能精确控制车厢内保鲜环境参数。     

基于双监测点的保鲜运输温度控制系统设计

针对果蔬保鲜运输中因温差过大,部分果蔬易被冻伤的问题,设计了一套基于双监测点的保鲜运输用温度控制系统.该系统以安装在厢体后端的温度传感器为主监测点,将保鲜运输中的环境温度控制在理想的保鲜温度范围内;以安装在厢体前端的温度传感器为辅助监测点,防止气流出口处的温度过低,冻伤厢体前端的果蔬.通过试验,此温度控制系统稳定性好、可靠性高,既能将运输厢内的温度控制在设定的目标温度范围内,又能防止运输厢体前端的果蔬不被冻伤.此研究结果对提升果蔬保鲜运输技术水平具有一定的参考价值.     

不同加湿方式对气调保鲜环境调控的影响

为掌握不同加湿方式对气调保鲜环境调控的影响,搭建了气调保鲜环境综合调控试验平台,对比超声波和高压雾化2种加湿方式对气调保鲜环境调控的影响。结果表明:超声波加湿对厢体内气体成分变化无影响,高压雾化加湿可引起厢体内O2和CO2体积分数的明显波动;超声波加湿在耗电量和液氮消耗量上比高压雾化加湿分别节能34.9%和57.7%。     

通风风速对气调运输车厢换气性能影响的数值模拟

维持车厢内适宜的氧气体积分数是保障果蔬运输品质的重要因素之一。为分析果蔬气调保鲜运输换气性能,以果蔬气调保鲜运输车车厢为研究对象,以荔枝作为货物,建立二维紊流数值计算模型。基于FLUENT软件,结合有孔介质模型,采用SIMPLE算法,对不同通风风速下的换气性能进行数值计算,获得了车厢内氧气体积分数变化和温度分布规律。研究结果表明,提高通风风速可以缩短换气时间,当风速达到一定值时,进一步提高通风风速对换气时间的影响减小;通风风速越大,空气平均温度递增速度越快,但温度递增减缓越早;缩短换气时间,可以减小换气对车厢内空气和货物温度的影响。经试验验证,氧气体积分数模拟值与试验值偏差不超过0.2%,试验结果与模拟结果吻合较好。该研究揭示了果蔬气调保鲜运输厢体的换气性能,对气调保鲜运输装备的设计和优化具有一定的参考价值。     

保鲜运输厢中不同湿度水平对制冷速率的影响

[目的]研究果蔬保鲜运输中加湿对制冷速率的影响。[方法]搭建了保鲜运输用温湿度控制试验平台,通过维持制冷过程中厢体内不同湿度水平,研究不同湿度水平对制冷速率的影响。[结果]制冷过程中,厢体内维持湿度水平越高,制冷时间越短,制冷机组降温速率越快。[结论]试验结果为果蔬保鲜运输过程中温湿度的综合控制提供了参考数据。     

棉种加工成套设备的计算机控制技术研究

文章介绍了棉种加工成套设备的计算机控制系统关键技术。系统实现了包括电机转速、加工温度、液位等参量的实时检测及控制,实现了成套设备的自动控制功能。软件设计了人机交互界面。应用表明,系统实时性强、可靠性高,提高了棉种加工质量。     

果蔬气调运输车厢阶梯型密封门的结构设计与试验

为提高果蔬气调运输车厢的气密性,设计1种阶梯型密封门结构,选用金属压条挤压矩形硅橡胶胶条的密封形式,设计密封结构的长、宽、高参数,门框左右部分呈阶梯型布置,并安装金属压条,左、右厢门内侧门板加工沟槽,槽内安装硅橡胶胶条,厢门铰链采用可推拉的活动铰链设计,利用轮盘锁紧机构使金属压条垂直压紧胶条实现良好的密封效果。通过搭建试验平台进行气密性验证试验发现,厢体的漏气倍数为0.36 h-1,气密性指标属于Ⅰ级,表明气密性优异。研究结果为进一步提高果蔬气调运输车气密性性能指标提供了参考。     

基于STM32的智能温室远程控制系统的设计

以STM32为主控制器,设计了集温室环境信息采集和自动控制于一体的基地、远程两级监控模式的温室智能控制系统。基地监控支持实时环境信息显示、历史环境信息查询和环境信息变化曲线显示功能,利用触摸屏设计的友好人机接口,可实现对作物理想生长环境参数的设定,系统依据设定的环境参数和实时采集的环境信息控制环境调节设备实现对温室环境的自动调节,以满足作物生长需要。远程监控采用RS232通信协议与基地控制系统连接,实现参数设定、实时数据显示及历史查询显示功能。系统还支持手动模式控制,以应对突发报警调节。试验分析表明该系统对温室环境监控具有良好的实用性和可靠性。     

人工气候室群测控系统的设计与应用

使用触摸屏、可编程控制器(PLC)、树莓派微型计算机、组态王、集散控制系统(SCADA)、高清摄像头、影像存证服务以及传感器、执行机构开发了一个人工气候室群智能化测控系统,管理由30个单元组成的人工气候室群。本系统中触摸屏负责采集各单元的环境状态数据,提供人工气候室单元的人机交互界面;PLC完成温室单元的控制逻辑,控制温室加湿、除湿、补光、气调等装置;树莓派微型计算机运行多个定制软件,实现计划库管理、权限分配、协议转换服务、空调控制等功能;组态王运行在管理房微机上,用于人工气候室群的本地管理、配置和数据记录;远程管理依托于基于ClearSCADA构建的设施农业总控中心,实现远程管理、数据采集、存储和配置;各模块间通过网络连接,采用ModbusTCP协议;配套的高清摄像头和影像存证服务提供了内部场景的实时查看和图片记录功能。该系统有效实现了人工气候室群的环境状态采集、环境控制、运行计划管理、远程测控、照片存证等功能,扩展性强,运行稳定。     

液氮充注气调对马铃薯保鲜环境参数的影响

为研究液氮充注气调对马铃薯贮藏温度、相对湿度和氧气体积分数等保鲜环境参数的影响,搭建了液氮充注气调试验平台,进行了液氮充注试验,对比翅片间距、通风风速和环境温度3个试验因素对厢体后侧温度、相对湿度和氧气体积分数的影响。试验结果表明:翅片间距越大,降氧和降温速度越慢,相对湿度总体呈先降低后升高的变化规律;通风风速对氧气体积分数和温度的影响显著,通风风速越大,降氧速度越慢,降温速度越快,相对湿度与温度相互对应;环境温度对氧气体积分数、温度和相对湿度的影响不显著。试验结果可为气调保鲜装备的研究提供参考。     

基于NB-IoT的智慧水产养殖系统设计

目前,我国传统水产养殖面临着自然资源占用率高、环境污染严重、技术落后及养殖面积减少等问题。为实现智慧化水产养殖,基于窄带物联网（Narrow Band Internet of Things,NB-IoT）设计一款智慧水产养殖系统。该系统采用STM32F103ZET6单片机为核心处理器,搭配外围电路及相应传感器实现复杂环境下的数据采集、处理功能,并对比阈值实现自动控制,采集的数据通过NBIoT无线通信技术实时发送至云平台,用户可通过可视化界面直观了解实时状况并实现远程控制。     

福建省农副产品保鲜技术开发基地

基地简介福建省农副产品保鲜技术开发基地是在福建省产学研办的资助下,由福建省经贸委、财政厅和教育厅下文批准建立的具有独立法人资格的科学技术研究开发实体,目的是研究与开发农副产品保鲜与加工的共性技术,为实现农业产业化经营搭建一个技术创新和技术服务平台。基地现有条件1、基地内设有可同时进行8个对比实验的气调冷藏保鲜实验库,8间普通冷藏保鲜试验库、2个气调冷藏中试库、1个低温速冻间和1个低温冻藏库。配套有全套进口气调设备和制冷设备。可对库内气体成分和温、湿度进行实时自动检测、自动分析和自动控制,具有较高的现代化水…     

液氮充注气调保鲜环境数学模型

为了掌握液氮充注气调过程中保鲜厢体内氧气浓度、温度的变化规律,建立液氮充注气调保鲜环境的数学模型,对氧气浓度、温度随时间变化过程进行了详细的理论推导,得出相应的计算式。在试验厢体上进行的验证试验表明:计算结果与试验结果基本吻合,为液氮充注气调系统的优化设计和控制策略提供了理论依据。     

基于PLC和云平台的鹅孵化机监控系统设计与试验

【目的】为了提高鹅种蛋孵化性能,针对现有鹅孵化机孵化过程自动化程度低、温度波动大、鲁棒性差,现场操作复杂等不足,设计了一种基于可编程逻辑控制器(Programmable logic controller,PLC)和云平台的鹅孵化机监控系统。【方法】根据鹅种蛋孵化工艺要求和鹅孵化机工作原理,采用PLC作为主控制器设计了系统的硬件电路和软件程序,实现孵化机温度、湿度、翻蛋和喷水晾蛋的自动控制,利用触摸屏和组态软件设计了孵化机现场监控的人机交互界面,并利用通用分组无线业务(General packet radio service,GPRS)智能网关、云平台服务器和移动端设计了远程监控系统。系统工作时,GPRS智能网关读取PLC中的存储数据,通过4G/5G网将数据上传至云平台服务器,移动端通过微信公众号、APP或网页可以直接访问和下载云平台服务器中的数据,并以图表形式显示出来。【结果】该监控系统运行稳定、状态良好;孵化过程中的温度采样数据鲁棒性高,100%达到控制要求;自动控制有助于提高鹅孵化机自动化水平;孵化生产试验结果表明,狮头鹅受精蛋平均孵化率为87.84%,比现有记载最高纪录高1.44...     

温室二氧化碳气肥环境调控系统设计

为改善棚室蔬菜生产中二氧化碳匮乏问题,设计温室二氧化碳气肥环境调控系统。设计气肥发生器,利用碳酸氢铵加热产生二氧化碳的原理,制备二氧化碳气肥;采用负压反应腔和二级过滤净化系统提高系统的安全性;采用可编程逻辑控制器(programmable logic controller,简称PLC)作为主控制器,实现气肥发生器工作循环的自动控制;PLC通过无线数传电台与传感器采集装置通信,在PLC中集成模糊控制算法,实现温室内二氧化碳的智能调控;采用监视与控制通用系统(monitor and control generated system,简称MCGS)触摸屏作为人机交互装置,MCGS触摸屏通过RS232总线与PLC通信交换数据,实现系统状态与测试数据的实时显示、存储及历史信息统计。结果表明,系统运行稳定可靠,操作界面简洁方便,更好地实现了对温室二氧化碳气体环境的实时监控。     

水产品活体运输智能监控系统的设计

近些年来消费者对水产品的新鲜度和安全度要求越来越高,活体运输成为有效的保鲜方式之一,但国内水产品的活体运输技术存在着信息化、智能化程度低,监控因素单一等亟待解决的问题。针对上述问题设计了一种水产品活体运输智能监控系统,通过硬件和软件的设计,对运输车箱内水环境的温度、p H、溶解氧等水质环境参数和视频数据进行实时监控。该系统构建了底层传感器检测与控制、监控中心数据处理、远程终端管理的三层物联网结构,通过无线传输技术,实现了水产品活体运输的远程智能监控。该系统通过Lab VIEW软件设计了上位机监控界面,不仅可以实时显示运输过程中水产品的各水质环境参数及车内安全视频监控数据,还建立了水产品数据库,可进行历史数据的查询。经过小型罗非鱼活体运输车辆的测试,该系统运行稳定可靠,操作简便,具有良好的实用价值。     

基于物联网的精确灌溉控制技术研究

【目的】研究基于物联网的自动化灌溉控制系统,为规模种植区域自动控制精确灌溉提供可借鉴模式。【方法】通过ZigBee网络实现园区土壤墒情信息的共享,根据采集到的土壤墒情信息制定灌溉决策。选用可编程逻辑控制器作为核心控制器,分多种控制方式对灌溉进行控制,同时对首部输水管道进行恒压控制。通过建立可编程逻辑控制器和人机界面的交互平台,对灌溉模式进行选择并监控灌溉全过程,若系统发生故障进行报警提醒。【结果】设计了基于物联网的自动化灌溉控制系统,该系统界面友好且操作简单,与沟灌、波涌灌相比节约用水50%以上,与常规滴灌相比对灌水量、灌水时间以及施肥量的控制更为精确,节省了大量劳动力。【结论】基于物联网的灌溉控制系统将远程监控、精确灌概、数据共享、智能报警、自动控制统一起来实现节水灌溉,在规模化种植区有一定推广潜力。     

山东省自动气象站实时资料质量控制系统

结合质量控制相关理论和方法,介绍了山东省自动气象站实时资料质量控制系统。该系统实现了对通信业务、省级质量控制系统的整合,并建立了以Web为主要方式的人机交互平台。该系统在充分保证业务运行的基础上,提高了自动气象站资料的可靠性。