蔬菜土窖试验库保鲜调控装置设计与研制

摘要

蔬菜贮藏保鲜既是促进蔬菜生产加工的重要环节，也是提高广大菜农收入的重要途径。与发达国家相比，目前中国蔬菜贮藏保鲜业发展缓慢，蔬菜保鲜成本高，设备和人力资源投资大，这使得大力发展高水平、高质量的蔬菜贮藏保鲜技术成为一个亟待解决的问题。土窖贮藏是广大农民普遍采用的蔬菜贮藏方式，为了改变中国土窖贮藏以人工经验为主的管理方式，最大程度的提高农村蔬菜贮藏期，减少蔬菜的损失率，在深入研究土窖贮藏发展现状的基础上，本文研究出一套适合于农村使用的蔬菜土窖保鲜调控装置。 将可编程控制技术、组态监控技术、无线网络技术和传感器技术应用于蔬菜土窖保鲜调控装置的设计，开发了基于PLC的土窖保鲜调控装置。本文根据土窖环境控制的特点，采用ZigBee无线网络技术，实现对土窖内温度和湿度的自动检测和控制。本文设计的控制系统硬件部分主要包括S7-200PLC，扩展模块，温湿度传感器以及执行控制设备。PLC为系统的主控制器，温湿度传感器和氧气探测器用来完成土窖内部温度、湿度室内环境参数的检测。通过执行控制设备热泵系统，风扇，加湿器等完成土窖内的温度和湿度调节。蔬菜土窖保鲜调控装置的软件包括上位机监控软件和PLC软件。上位机软件实现了系统的远距离监控，实现了土窖内温湿度和氧气浓度的实时监控，实时数据与历史数据的显示，实时控制参数的在线修改等。PLC软件主要进行梯形图的控制系统程序设计。 该蔬菜土窖保鲜调控装置在经过调试运行后，较好地实现了的温湿度的检测和控制调节，满足了各种蔬菜的贮藏要求，本装置系统操作简单，工作稳定可靠，应用性强，并有良好的组态监控界面，能远程控制。其中，温度最低可达0℃，并可持续保持在0-5℃;湿度最高可达95％，并可持续保持在85％-95％，同时可减少温湿度大幅度波动。适应了当前现代化农产品的储存要求和发展趋势，应用前景广泛。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1课题研究背景与意义

1．2国内外研究现状

1．2．1国内研究现状

1．2．2国外研究现状

1．3．1主要研究内容

1．3．2技术路线图

2整体方案设计与分析

2．1．1土窖试验库控制对象

2．1．2土窖试验库整体结构

2．2土窖试验库控制系统的选择

2．3．1装置控制方案

2．3．2调控装置技术应用

2．4 ZigBee无线传感器网络技术

2．4．1无线传感器网络技术

2．4．2 ZigBee技术简介

2．5 PLC与组态软件

2．5．1 PLC简介

2．5．2组态王简介

2．6本章小结

3调控装置硬件系统设计

3．1．1 PLC选型

3．1．2模拟量输入模块

3．1．3 I／O端分配

3．2采集系统设计

3．2．1传感器的选择

3．2．2温度采集

3．2．3湿度采集

3．2．4 O2浓度采集

3．3无线通信设计

3．3．1 ZigBee无线通信模块

3．3．2无线通信设置

3．4温湿度调节装置设计

3．4．1湿度调节

3．4．2温度调节

3．5本章小结

4调控装置软件系统设计

4．1编程环境

4．1．1编程软件介绍

4．1．2编程软件安装

4．2．1编程线缆

4．2．2通信设置

4．3程序设计

4．3．1采集程序

4．3．2控制程序

4．3．3故障报警程序

4．4本章小结

5监控系统设计

5．1监控系统功能需求

5．2组态王与PLC通信设置

5．2．1 PLC通信设置

5．2．2组态王通信设置

5．3监控界面设计

5．3．1变量定义

5．3．2监控窗口设计

5．3．3其他窗口设计

5．4本章小结

6结论

6．1全文总结

6．2本研究创新点

6．3论文的不足之处

7 展望

参考文献

9攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢