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1、.计算机科学技术论文：基于PLC在普洱茶发酵车间的应用分析与研究摘要 多数中小普洱茶厂在传统自然发酵过程中存在靠经验判断、卫生程度差、品质不稳定及劳动强度大等问题,用现代科学的分析检测方法探寻普洱茶发酵的规律,为普洱茶发酵过程的标准化、规范化、自动化提供示范。普洱茶发酵自动化设备由PLC主控设备、传感器(温湿度传感器)、变送器、计算机处理系统(人机界面显示)、智能化加温和加湿设备等构成,其特征在于将PLC控制及检测技术与普洱茶渥堆发酵工艺相结合,通过控制柜中的PLC连接普洱茶发酵现场的传感器,利用传感器检测发酵箱中普洱茶的温度湿度
2、,通过信号线反馈到PLC控制系统上,对箱体内普洱茶发酵变化过程实时监控,采集数据传输给PLC主控设备和计算机处理系统,由计算机进行处理,实现普洱茶发酵的数字化控制;调整温度湿度达到普洱茶最佳发酵环境。关键词 普洱茶;PLC;发酵;应用分析;研究...目前,普洱茶发酵生产基本上采用传统的渥堆方式,依靠环境微生物自然感染进行,受季节和环境条件的影响很大,参与发酵的微生物种类不明、杂菌多、发酵过程不稳定,难以控制与规范,导致产品质量不稳定,难以实现规范化生产[1]。普洱茶加工过程中环境因素(温度、湿度、空气、pH值等)的自动控制及检测对
3、品质形成的影响是基础性科学问题,为安全、优质普洱茶生产提供重要理论依据。该研究的目的是突破普洱茶发酵的一些传统方法的瓶颈,利用自动检测及自动控制系统,对发酵车间影响普洱茶品质形成的车间内环境、渥堆内温湿度、环境空气流通交换等参数实时自动监测、采集分析和数据处理,结合化学分析和品质鉴定,寻求他们相互间的变化规律,建立数学模型,不断调整及优化普洱茶发酵过程中的相关参数,为普洱茶发酵过程中有益微生物的生长创造适宜的外部和内部环境条件。实现普洱茶发酵过程的定向可控,缩短普洱茶发酵周期,为实现云南普洱茶清洁化、规模化及自动化生产提供技术支撑
4、。研究结果将提升普洱茶产业效益,为行业规范化生产提供理论依据,从而实现以科技创新为动力的普洱茶产业,对确保普洱茶产业健康持续发展具有十分重要的意义。1 控制检测设备技术路线1.1 检测控制整体布局 系统终端与监控中心利用现有的PLC控制和现场总线技术,挂接按控制要求安放的各种传感器,并控制执行设备。其余部分安装于发酵车间,整个装置构成一组PLC分布式I/O结构,PLC主站与模块型I/O从站之间的通信通过现场总线完成。...系统主站接收主站控制面板命令和2号从站传感器数据,对这些数据进行分析、判断、运算,点亮主站指示灯并向1号从站发
5、出控制指令。采用西门子S7-300可编程控制器的中央处理单元,配以2块数字量输入模块和1块数字量输出模块,共同组成系统主站。2块数字量输入模块用以接收从控制面板发送来的各种手动信号,数字量输出模块用来给控制面板上的指示灯和各种显示屏提供直流24V电压。系统主站与主站控制面板安装于主控制台,主控制台置于监控室内[2-5]。其构建路线如图1所示。1.2 电器控制系统的建模 电阻R、电感L和电容器C是电路中的3个基本组件,常见的基本电路有无源网络电路和有源网络电路,其数学模型的建立主要是依据电路的基本定律。图2为RLC无源网络电路。设输
6、入端电压ui(t)为系统的输入量,电容器C两端电压uo(t)为系统的输出量,L为电路中所有电感元件的等效电感,R为电路中的等效电阻,C为电路中的等效电容。根据基尔霍夫定律可写出微分方程......设定模拟信号输入(A/D)部分4个信道的工作模式,每各信道各有4种模式,可独立设定。出厂设定值为H0000。CR#2-CR#5:内容值用来设定进行拉氏变换,可得出传递函数:...1.3 PLCI/O模块驱动程序的设计 普通工业计算机的外围设备不包括I/O模块,它其实是属于PLC的一部分,如果要使普通工业计算机与这些模块进行通讯,就必须设计
7、软件来模拟这些模块与PLC的CPU模块进行通讯。由此设计驱动程序(图4),其中(1)是输入模块驱动程序框图,(2)是输出模块驱动程序框图,(3)是输入模块驱动程序框图,(4)是输出模块驱动程序框图[6-7]。2 模拟量转换...2.1 模拟模块的设置 模拟输入/输出混合模块包括可接受外部4点输入(电压或电流),将其转化为12位数字信号。将输出部分接收的主机2组12位数字信号转换为两路模拟输出(电压或电流),有49个16位控制寄存器CR(ControlledRegister),可以通过主机PLC通讯读写模块内的数据,输入/输出(电压
8、或电流)及其量程均可通过控制寄存器设置,只有设置正确模拟模块才能正常工作,CR#1:b0-bl1内容值用来信道CHI~CH4讯号的平均次数设定,可设定范围K1~K4096。CR#12~CR#15:内容值为信道OHI~CH4输入信号现在值显示~CR#
