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低温储粮智能控制系统的研究与实现
低温储粮智能控制系统的研究与实现
摘要：农产品作为人们日常生活重要的生活物资，其储存问题一直备受关注。而低温储粮技术，具有保存粮食品质、延长保质期、减少损耗、提高经济效益等优势，已被广泛应用。本文介绍了低温储粮智能控制系统的结构、工作原理，重点讲述了控制系统中的温度控制、湿度控制和氧气浓度控制等关键技术，同时给出了实验结果和总结。
关键词：低温储粮；智能控制系统；温度控制；湿度控制；氧气浓度控制
一、介绍
粮食是人类的必需品，其种植、收割、储存和加工过程都对食品安全和供应水平产生着重要影响。尤其在丰收季节，粮食往往是一时间内呈现出增加饲料的供应和储存的尖峰。以往储粮的主要方法是通风和熏蒸等方式，但这种方法往往不能有效地消除仓储造成的氧化、昆虫、霉变等问题，更不能满足粮食需要长时间保鲜质量的要求。低温储粮技术是一种新型的储粮方法，通过降低粮食储存的温度和湿度来达到保存粮食品质、延长粮食的保质期等目的。
现代科技为储粮技术的发展提供了巨大的机遇，智能控制技术的应用为储粮提供了更好的保障。本文主要介绍了低温储粮智能控制系统的架构和实现过程，详细探讨了控制系统中的温度、湿度和氧气浓度控制的关键技术，最后分析了完成系统与传统储粮方法的优势和劣势。
二、低温储粮智能控制系统架构
低温储粮智能控制系统需要处理的信息量较大，因此需要较为完善的硬件和软件支持。其基本架构如图所示：
图1低温储粮智能控制系统架构图
控制器部分包括传感器处理单元和执行器控制单元，传感器处理单元用于采集仓内环境参数，控制单元针对各个参数进行处理和控制。调节阀门和制冷机构组成的执行器控制单元是系统的核心，通过对这些装置的实时监控来达到对环境参数的精确控制。而温湿度仪、氧气浓度仪等传感器则是控制器的数据来源，用于对仓内环境参数进行检测采集。同时，系统的监测子模块可以及时收集温度、湿度和氧气浓度等参数信息，实时反馈仓内环境状况，实现实时监控和控制。
三、低温储粮智能控制系统的工作原理
在实际应用中，低温储粮智能控制系统需要对仓内环境参数进行监测和控制。当温度、湿度、氧气浓度等参数超出设定值时，控制器会对执行器控制单元产生控制信号，然后控制执行器单元的操作，实现控制的目的。
控制器会根据实际测量数据进行汇总分析，计算出当前环境参数与设定值的误差，然后选择合适的控制方式进行操作。当环境参数超过设定值时，控制器会向执行器发出信号，开启氧气控制和制冷机制。当环境参数低于设定值时，控制器则会相应地进行操作，关闭相关控制和减小制冷机功率。
综上所述，低温储粮智能控制系统是通过不断地对仓内温度、湿度和氧气浓度等参数进行检测和控制，来实现对粮食的长时间储存和保鲜质量的保证。
四、关键技术的实现
（一）温度控制
粮食储存需要保持适当的温度，一般在0-10℃之间，过高或过低都会造成品质下降。低温储粮智能控制系统中的温度控制主要是通过制冷机结构实现的，其关键是如何对温度和制冷机工作量进行控制。
系统会定时监测仓内温度，通过比较实际温度与设定值的差异来计算制冷机的控制量。此外，在设备选取方面，应该考虑机组散热量、制冷剂功耗、可靠性、寿命、噪声等多方面因素，以实现最佳的控制效果。在实践中，通常使用空气制冷器或直接蒸发制冷器，在制冷机组进行设定，并且采用PID调节算法进行控制。
（二）湿度控制
湿度是影响粮食储存的另一个重要因素。过高的湿度容易导致米虫、小麦虫、豆蠹等害虫繁殖，而过低的湿度则会使粮食失水，从而导致品质下降。低温储粮智能控制系统中的湿度控制是通过设备结构实现的。
通常使用空调机组和加湿器等设备对仓内湿度进行控制。根据仓库结构大小和环境湿度情况，通过开关空调系统和加湿器的方式来调整仓内湿度。同时，系统还可以使用控制与计算机自适应联合控制方法，根据模糊控制策略来控制加湿器加湿器出水量和风量等因素，从而更精确地控制仓内湿度。
（三）氧气浓度控制
低氧储粮技术主要是防止空气中霉菌、昆虫等微生物的滋生，为了防止它们的生长，需要减少储存仓室内氧气的浓度，将其控制在6%以下即可。低温储粮智能控制系统的氧气浓度控制方案主要是采用吸氧机构来控制仓内氧气浓度，通过吸取废气并通过管道排出仓室来达到控制目的。
同时，系统可以通过采用气体探测器监测仓内氧气浓度，通过比较监测值与设定值的差异来调节吸氧机的运转。气体探测器采用红外线传感器探测仓内氧气浓度，然后将采样数据传输给控制器，控制器对其进行处理从而实现对氧气浓度的控制。
五、实验结果和总结
为验证低温储粮智能控制系统的实用性，本文进行了试验，并对试验结果进行分析。在试验期间，系统吸氧机、制冷机和加湿器等设备的运行状态都得到了良好的稳定和可靠性。仓内温度、湿度和氧气浓度等参数被精确地控制在了预定值范围内，储存效果良好。
总之，低