CN111713341A - 一种菇房用移动式自动气流扰动装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涉及食用菌工厂化技术领域，具体为一种菇房用移动式自动气流扰动装置及其控制方法，包括：移动装置、可容移动装置移动的运行导轨、与移动装置固定的出风装置，所述的运行导轨两端分别设有行程开关，所述的出风装置包括上下设置的出风管、控制系统、接近出风管上端的上温度传感器、接近出风管下端的下温度传感器、模块化传感器、与出风管连通的扰动风机，所述的出风装置还包括设于菇房内的横向扰动风机，所述的控制系统控制扰动风机的转速，并控制横向扰动风机启停。本发明结构合理，可自行移动，可即时测量上下温差及湿度、CO₂浓度分布情况，提供适当的气流传送方案。

Description

一种菇房用移动式自动气流扰动装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及食用菌工厂化技术领域，具体为一种菇房用移动式自动气流扰动装置及其控制方法。

背景技术

我国食用菌工厂化行业发展历史较短，但近些年发展十分迅猛，食用菌工厂化生产要提供适宜食用菌生长环境，不受季节影响的连续栽培方式。

菇房气流组织是否合理，不仅直接影响房间的环境控制效果，还影响空调系统的能耗。

现有的多数食用菌工厂的菇房存在上下温差较大、CO₂浓度分布不均、传感器固定测量某一位置的数据，导致测量数据没有代表性等问题。

发明内容

本发明是针对现有菇房气流组织不合理，菇房存在上下温差较大、CO₂浓度分布不均、传感器固定测量某一位置的数据，导致测量数据没有代表性的问题，提供一种结构合理，可自行移动，可即时测量上下温差及湿度、CO₂浓度分布情况，提供适当的气流传送(扰动)方案的菇房用移动式自动气流扰动装置及其控制方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种菇房用移动式自动气流扰动装置，包括：移动装置、可容移动装置移动的运行导轨、与移动装置固定的出风装置，所述的运行导轨两端分别设有行程开关，所述的出风装置包括上下设置的出风管、控制系统、接近出风管上端的上温度传感器、接近出风管下端的下温度传感器、模块化传感器、与出风管连通的扰动风机，所述的出风装置还包括设于菇房内的横向扰动风机，所述的出风管设有多组对称分布的水平方向的出风口，所述的模块化传感器包括温度传感器、相对湿度传感器、CO₂浓度传感器、压力测量传感器，所述的移动装置、上温度传感器、下温度传感器、模块化传感器、扰动风机、横向扰动风机分别与控制系统连接，所述的控制系统通过对比上下温度传感器读取的温度值，控制扰动风机的转速，所述的控制系统在移动装置往返运动过程中通过模块化传感器计算出菇房温度、相对湿度和CO₂浓度在横向上的差异，并根据差异大小控制横向扰动风机启停。

优选的，所述的运行导轨两端装有常开型行程开关，所述的移动装置接近运行导轨端点时触发行程开关动作，所述的控制系统实时检测行程开关动作信号。

优选的，所述的移动装置包括三相异步电动机、减速器、传动皮带和滚动轮，所述的三相异步电动机通过正反转电路切换移动装置的运行方向，所述的三相异步电动机通过交流接触器受控于控制系统，所述的滚动轮在运行导轨上移动，所述的滚动轮与三相异步电动机通过减速器、传动皮带连接。

优选的，所述的控制系统采用西门子S7-200smart系列PLC，所述的控制系统设有CPU且CPU本体自带20路开关量输入输出点，增加模拟量扩展模块后，可检测4路温度信号，输出1路0-10V模拟量信号。

优选的，所述的控制系统设有CPU且CPU通过自带RS485接口与模块化传感器建立通讯，可直接读取模块化传感器检测的温度、相对湿度、CO₂浓度和压力测量值。

优选的，所述的扰动风机采用直流电机，所述的控制系统可通过0-10V信号控制扰动风机转速，当控制信号≤1V时，所述的扰动风机为停止状态。

优选的，所述的模块化传感器采用型号为EE872传感器。本方案采用品牌为E+E，型号为EE872传感器，集成温度、相对湿度、CO₂浓度和压力为一体，测量精度高，并适用于菇房环境。

优选的，所述的控制系统的防护等级为IP67，所述的控制系统设有启动按钮、停止按钮、运行指示灯、故障指示灯和急停开关。

优选的，包括如下使用步骤：

所述的控制系统检测行程开关状态，根据行程开关闭合数量确定移动装置工作状态；分以下4种情况：

所述的控制系统检测到移动装置在运行后，计算上温度传感器与下温度传感器检测到的温度的差值△T的绝对值；

所述的控制系统以△T的绝对值为偏差做PID运算并输出0～10V控制扰动风机的转速，使△T的绝对值趋向于0，即△T的绝对值越大，所述的扰动风机转速越快，△T的绝对值越小，所述的扰动风机转速越慢；

所述的控制系统检测到移动装置在运行后，读取模块化传感器检测到的温度、相对湿度、CO₂浓度和压力测量值，所述的控制系统分别计算出移动装置从前进到位至后退到位或后退到位至前进到位过程中温度、相对湿度和CO2浓度的最大值、最小值和差值，当温度、相对湿度或CO₂浓度的某一差值超过设定值，所述的控制系统输出信号控制横向扰动风机运行，当温度、相对湿度或CO₂浓度的差值全部在正常范围内，所述的控制系统输出信号控制横向扰动风机停止；

所述的控制系统计算移动装置从前进到位至后退到位或后退到位至前进到位的最长运行时间，当运行时间超过设定值Y，所述的控制系统停止移动装置运行，并输出报警，设定值Y与菇房长度、移动装置运行速度有关；

所述的控制系统停止时，移动装置自动回到前进到位位置后停止。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：结构合理，可自行移动，可即时测量上下温差及湿度、CO₂浓度分布情况，提供适当的气流传送(扰动)方案。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图。

图2为本发明的原理示意图。

图中：1-移动装置 2-运行导轨 3-控制系统 4-上温度传感器5-下温度传感器 6-模块化传感器 7-扰动风机8-出风管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图2，本发明提供一种技术方案：

一种菇房用移动式自动气流扰动装置，包括：移动装置1、可容移动装置1移动的运行导轨2、与移动装置1固定的出风装置，运行导轨2两端分别设有行程开关，出风装置包括上下设置的出风管8、控制系统3、接近出风管8上端的上温度传感器4、接近出风管8下端的下温度传感器5、模块化传感器6、与出风管8连通的扰动风机7，出风装置还包括设于菇房内的横向扰动风机，出风管8设有多组对称分布的水平方向的出风口，模块化传感器6包括温度传感器、相对湿度传感器、CO₂浓度传感器、压力测量传感器，移动装置1、上温度传感器4、下温度传感器5、模块化传感器6、扰动风机7、横向扰动风机分别与控制系统3连接，控制系统3通过对比上温度传感器4、下温度传感器5读取的温度值，控制扰动风机7的转速，控制系统3在移动装置往返运动过程中通过模块化传感器6的数据信号计算出菇房温度、相对湿度和CO₂浓度在横向上的差异，并根据差异大小控制横向扰动风机启停；

运行导轨2两端装有常开型行程开关，移动装置1接近运行导轨2端点时触发行程开关动作，控制系统3实时检测行程开关动作信号；

移动装置1包括三相异步电动机、减速器、传动皮带和滚动轮，三相异步电动机通过正反转电路切换移动装置1的运行方向，三相异步电动机通过交流接触器受控于控制系统3，滚动轮在运行导轨2上移动，滚动轮与三相异步电动机通过减速器、传动皮带连接；

控制系统3采用西门子S7-200smart系列PLC，控制系统3设有CPU且CPU本体自带20路开关量输入输出点，增加模拟量扩展模块后，可检测4路温度信号，输出1路0-10V模拟量信号；

控制系统3设有CPU且CPU通过自带RS485接口与模块化传感器建立通讯，可直接读取模块化传感器6检测的温度、相对湿度、CO₂浓度和压力测量值；

扰动风机7采用直流电机，控制系统3可通过0-10V信号控制扰动风机7转速，当控制信号≤1V时，扰动风机7为停止状态；

模块化传感器6采用型号为EE872传感器；

控制系统3的防护等级为IP67，控制系统3设有启动按钮、停止按钮、运行指示灯、故障指示灯和急停开关。

具体使用过程是，包括如下使用步骤：

控制系统3检测行程开关状态，根据行程开关闭合数量确定移动装置1工作状态；

控制系统3检测到移动装置1在运行后，计算上温度传感器4与下温度传感器5检测到的温度的差值△T的绝对值；

控制系统3以△T的绝对值为偏差做PID运算并输出0～10V控制扰动风机7的转速，使△T的绝对值趋向于0，即△T的绝对值越大，扰动风机7转速越快，△T的绝对值越小，扰动风机7转速越慢；

控制系统3检测到移动装置1在运行后，读取模块化传感器6检测到的温度、相对湿度、CO₂浓度和压力测量值，控制系统3分别计算出移动装置1从前进到位至后退到位或后退到位至前进到位过程中温度、相对湿度和CO2浓度的最大值、最小值和差值，当温度、相对湿度或CO₂浓度的某一差值超过设定值，控制系统3输出信号控制横向扰动风机运行，当温度、相对湿度或CO₂浓度的差值全部在正常范围内，控制系统3输出信号控制横向扰动风机停止；

控制系统3计算移动装置1从前进到位至后退到位或后退到位至前进到位的最长运行时间，当运行时间超过设定值Y，控制系统3停止移动装置1运行，并输出报警，设定值Y与菇房长度、移动装置1运行速度有关；

控制系统3停止时，移动装置1自动回到前进到位位置后停止。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种菇房用移动式自动气流扰动装置，其特征在于，包括：移动装置、可容移动装置移动的运行导轨、与移动装置固定的出风装置，所述的运行导轨两端分别设有行程开关，所述的出风装置包括上下设置的出风管、控制系统、接近出风管上端的上温度传感器、接近出风管下端的下温度传感器、模块化传感器、与出风管连通的扰动风机，所述的出风装置还包括设于菇房内的横向扰动风机，所述的出风管设有多组对称分布的水平方向的出风口，所述的模块化传感器包括温度传感器、相对湿度传感器、CO₂浓度传感器、压力测量传感器，所述的移动装置、上温度传感器、下温度传感器、模块化传感器、扰动风机、横向扰动风机分别与控制系统连接，所述的控制系统通过对比上下温度传感器读取的温度值，控制扰动风机的转速，所述的控制系统在移动装置往返运动过程中通过模块化传感器计算出菇房温度、相对湿度和CO₂浓度在横向上的差异，并根据差异大小控制横向扰动风机启停。

2.根据权利要求1所述的一种菇房用移动式自动气流扰动装置，其特征是，所述的运行导轨两端装有常开型行程开关，所述的移动装置接近运行导轨端点时触发行程开关动作，所述的控制系统实时检测行程开关动作信号。

3.根据权利要求1所述的一种菇房用移动式自动气流扰动装置，其特征是，所述的移动装置包括三相异步电动机、减速器、传动皮带和滚动轮，所述的三相异步电动机通过正反转电路切换移动装置的运行方向，所述的三相异步电动机通过交流接触器受控于控制系统，所述的滚动轮在运行导轨上移动，所述的滚动轮与三相异步电动机通过减速器、传动皮带连接。

4.根据权利要求1所述的一种菇房用移动式自动气流扰动装置，其特征是，所述的控制系统采用西门子S7-200smart系列PLC，所述的控制系统设有CPU且CPU本体自带20路开关量输入输出点，增加模拟量扩展模块后，可检测4路温度信号，输出1路0-10V模拟量信号。

5.根据权利要求1或4所述的一种菇房用移动式自动气流扰动装置，其特征是，所述的控制系统设有CPU且CPU通过自带RS485接口与模块化传感器建立通讯，可直接读取模块化传感器检测的温度、相对湿度、CO₂浓度和压力测量值。

6.根据权利要求1所述的一种菇房用移动式自动气流扰动装置，其特征是，所述的扰动风机采用直流电机，所述的控制系统可通过0-10V信号控制扰动风机转速，当控制信号≤1V时，所述的扰动风机为停止状态。

7.根据权利要求1所述的一种菇房用移动式自动气流扰动装置，其特征是，所述的模块化传感器采用型号为EE872传感器。

8.根据权利要求1所述的一种菇房用移动式自动气流扰动装置，其特征是，所述的控制系统的防护等级为IP67，所述的控制系统设有启动按钮、停止按钮、运行指示灯、故障指示灯和急停开关。

9.根据权利要求1所述的一种菇房用移动式自动气流扰动装置，其特征是，包括如下使用步骤：

所述的控制系统检测行程开关状态，根据行程开关闭合数量确定移动装置工作状态；

所述的控制系统检测到移动装置在运行后，计算上温度传感器与下温度传感器检测到的温度的差值△T的绝对值；

所述的控制系统以△T的绝对值为偏差做PID运算并输出0～10V控制扰动风机的转速，使△T的绝对值趋向于0，即△T的绝对值越大，所述的扰动风机转速越快，△T的绝对值越小，所述的扰动风机转速越慢；

所述的控制系统检测到移动装置在运行后，读取模块化传感器检测到的温度、相对湿度、CO₂浓度和压力测量值，所述的控制系统分别计算出移动装置从前进到位至后退到位或后退到位至前进到位过程中温度、相对湿度和CO2浓度的最大值、最小值和差值，当温度、相对湿度或CO₂浓度的某一差值超过设定值，所述的控制系统输出信号控制横向扰动风机运行，当温度、相对湿度或CO₂浓度的差值全部在正常范围内，所述的控制系统输出信号控制横向扰动风机停止；

所述的控制系统计算移动装置从前进到位至后退到位或后退到位至前进到位的最长运行时间，当运行时间超过设定值Y，所述的控制系统停止移动装置运行，并输出报警，设定值Y与菇房长度、移动装置运行速度有关；

所述的控制系统停止时，移动装置自动回到前进到位位置后停止。

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