CN206684560U - 一种基于plc的茶青发酵温湿度监控装置 - Google Patents

Abstract

一种基于PLC的茶青发酵温湿度监控装置，涉及一种监控装置，所述温湿度监控装置包括监控装置外壳和监控电路；监控电路分为监测模块和控制模块；监控装置外壳的正面装有触摸屏、装置启动按键、装置停止按键、装置测试按键、通信插口、装置工作状态指示灯；监控装置外壳背面装有监测模块的室内温度传感器信号输入端子、室内湿度传感器信号输入端子、蒸发器入口温度传感器信号输入端子、蒸发器出口温度传感器信号输入端子；监控装置外壳底面装有控制模块的四通换向阀电磁线圈通断控制信号输出端子。该装置可以实时监测茶青发酵过程的温湿度，同时在不同的天气状况下调节温度、不间断除湿，保证茶青发酵环境的稳定。

Description

一种基于PLC的茶青发酵温湿度监控装置

技术领域

本实用新型属于测量仪器仪表，尤其涉及一种茶青发酵的温湿度监控装置。

背景技术

茶叶做青环境及工艺等是影响乌龙茶品质的重要因素。由于乌龙茶茶青在发酵过程会产生大量水汽，因此，对茶青发酵的温度控制要求十分高，而且还要求能够不间断除湿。目前，很多中小型乌龙茶加工车间采用空调来调节乌龙茶茶青发酵过程的温度和湿度，但是由于空调不能在制热过程中除湿，因此，采用空调是无法在低温天气用于茶青发酵加工的。因此，为了满足茶青发酵加工过程不间断除湿的要求，设计一种既能制冷制热，也可作除湿机来用的茶青发酵温湿度监控装置，具有很重要的实际意义。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本实用新型旨在提供一种基于PLC的茶青发酵温湿度监控装置，该装置可以实时监测茶青发酵过程的温湿度，同时在不同的天气状况下调节温度、不间断除湿，保证茶青发酵环境的稳定。

为实现上述技术目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种基于PLC的茶青发酵温湿度监控装置，包括监控装置外壳和监控电路。监控电路分为监测模块和控制模块。监控装置外壳的正面装有触摸屏、装置启动按键、装置停止按键、装置测试按键、通信插口、装置工作状态指示灯。监控装置外壳背面装有监测模块的室内温度传感器信号输入端子、室内湿度传感器信号输入端子、蒸发器入口温度传感器信号输入端子、蒸发器出口温度传感器信号输入端子；监控装置外壳底面装有控制模块的四通换向阀电磁线圈通断控制信号输出端子、压缩机启停控制信号输出端子、室内风向电机启停控制信号输出端子、室外风扇电机启停控制信号输出端子、室内风机启停控制信号输出端子、电子膨胀阀开度控制信号输出端子。监测装置外壳内的监控电路由信号放大与隔离模块和PLC（可编程控制器）系统模块组成。所述PLC系统模块包括：西门子S7-200 系列CPU（中央处理器）模块CPU226、电源模块、模拟量输入模块、数字量输入模块、模拟量输出模块、数字量输出模块、存储模块、通信模块。

室内温度传感器信号输入端子、室内湿度传感器信号输入端子、蒸发器入口温度传感器信号输入端子、蒸发器出口温度传感器信号输入端子分别与室内温度传感器、室内湿度传感器、蒸发器入口温度传感器、蒸发器出口温度传感器相连；分别将所述各个测量仪表所检测到的室内温度信号、室内湿度信号、蒸发器入口温度信号、蒸发器出口温度信号通过信号线送入信号放大与隔离模块；所述信号放大与隔离模块通过信号线与监控装置内部的模拟量输入模块相连；四通换向阀电磁线圈通断控制信号输出端子、四通换向阀电磁线圈通断控制信号输出端子、压缩机启停控制信号输出端子、室内风向电机启停控制信号输出端子、室外风扇电机启停控制信号输出端子、室内风机启停控制信号输出端子分别与四通换向阀电磁线圈、四通换向阀2电磁线圈、压缩机启停控制中间继电器线圈、室内风向电机启停控制中间继电器线圈、室外风扇电机启停控制中间继电器线圈、室内风机启停控制中间继电器线圈相连；分别将由触摸屏或CPU226模块发出四通换向阀电磁线圈通断控制信号、四通换向阀电磁线圈通断控制信号、压缩机启停控制信号、室内风向电机启停控制信号、室外风扇电机启停控制信号、室内风机启停控制信号通过数字量输出模块送至各中间继电器，最终控制各执行部件。电子膨胀阀开度控制信号输出端子、电子膨胀阀开度控制信号输出端子通过数模转换器，分别与电子膨胀阀开度控制端、电子膨胀阀开度控制端相连；分别将由触摸屏或CPU226模块发出电子膨胀阀开度控制信号、电子膨胀阀开度控制信号通过模拟量输出模块送至电子膨胀阀。监测装置外壳上的装置启动按键、装置停止按键和装置测试按键通过信号线分别与监控装置内部的数字量输入模块相连；监控装置外壳上的装置工作状态指示灯通过信号线与监测装置内部的数字量输出模块相连；监控装置内部的模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块、通信模块和存储模块分别通过总线与CPU226模块相连；监控装置内部的电源模块分别与模拟量输入模块、数字量输入模块、模拟量输出模块、数字量输出模块、通信模块和存储模块通过电源线相连；所述通信模块通过监控装置外壳上的通信插口可以与外部计算机进行通信。

本实用新型的工作原理如下：

室内温度传感器信号输入端子、室内湿度传感器信号输入端子、蒸发器入口温度传感器信号输入端子、蒸发器出口温度传感器信号输入端子分别将室内温度传感器、室内湿度传感器、蒸发器入口温度传感器、蒸发器出口温度传感器所采集到的室内温度信号、室内湿度信号、蒸发器入口温度信号、蒸发器出口温度信号分别送模拟量输入模块进行模数转换，转换后所得到的室内温度数据、室内湿度数据、蒸发器入口温度数据、蒸发器出口温度数据经总线送入CPU226模块进行分析处理，得到茶青发酵系统工作状态数据。CPU226模块将茶青发酵系统的状态数据送存储模块存储外，还送入触摸屏进行显示。当茶青发酵系统温度、湿度等工作状态数据超出正常值时，CPU226模块会发送报警信号到触摸屏上各报警状态指示灯，使相应的报警状态指示灯点亮，提示操作者茶青发酵系统工作数据异常。四通换向阀电磁线圈通断控制信号输出端子、四通换向阀电磁线圈通断控制信号输出端子、压缩机启停控制信号输出端子、室内风向电机启停控制信号输出端子、室外风扇电机启停控制信号输出端子、室内风机启停控制信号输出端子分别与四通换向阀电磁线圈、四通换向阀电磁线圈、压缩机启停控制中间继电器线圈、室内风向电机启停控制中间继电器线圈、室外风扇电机启停控制中间继电器线圈、室内风机启停控制中间继电器线圈相连；分别将由触摸屏或CPU226模块发出四通换向阀电磁线圈通断控制信号、四通换向阀电磁线圈通断控制信号、压缩机启停控制信号、室内风向电机启停控制信号、室外风扇电机启停控制信号、室内风机启停控制信号通过数字量输出模块送至各中间继电器，最终控制各执行部件。电子膨胀阀开度控制信号输出端子、电子膨胀阀开度控制信号输出端子通过数模转换器，分别与电子膨胀阀开度控制端、电子膨胀阀开度控制端相连；分别将由触摸屏或CPU226模块发出电子膨胀阀开度控制信号、电子膨胀阀开度控制信号通过模拟量输出模块送至电子膨胀阀。当室内温度高于设定值时，需运行制冷，四通换向阀电磁线圈都通电，其口相通，电子膨胀阀保持一定开度；另一电子膨胀阀全开；室外风机运转。制冷过程同时带有除湿作用。当室内温度低于设定值时，需运行制热，四通换向阀电磁线圈断电，其口相通；四通换向阀通电，其口相通；电子膨胀阀保持一定开度；另一电子膨胀阀全开；室外风机运转。制热模式下不能有效降低室内相对湿度。当室内湿度高于设定值且温度低于设定值时，运行除湿，四通换向阀通电，其口相通；另一四通换向阀断电，其口相通；电子膨胀阀全断；电子膨胀阀保持一定开度；室外风机断电停止运行。此时系统相当于一个放置于室内的专用除湿机，通过冷凝法除湿。在夏季高温天气下，系统先选择制冷运行进行降温和除湿；在室温低于设定温度值时，又选择除湿运行进行升温和除湿。两种运行方式交替运行，保持恒温和不断除湿。在春秋季节低温天气下，系统先选择制热运行进行升温；在室温接近但低于设定温度时选择除湿运行进行除湿和升温；当室温高于设定温度时，选择制冷运行降温和除湿。而后除湿运行和制冷运行交替工作，保持恒温和不断除湿。

启动按键、装置停止按键和装置测试按键分别通过信号线与监控装置内部的数字量输入模块相连，所述数字量输入模块接收装置启动按键、装置停止按键和装置测试按键的按键信息并通过总线将该信息传送至CPU226模块，实现监测装置的启动、停止和测试。监控装置外壳上的装置工作状态指示灯通过信号线与监测装置内部的数字量输出模块相连，当监控装置工作异常时，CPU226模块会通过数字量输出模块输出信号给装置工作状态指示灯，使装置工作状态指示灯点亮，提示操作者当前监控装置工作异常；监控装置外壳上的通信插口可以与外部计算机相连，实现本监控装置与外部计算机的通信。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

由于采用CPU226模块作为监控电路的核心部件，因此，本监控装置抗干扰能力较强、稳定性较好。又由于本装置实时采集现场室内温度信号、室内湿度信号、蒸发器温度信号进行计算、分析茶青发酵系统当前工作状态，因此该装置可以实现自动在线监测，能真实反映茶青发酵系统的工作状态，并对发酵温湿度进行实时的控制。

附图说明

图1为茶青发酵系统工作状态在线监测装置的正面和底面结构示意图；

图2为茶青发酵系统工作状态在线监测装置的背面结构示意图；

图3为茶青发酵系统工作状态在线监测装置的电路方框图。

图1中标号说明：1、触摸屏，2、监控装置外壳，3、装置启动按键，4、装置停止按键，5、装置测试按键，6、通信插口，7、装置工作状态指示灯，8、四通换向阀1电磁线圈通断控制信号输出端子，9、四通换向阀2电磁线圈通断控制信号输出端子，10、压缩机启停控制信号输出端子，11、室内风向电机启停控制信号输出端子，12、室外风扇电机启停控制信号输出端子，13、室内风机启停控制信号输出端子，14、电子膨胀阀1开度控制信号输出端子，15、电子膨胀阀2开度控制信号输出端子。

图2中标号说明：16、室内温度传感器信号输入端子，17、室内湿度传感器信号输入端子，18、蒸发器入口温度传感器信号输入端子，19、蒸发器出口温度传感器信号输入端子。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步说明。

见图1和图2，本实用新型包括：触摸屏1、监测装置外壳2、装置启动按键3、装置停止按键4、装置测试按键5、通信插口6、装置工作状态指示灯7、四通换向阀1电磁线圈通断控制信号输出端子8、四通换向阀2电磁线圈通断控制信号输出端子9、压缩机启停控制信号输出端子10、室内风向电机启停控制信号输出端子11、室外风扇电机启停控制信号输出端子12、室内风机启停控制信号输出端子13、电子膨胀阀1开度控制信号输出端子14、电子膨胀阀2开度控制信号输出端子15、室内温度传感器信号输入端子16、室内湿度传感器信号输入端子17、蒸发器入口温度传感器信号输入端子18、蒸发器出口温度传感器信号输入端子19。

见图3，本实用新型监控装置外壳内的测量电路包括：信号放大与隔离模块和PLC系统模块。所述PLC系统模块包括：CPU226模块、电源模块、模拟量输入模块、数字量输入模块、模拟量输出模块、数字量输出模块、存储模块、通信模块。

室内温度检测信号输入端子16、室内湿度检测信号输入端子17、蒸发器入口温度检测信号输入端子18、蒸发器出口温度检测信号输入端子19分别将室内温度传感器、室内湿度传感器、蒸发器入口温度传感器、蒸发器出口温度传感器所采集到的室内温度信号、室内湿度信号、蒸发器入口温度信号、蒸发器出口温度信号经信号放大与隔离模块进行信号放大、光/电隔离处理。经信号放大与隔离处理后的所述室内温度信号、室内湿度信号、蒸发器入口温度信号、蒸发器出口温度信号分别送模拟量输入模块进行模数转换，转换后所得到的室内温度数据、室内湿度数据、蒸发器入口温度数据、蒸发器出口温度数据经总线送入CPU226进行分析处理，得到茶青发酵系统工作状态数据。CPU226将茶青发酵系统工作状态数据送存储模块存储外，还在触摸屏1上进行显示。监控装置外壳2上的启动按键3、停止按键4和测试按键5分别通过信号线与监控装置内部的数字量输入模块相连，所述数字量输入模块接收启动按键3、停止按键4和测试按键5的按键信息并通过总线将该信息传送至CPU226模块，实现监控装置的启动、停止和测试。监控装置外壳2上的装置工作状态指示灯7通过信号线与监控装置内部的数字量输出模块相连，当监控装置工作异常时，CPU226模块会通过数字量输出模块输出信号给工作状态指示灯7，使工作状态指示灯7点亮，提示操作者当前监控装置工作异常；当茶青发酵系统工作状态数据超出正常值时，CPU226模块会将报警信号送入触摸屏1，使各报警状态指示灯点亮，提示操作者当前茶青发酵系统工作数据异常。

四通换向阀1电磁线圈通断控制信号输出端子、四通换向阀2电磁线圈通断控制信号输出端子、压缩机启停控制信号输出端子、室内风向电机启停控制信号输出端子、室外风扇电机启停控制信号输出端子、室内风机启停控制信号输出端子分别与四通换向阀1电磁线圈、四通换向阀2电磁线圈、压缩机启停控制中间继电器线圈、室内风向电机启停控制中间继电器线圈、室外风扇电机启停控制中间继电器线圈、室内风机启停控制中间继电器线圈相连；分别将由触摸屏或CPU226模块发出四通换向阀1电磁线圈通断控制信号、四通换向阀2电磁线圈通断控制信号、压缩机启停控制信号、室内风向电机启停控制信号、室外风扇电机启停控制信号、室内风机启停控制信号通过数字量输出模块送至各中间继电器，最终控制各执行部件。电子膨胀阀1开度控制信号输出端子、电子膨胀阀2开度控制信号输出端子通过数模转换器，分别与电子膨胀阀1开度控制端、电子膨胀阀2开度控制端相连；分别将由触摸屏或CPU226模块发出电子膨胀阀1开度控制信号、电子膨胀阀2开度控制信号通过模拟量输出模块送至电子膨胀阀1、2。当室内温度高于设定值时，需运行制冷，四通换向阀1、2电磁线圈都通电，其1、2口相通，3、4口相通；电子膨胀阀1保持一定开度；电子膨胀阀2全开；室外风机运转。制冷过程同时带有除湿作用。当室内温度低于设定值时，需运行制热，四通换向阀1电磁线圈断电，其1、4口相通，2、3口相通；四通换向阀2通电，其1、2口相通，3、4口相通；电子膨胀阀1保持一定开度；电子膨胀阀2全开；室外风机运转。制热模式下不能有效降低室内相对湿度。当室内湿度高于设定值且温度低于设定值时，运行除湿，四通换向阀1通电，其1、2口相通，3、4口相通；四通换向阀2断电，其 1、4口相通，2、3口也相通；电子膨胀阀1 全断；电子膨胀阀2保持一定开度；室外风机断电停止运行。此时系统相当于一个放置于室内的专用除湿机，通过冷凝法除湿。

Claims (8)

1.一种基于PLC的茶青发酵温湿度监控装置，其特征在于，所述温湿度监控装置包括监控装置外壳和监控电路；监控电路分为监测模块和控制模块；监控装置外壳的正面装有触摸屏、装置启动按键、装置停止按键、装置测试按键、通信插口、装置工作状态指示灯；监控装置外壳背面装有监测模块的室内温度传感器信号输入端子、室内湿度传感器信号输入端子、蒸发器入口温度传感器信号输入端子、蒸发器出口温度传感器信号输入端子；监控装置外壳底面装有控制模块的四通换向阀电磁线圈通断控制信号输出端子、压缩机启停控制信号输出端子、室内风向电机启停控制信号输出端子、室外风扇电机启停控制信号输出端子、室内风机启停控制信号输出端子、电子膨胀阀开度控制信号输出端子；监测装置外壳内的监控电路由信号放大与隔离模块和PLC系统模块组成；PLC系统模块包括：西门子S7-200 系列CPU模块CPU226、电源模块、模拟量输入模块、数字量输入模块、模拟量输出模块、数字量输出模块、存储模块、通信模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于PLC的茶青发酵温湿度监控装置，其特征在于，所述室内温度传感器信号输入端子、室内湿度传感器信号输入端子、蒸发器入口温度传感器信号输入端子、蒸发器出口温度传感器信号输入端子分别与室内温度传感器、室内湿度传感器、蒸发器入口温度传感器、蒸发器出口温度传感器相连。

3.根据权利要求1所述的一种基于PLC的茶青发酵温湿度监控装置，其特征在于，所述信号放大与隔离模块通过信号线与监控装置内部的模拟量输入模块相连；四通换向阀电磁线圈通断控制信号输出端子、压缩机启停控制信号输出端子、室内风向电机启停控制信号输出端子、室外风扇电机启停控制信号输出端子、室内风机启停控制信号输出端子分别与四通换向阀电磁线圈、压缩机启停控制中间继电器线圈、室内风向电机启停控制中间继电器线圈、室外风扇电机启停控制中间继电器线圈、室内风机启停控制中间继电器线圈相连。

4.根据权利要求1所述的一种基于PLC的茶青发酵温湿度监控装置，其特征在于，所述电子膨胀阀开度控制信号输出端子、电子膨胀阀开度控制信号输出端子通过数模转换器，分别与电子膨胀阀开度控制端相连。

5.根据权利要求1所述的一种基于PLC的茶青发酵温湿度监控装置，其特征在于，所述监测装置外壳上的装置启动按键、装置停止按键和装置测试按键通过信号线分别与监控装置内部的数字量输入模块相连。

6.根据权利要求1所述的一种基于PLC的茶青发酵温湿度监控装置，其特征在于，所述监控装置外壳上的装置工作状态指示灯通过信号线与监测装置内部的数字量输出模块相连。

7.根据权利要求1所述的一种基于PLC的茶青发酵温湿度监控装置，其特征在于，所述监控装置内部的模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块、通信模块和存储模块分别通过总线与CPU226模块相连。

8.根据权利要求1所述的一种基于PLC的茶青发酵温湿度监控装置，其特征在于，所述监控装置内部的电源模块分别与模拟量输入模块、数字量输入模块、模拟量输出模块、数字量输出模块、通信模块和存储模块通过电源线相连。