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蔬菜次氯酸消毒液在线测控系统设计研究

宋程  
【摘要】:目前,鲜切蔬菜加工过程中,消毒以次氯酸消毒方法应用最为广泛,但过量氯残留可能导致形成致癌、致畸、致突变的物质。消毒剂主要依靠人工添加,可在线检测并精准控制次氯酸消毒液有效成分的自动化设备缺乏,制约了鲜切蔬菜加工效率和消毒质量与安全。针对上述问题,设计了一套次氯酸消毒液在线测控系统,采用添加次氯酸钠和柠檬酸的pH调整法作为制备工艺,实现了现场制备次氯酸消毒液,在线检测、自动控制其游离氯浓度及pH值等功能。研究了游离氯浓度和pH值控制算法。建立了游离氯浓度变化的数学模型,提出了一种用于游离氯控制的专家PID控制算法;建立了 pH值变化的数学模型,提出了一种用于pH值控制的复合控制算法;使用Matlab对控制过程进行仿真,结果显示控制效果良好。研制了次氯酸消毒液在线测控设备样机,以触摸屏和PLC为核心控制器,应用游离氯、pH值、温度等传感器和计量泵等关键元器件,实现人机交互、消毒成分自动控制、数据采集等功能。开展了联机试验研究,将系统应用于鲜切菜生产线。系统对游离氯浓度的检测误差小于5%,对pH值的检测误差小于0.1。控制性能试验结果表明:系统游离氯浓度调节范围30~200 mg/L,调节时间小于300s,稳态误差小于5%;pH值调节范围5.5~7.0,调节时间小于300s,稳态误差小于0.2。


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