糧倉糧庫分布式光纖溫度監(jiān)測管理系統(tǒng)

1、糧倉糧庫分布式光纖溫度監(jiān)測管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案2019年2月目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc2170821 第一部分：概 述 PAGEREF _Toc2170821 h 3 HYPERLINK l _Toc2170822 （1）糧食倉儲(chǔ)概述 PAGEREF _Toc2170822 h 3 HYPERLINK l _Toc2170823 （2）糧倉糧庫溫度監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用背景 PAGEREF _Toc2170823 h 3 HYPERLINK l _Toc2170824 （3）糧情測控系統(tǒng)的意義 PAGEREF _Toc2170824 h 4第二部分: 基于光纖測溫

2、技術(shù)的糧情測控系統(tǒng).4 HYPERLINK l _Toc2170825 （1）分布式光纖測溫技術(shù)特點(diǎn) PAGEREF _Toc2170825 h 4 HYPERLINK l _Toc2170826 （2）組成結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc2170826 h 4 HYPERLINK l _Toc2170827 （3）技術(shù)參數(shù) PAGEREF _Toc2170827 h 5 HYPERLINK l _Toc2170828 （4）系統(tǒng)功能特點(diǎn) PAGEREF _Toc2170828 h 7 HYPERLINK l _Toc2170829 （5）對比優(yōu)勢 PAGEREF _Toc2170829 h 7

3、第三部分:總結(jié).7第一部分：概 述（1）糧食倉儲(chǔ)概述 我國現(xiàn)有14億人口，糧食儲(chǔ)藏好壞是關(guān)系到人民健康、市場供給、國家穩(wěn)定的大事。隨著人口增長迅速、耕地逐年減少、人類對社會(huì)物質(zhì)生活的需求愈來愈高。糧食的利用與保護(hù)得到社會(huì)的更加重視，人類必須杜絕糧食浪費(fèi)與霉?fàn)€現(xiàn)象發(fā)生，珍惜糧食。 我國是世界上最大糧食生產(chǎn)和消費(fèi)國。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國糧食收獲后在脫粒、晾曬、貯存、運(yùn)輸?shù)冗^程中的損失高達(dá)15，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過聯(lián)合國糧農(nóng)組織規(guī)定的5，在這些損失中因未達(dá)到安全水分造成霉變、發(fā)芽等損失的糧食又占到5。 糧食在儲(chǔ)藏期間，如果水分超標(biāo)，糧堆內(nèi)部的水分就表現(xiàn)出向表面及糧粒間隙中的空氣緩慢游離的趨勢，因糧食水分從不流動(dòng)的空氣中

4、逸出比較困難，它在糧粒間聚集，當(dāng)濕度達(dá)到飽和點(diǎn)時(shí)即開始凝結(jié)，隨之產(chǎn)生發(fā)酵和局部溫度升高現(xiàn)象，這又促使糧粒釋放出水分和加速相應(yīng)的發(fā)酵過程。當(dāng)環(huán)境溫度升高，糧食中帶有的粉塵、雜質(zhì)、特別是有機(jī)物雜質(zhì)加速了上述過程，嚴(yán)重威脅到安全儲(chǔ)糧，導(dǎo)致糧食腐爛。 因此糧倉糧庫環(huán)境應(yīng)保持通風(fēng)、干燥，內(nèi)外整潔有序。糧庫中應(yīng)采取防鼠、防蠅、防蟲、防盜等設(shè)施，杜絕有害蟲類的滋生。 （2）糧倉糧庫溫度監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用背景 建國以來，經(jīng)過六十多年的發(fā)展，我國糧食倉儲(chǔ)技術(shù)得到了長足發(fā)展，在某些領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平，但就整體而言，我國糧食倉儲(chǔ)技術(shù)與發(fā)達(dá)國家相比，仍與一定的差距。目前，大部分糧倉庫仍為人工監(jiān)控管理，如降倉溫通風(fēng)是倉

5、房日常管理中，尤其是低溫儲(chǔ)糧管理中的一項(xiàng)操作較為頻繁、辛苦的工作，經(jīng)常需要在半夜開機(jī)：由于糧食呼吸，儲(chǔ)糧穩(wěn)定性較差，保管員需不斷翻動(dòng)糧面，通風(fēng)降溫散濕，因此國家需要投入大量人力。糧情，糧倉溫度靠人工監(jiān)測，保管員需要頻繁巡查，工作強(qiáng)度大，并且監(jiān)測結(jié)果不精確。（3）糧情測控系統(tǒng)的意義糧食是國家的戰(zhàn)略商品，也是人們生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，糧食的存儲(chǔ)安全十分重要。為了盡可能地減少糧食存儲(chǔ)過程中因發(fā)熱、霉變等原因造成的損失，需要對存儲(chǔ)糧食內(nèi)的多種物理量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，并根據(jù)所測數(shù)據(jù)對糧情狀態(tài)加以判斷，以便及時(shí)消除隱患。影響糧食存儲(chǔ)安全的因素有多種，其中糧倉內(nèi)糧食的溫度是關(guān)鍵。為了減少糧食在存儲(chǔ)過程由于其發(fā)生質(zhì)變而

6、引起的損失，保證糧食的質(zhì)量和品質(zhì)，就需要及時(shí)準(zhǔn)確地掌握存儲(chǔ)中的糧食的各種物理參數(shù)信息，總結(jié)分析其變化規(guī)律，預(yù)測出存儲(chǔ)的糧食安全狀況，判斷是否可能發(fā)生霉變，實(shí)現(xiàn)科學(xué)化保糧。因此，利用智能化的糧情測控系統(tǒng)對影響糧食儲(chǔ)存質(zhì)量的因素進(jìn)行分析和控制，成為糧倉現(xiàn)代化建設(shè)的必然選擇。第二部分:基于光纖測溫技術(shù)的糧情測控系統(tǒng)（1）分布式光纖測溫技術(shù)特點(diǎn)我公司研制出一種基于光纖測溫技術(shù)的糧情測控系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用光纖測溫技術(shù)實(shí)現(xiàn)溫度的采集，結(jié)合濕度、氣體、蟲情等信息全面分析糧情，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)將進(jìn)行報(bào)警或聯(lián)動(dòng)控制通風(fēng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對糧倉的實(shí)時(shí)全程監(jiān)測與調(diào)控，為糧食的存放營造最合適的條件，達(dá)到長期安全、有效保存糧食的效果。

7、（2）組成結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)采用先進(jìn)的光纖測溫技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、計(jì)算技術(shù)，將各監(jiān)測點(diǎn)的溫度進(jìn)行統(tǒng)一采集與管理，通過溫度監(jiān)測軟件進(jìn)行分析處理。整個(gè)系統(tǒng)可分為硬件部分和軟件部分，硬件部分主要包含光纖溫度監(jiān)測系統(tǒng)；而軟件部分主要完成數(shù)據(jù)的分析、存儲(chǔ)、顯示，具有實(shí)時(shí)顯示、實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線、數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄存儲(chǔ)、超限軟件報(bào)警、生成報(bào)表、數(shù)據(jù)導(dǎo)出、支持遠(yuǎn)程WEB訪問監(jiān)測數(shù)據(jù)等功能。此外，本系統(tǒng)既可以對單個(gè)糧倉進(jìn)行監(jiān)控，也可以多個(gè)糧倉組網(wǎng)監(jiān)測，甚至將某個(gè)地區(qū)、省內(nèi)的所以糧倉通過統(tǒng)一的監(jiān)管平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)測，以起到統(tǒng)一管理、統(tǒng)一監(jiān)控的一站總部式管理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下所示：圖1 基于光纖測溫技術(shù)的糧情測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 （3）

8、技術(shù)參數(shù) 光纖測溫主機(jī)參數(shù):技術(shù)參數(shù)名稱參數(shù)溫度測量精度1空間分辨率1米測量時(shí)間4-16秒/通道測溫主機(jī)壽命大于10年通道數(shù)量4通道溫度分辨率0.2距離定位精度1m測量周期(16-64)s報(bào)警分區(qū)100個(gè)/路測溫主機(jī)工作環(huán)境溫度-1040 C測溫主機(jī)工作環(huán)境濕度595無凝結(jié)操作系統(tǒng)Windows 2000以上中文版接口串行RS232/485、USB、網(wǎng)絡(luò)測量分區(qū)24個(gè)激光源工作壽命10年光轉(zhuǎn)換開光壽命10年供電電源交直流供電AC220VDC220V通信端口TCP/IP接口10/100M以太網(wǎng)口繼電器輸出8路無源常開干觸點(diǎn)，觸點(diǎn)容量AC220V/5A或DC220V/1A，可外擴(kuò)開機(jī)浪涌沖擊開機(jī)冷

9、啟動(dòng)最大值為20A/10ms操作系統(tǒng)WINDOWS 2000/XP通訊模式CLIENT/SERVER網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以太網(wǎng)(10/100M)通訊協(xié)議TCP/IP安裝方式機(jī)柜內(nèi)安裝 多模感溫光纜技術(shù)參數(shù):技術(shù)參數(shù)名稱要求值光纖模式GI62.5/125m多模光纖芯數(shù)單芯外部直徑不大于6mm衰減1.6分貝/公里帶寬300MHz外護(hù)套外護(hù)套材料阻燃型熱塑材料外護(hù)套防護(hù)級別IP65抗張強(qiáng)度工作時(shí)不小于125N敷設(shè)時(shí)不小于200N抗壓強(qiáng)度工作時(shí)不小于300 N/10cm敷設(shè)時(shí)不小于1000 N/10cm線性碾壓力300N/cm引起0.3mm的變形外護(hù)套絕緣性能4kV/DC允許的曲率半徑工作時(shí) 光纜外徑的10倍

10、敷設(shè)時(shí) 光纜外徑的20倍工作溫度范圍長期：-40120短時(shí)（60min）：-50 120 使用年限10年（4）系統(tǒng)功能特點(diǎn)糧庫環(huán)境溫度監(jiān)測 通過分布式光纖監(jiān)測糧倉糧庫內(nèi)的環(huán)境溫度，并能對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析運(yùn)算、控制、存儲(chǔ)、發(fā)送等。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能 具有大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，現(xiàn)場可顯示、查詢監(jiān)測數(shù)據(jù)和設(shè)備工作參數(shù)。設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制功能 降溫、散濕、通風(fēng)是倉房日常管理中的一項(xiàng)操作較為頻繁、辛苦的工作，經(jīng)常需要在半夜開機(jī)，由于糧食呼吸，儲(chǔ)糧穩(wěn)定性較差，保管員需不斷翻動(dòng)糧面，通風(fēng)降溫散濕。實(shí)現(xiàn)倉窗、制冷、制熱、通風(fēng)等設(shè)備自動(dòng)開關(guān)，對提高工作效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度意義重大。 -上位機(jī)控制平臺(tái)可根據(jù)糧庫環(huán)境的要求，對

11、已設(shè)置的溫濕度數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析，自動(dòng)計(jì)算和控制加熱、制冷、降濕、通風(fēng)等設(shè)備狀態(tài)，也可根據(jù)人工設(shè)定的數(shù)值定時(shí)控制設(shè)備或根據(jù)需要進(jìn)行人工開啟。防火自動(dòng)報(bào)警功能 可提供現(xiàn)場聲光報(bào)警，監(jiān)測系統(tǒng)報(bào)警，并通過電話語音撥號報(bào)警或發(fā)送報(bào)警短信通知相關(guān)人員?，F(xiàn)場報(bào)警功能 用戶可設(shè)定某些參數(shù)指標(biāo)的上限和下限，根據(jù)溫濕度實(shí)測值與人工設(shè)定的超限值進(jìn)行對比分析，若實(shí)測值超過設(shè)定的范圍，則通過屏幕顯示報(bào)警或現(xiàn)場聲光報(bào)警。遠(yuǎn)程傳輸和網(wǎng)絡(luò)管理功能 可聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程傳輸現(xiàn)場監(jiān)測到的各種信息，上級部門可隨時(shí)調(diào)用、檢查糧庫環(huán)境的各項(xiàng)數(shù)據(jù)、報(bào)表，提供集中式系統(tǒng)管理及數(shù)據(jù)檢索功能，可與其它信息系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)，支持TCP/IP協(xié)議。（5）對比優(yōu)

12、勢傳統(tǒng)的糧庫測溫系統(tǒng)通過測溫電纜實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的采集，存在著布設(shè)困難、故障率高、難以維護(hù)等缺陷，會(huì)發(fā)生由纜線引入雷擊、熏蒸損壞連接節(jié)點(diǎn)等問題。光纖測溫技術(shù)的應(yīng)用可解決上述不足，主要表現(xiàn)在：1、測溫光纖抗電磁干擾能力強(qiáng)、本征防雷防爆；測溫電纜易受電磁干擾、雷擊、瞬間脈沖電流等的影響；2、測溫光纖耐氣體腐蝕性強(qiáng)；測溫電纜接線端頭采用銅線，熏蒸氣體對銅有極強(qiáng)的腐蝕性，易造成線路虛斷，數(shù)據(jù)丟失；3、測溫光纖本征無源，可以做到電不進(jìn)倉，有利于糧食儲(chǔ)藏安全；測溫電纜為有源部件，對糧食儲(chǔ)藏有安全隱患；4、測溫光纖分布式測溫、精度高、測溫點(diǎn)多、每0.5米一個(gè)測溫點(diǎn)，有利于糧堆溫度場的監(jiān)測；測溫電纜準(zhǔn)分布式、測溫點(diǎn)少、每2米一個(gè)測溫點(diǎn)，2米間隔內(nèi)的糧溫?zé)o法測量；因此，光纖測溫與電纜測溫項(xiàng)目相比具有本征安全、防雷防爆、耐腐蝕性強(qiáng)、精度高、連續(xù)性好等優(yōu)點(diǎn)。第三部分 總結(jié)基于光纖測溫技術(shù)的糧情測控系統(tǒng)