一、概括
计算机粮情测控系统通过计算机检测粮食储备库中粮食的基本情况(包括温度、湿度、水份、虫情等),以多种方式(三维立体数字、三维立体图形、曲线、表格等)显示和打印温湿度信息,结合其它粮情(如入仓时间、品种、仓型、熏蒸记录等)进行综合分析:粮食有无虫害、是否霉变、需要何种类型的通风等。从而大大提高国家粮食储备库储备粮安全水平,使国储粮库管理实现自动化、智能化。
1、系统技术方案
系统结构如下图所示。上位微机测控软件采用windows界面及编程技术,三维显示画面,功能强大,性能优良;硬件采用最先进的粮情测控系统第三代体系结构,共分为三级:第一级通讯主机放在微机室,一端与上位微机相连,另一端通过通讯电缆连接若干分机;第二级分机安装在粮仓,每台分机连接若干分线器;第三级为分线器,每个分线器连接若干测温电缆。硬件系统采用这种三级结构,用线少、维护简单、工作稳定。
二、软件设计
测控软件基于VC和VB开发设计,集各种功能于一体:
对单仓、部分仓或全部仓的粮情进行测量;
对仓房温度分布以不同角度,包括横剖面、纵剖面以及仓体四周等,以不同方式,包括数字、图形、表格以及曲线等,进行显示或打印;
对测量的粮情进行存档,以备历史数据的查询;
对粮库库存信息进行管理。
根据测量到的粮情历史数据及粮温变化规律,自动分析粮食是否异常;
根据粮食异常的不同结果,依据通风控制数学模型结合人工设定参数自动进行通风控制;
通过电话线进行远程实时测量,实现粮库的远距离监测;
通过电话线进行远程数据传输,实现粮情数据的自动汇总及统计分析。
网络检测软件采用基于广域网络的‘浏览器’方式;
粮情查看及分析采用‘电子地图’界面。
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| 粮情测控模拟分机 |
粮情测控模拟分线器 |
三、硬件设计
计算机粮测控管理系统硬件设计上充分考虑到以下几个方面:
(1) 对温度湿度进行测量,并预留测水、测虫或测气接口;
(2) 预留多达8个通风控制接口;
(3) 配备手持式测试仪,既可对分机分线器进行现场维护,也可在上位微机或通讯主机发生故障甚至系统断电的情况下对粮食温度和湿度照常测量;
(4) 通讯主机内置调制解调器,可通过RS232接口进行本地测控,也可通过一般电话线进行远程异地测控;
(5) 能在高温、高湿以及雷电频发地区长时间可靠工作。
测量准确度设计 系统采用高精度的温湿度传感器和先进的传感信号处理技术,以及12位高速模数转换器使得系统具有高品质的测量准确度。
工作环境适用性设计 为了满足能在全国范围内不同地区不同仓型应用该系统的要求,系统硬件设备从设计、制版、原材料选型到设备组装、调试及老化的所有环节均严格按工业级产品的环境工作条件要求执行:工作温度范围为-40℃～+85℃,工作湿度范围为10%RH～99%RH;采用多种防雷击措施,能有效抵抗D类感应雷电;设备采用全密封压铸铝合金外壳,能有效防止腐蚀性气体侵入;设备外壳采用铝合金材料,设备采用屏蔽电缆连接并可靠接地,能有效防止各种电磁干扰信号。
抗雷击设计 系统采用四级抗雷击措施:第一级接地屏蔽,阻止直击雷对系统的破坏;第二级气体放电管钳位阻断,阻止感应雷对系统的破坏;第三级 测控系统与计算机或计算机网络采取包括电源在内的完全电气隔离,即使测控系统遭受强大的雷击而损坏,计算机或计算机网也丝毫不会受影响。
抗干扰设计: 系统采取三级抗干扰措施:第一级接地屏蔽,阻止干扰信号直接干扰系统工作;第二级感应退耦,阻止干扰信号感应干扰系统;第三级软件综合抗干扰,消除干扰对系统测量精度的影响。
防熏蒸设计:系统采用两级防熏蒸措施:仓内设备采用硅胶填充密封,镀锡导线或在元器件表面覆盖一层防腐涂层,以保证系统具有良好的防腐性能。
硬件系统:基本硬件系统由以下几部分组成:通讯主机、分机、分线器、测温电缆及温湿度传感器。
通讯主机: 通讯主机做成独立结构的设备。设备通过RS232串行接口与上位微机相连,通过电话线接口与远程计算机相连,通过RS485接口与分机相连。通讯主机作用:
接收分机数据并传给上位微机进行分析处理及存档;
接收分机数据并传给远程微机进行分析处理。这样可以实现粮情的远程测量与控制以及系统的远程维护和诊断,实现全国范围、省级范围及地区范围的连网监测。
分机 : 采用高性能单片微机,最多可以连接32台16点容量分线器,测量一组仓内温湿度、一组仓外温湿度,控制8台通风设备,并可扩充测水、测虫或测气接口。在分机上预留一个‘手持分机’设备接口,该手持分机能在系统停电、上位微机发生故障、通讯控制主机发生故障、测控分机发生故障或通讯传输线路发生故障时,使粮情检测工作照样进行,并且可以把其测到的数据转存到上位微机。
分线器:采用最新的数字式技术,灵活性大,抗干扰能力强。具有16点容量、32点容量、64点容量等多种类型,在实际工程中可根据现场情况灵活选用。
测温电缆:把温度传感器裹在密封的电缆线中,温度传感器采用0.5级MF53-1型热敏电阻传感器,电缆线材料采用聚氯乙烯、聚乙烯或橡塑材料,抗拉装置采用单股纲丝绳或铠装钢丝护套。测温电缆具有良好的密封性能,并经久耐用。
温湿度传感器:湿度传感器采用进口器件,其设计精度为±2%,远高于标准规定的±5%。且具有耐高低温工作,抗腐蚀等特点。
硬件具有以下优良性能:
通过电话线的远程检测功能,给具有多库区的用户单位提供集中管理的便利;
系统设备采用铝合金外壳完全密封,可根据用户需要进行仓内或仓外安装;
配备手持分机,用户可通过微机快速自动测量,也可由人工进行复核测量。
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| 模拟测温电缆 |
粮情测控主机 |
四、系统功能
实时检测、定时检测、本地检测、远程监测、样样方式均可使用;
温度测量、湿度测量、水分测量、虫害检测、多种参数均可检 测;
发热报警、水情报警、防火报警、防盗报警、各种功能均可展。
界面友好、操作简便、易学易用;
三维动态显示、数字/图形,眼见为实;
单仓报表打印、汇总报表打印,记录准确;
自动粮情分析、自动通风控制,科学管理;
粮情检测和粮库管理功能合一,提高储备粮管理效率和储备库 管理不平;
测量准确、设备密封防腐性好、抗干扰抗雷击性能强、平均无故障工作时间长(5000小时),本系统全部采用高质量进口及国产元器件和材料。
五、系统技术指标
主机容量 128台分机
分机容量 512个粮温点(通过分线器连接)、2组仓内外温湿度点、8台风机控制
分线器容量 16个检测点;32个检测点;64个检测点(三种规格任选)
测温测湿技术指标
测温范围 -30℃～+60℃
测温误差 ≤±0.5℃
测温重复误差 ≤±0.1℃
测湿范围 20-99%RH
测湿误差 ≤2%RH
测湿重复误差 ≤±0.5%RH
六、系统工作环境
-40℃～+85℃ 20～99%RH AC220V±15%
七、系统安装及连接
安装
分机:密封防雨箱体,可仓内或仓外安装,可明装或暗装。
分线器:全密封壳体,可仓内或仓外安装,可明装或暗装。
粮温传感器:热敏电阻用聚氯乙烯或铁杆封装,垂直或水平埋于粮堆。
通风设备控制器:在通风设备就近处安装。
连接
分机与通讯主机:采用RVVP(2*1.5+2*0.75)防潮电缆连接。
分线器与分机:采用RVVP4*0.3防腐电缆连接。
粮温传感器与分线器:采用RVVP5*0.3防腐线连接。
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