糧情測控係統現狀及其發展探析

糧情測控係統現狀及其發展探析

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糧食測溫技術的研究始於(yu) 20世紀70年代，到20世紀90年代國家機械化骨幹糧庫和世行改善中國糧食流通項目的建設為(wei) 測溫技術的發展打下了良好的基礎，特別是1998年以來連續450億(yi) 噸國家糧食儲(chu) 備庫的建設更是為(wei) 糧情測控技術的發展創造了的機遇。從(cong) 事測溫設備研製、生產(chan) 和經營的企業(ye) 從(cong) 初的兩(liang) 三家發展到五十多家，市場繁榮。測溫設備的功能也從(cong) 初僅(jin) 能測得糧食溫度，發展到糧堆、倉(cang) 內(nei) 空氣、室外空氣溫濕度測量、自動生成溫度變化曲線、通風控製輸出等。控製設備配置也從(cong) Z80單板機發展到PC機。

1 糧情測控係統現狀

    目前糧情測控係統已具備糧食溫濕度檢測、超溫報警、自動生成各種報表、自動存儲(chu) 曆史數據並據此自動生成糧溫變化曲線等眾(zhong) 多功能。盡管如此，糧情測控係統依然存在很多不足和待改進之處。

(1)由於(yu) 整個(ge) 係統為(wei) 模擬信號傳(chuan) 輸方式，抗幹擾能力差、工作不穩定、係統精度較低。

(2)倉(cang) 內(nei) 分線器的密封多采用流動性差的熱熔膠，對分線器內(nei) 線路板和電子元器件密封不嚴(yan) ，以至於(yu) 使用一段時間後特別是采取熏蒸措施後分線器會(hui) 腐蝕。

(3)倉(cang) 內(nei) 通訊電纜普遍采用銅芯鍍錫線，但安裝時接線端頭密封處理不嚴(yan) 受到熏蒸氣體(ti) 腐蝕，導致分機與(yu) 分線器的通訊異常。

(4)分機、分線器金屬外殼和通訊電纜的屏蔽層相互間未能連成良好電氣通路，且防雷接地電阻大多

達不到≤4Q的要求，防雷擊效果不好；由於(yu) 係統內(nei) 大多未采取SPD浪湧保護器，來自電網的高次諧波也經常擊毀電子器件。

(5)測溫電纜內(nei) 傳(chuan) 感器與(yu) 鍍錫導線的焊接在電纜製造過程中有些受傷(shang) ，後在運輸、安裝和使用過程中隨著電纜的卷曲、盤繞和擺動被折斷，形成個(ge) 別傳(chuan) 感器無信號；立筒倉(cang) 和淺圓倉(cang) 內(nei) 的測溫電纜還經常由於(yu) 出糧時產(chan) 生的摩擦力而拉脫皮或拉斷。

(6)測控軟件的設計也有缺陷，對軟件的主要功能和性能指標未作具體(ti) 或量化的要求，對軟件接口未作全麵的定義(yi) 。導致目前人多數係統應用軟件功能不統一，係統的使用與(yu) 操作不規範。

(7)由於(yu) 從(cong) 事生產(chan) 糧情測控係統的廠家很多，行業(ye) 內(nei) 又無相關(guan) 的產(chan) 品標準，導致產(chan) 品型號規格各異、軟硬件接口不統一、係統功能參差不齊等混亂(luan) 局麵，對分期建設又有不同的兩(liang) 個(ge) 廠家中標的儲(chu) 備庫造成管理困難、重複建設和資源浪費。

2 係統完善對策

    筆者經大量調查研究，提出以下係統改進建議：

(1)製定產(chan) 品行業(ye) 標準，明確傳(chuan) 感器等級、電纜內(nei) 傳(chuan) 感器布置間距、電纜強度標準、係統硬件和軟件接口標準，係統軟件結構和功能等。把糧情檢測設備等同於(yu) 一般的計算機外設，做到各廠家統一標準互聯互通。

(2)製定糧情測控係統安裝和驗收規範，對測溫電纜安裝使用過程中的彎曲度、能承受的外界拉力和壓力作出規定，避免電纜內(nei) 部導線拉斷；對測溫電纜與(yu) 分線器和通訊電纜與(yu) 分機分線器的連接方式、導線富餘(yu) 度及密封材料、措施等作出明確規定，以防止因導線連接不當造成通訊不暢或斷線，避免密封達不到要求致使分線器內(nei) 元件和導線被腐蝕。

(3)係統設備外殼采用金屬外殼，所有室外電纜均采用鎧裝屏蔽電纜埋地敷設，測溫主機、分線器、分機金屬外殼和穿線鋼管、電纜屏蔽層等外露可導電部分連成良好電氣通路，並在分機處與(yu) 電氣設備保護接地和防雷接地做等電位連接後接地，不論係統是否通電工作，接地係統均保持良好通路。增強係統抗雷電感應和其它電磁幹擾的能力，確保係統工作穩定性。

(4)係統主機、分機和分線器內(nei) 三級均安裝SPD浪湧保護裝置，過濾因雷擊或來自電網的電磁脈衝(chong) 的侵害，保護電子器件的安全。

(5)倉(cang) 內(nei) 電纜端頭、電纜出入分線器盒接口處及分線器與(yu) 室外分機之間連接處均采用流動性好的矽膠密封，防止熏蒸氣體(ti) 的腐蝕。

(6)軟件功能應具備基本的本地檢測、遠程檢測、定時檢測和實時檢測功能；軟機應具有誤差自動校正和故障自診斷功能，防止傳(chuan) 感器斷線或信號阻斷時顯示錯誤溫度數據，以防誤導倉(cang) 儲(chu) 管理人員。

3 未來發展方向

    未來糧情測控係統將向數字化、多功能集成化、自動調控和數據遠程傳(chuan) 輸的方向發展。所有測試單元將做成多功能型，不僅(jin) 能檢測糧食溫度，還能測試糧食水分、糧食品質和蟲害情況，每個(ge) 測試單元都是一個(ge) 嵌入式PC，整個(ge) 係統就形成一個(ge) 現場總線或者以太網聯結的全數字網絡；測控軟件將具備自動收集糧情信息、室外大氣溫濕度信息並自動判斷通風降溫的條件，準確把握通風時機以實現保糧自動化；同時整個(ge) 係統將形成局域網或廣域網，實現數據遠程傳(chuan) 輸，以便上級及時獲得糧情信息以進行行業(ye) 監管。

3．1 技術特點

(1)數字化。所有溫度、濕度、蟲害測試單元均采用數字化芯片植入測溫電纜，每個(ge) 測量點作為(wei) 一個(ge) 獨立的PC監控站，各有一個(ge) 獨立的代碼，以現場總線方式構成一個(ge) 數字采集通訊和控製網絡。

(2)多功能集成化。每個(ge) 檢測單元都同時包含糧食溫度、濕度、黴變和蟲害傳(chuan) 感器，集成在一個(ge) 數字化電子芯片上，實現綜合多功能檢測。

(3)智能化。該係統能依據測得的糧食溫濕度、倉(cang) 內(nei) 糧麵以上空氣的溫濕度和倉(cang) 外空氣的溫濕度自動進行對比分析，實現自動超溫、超濕、黴變和蟲害報警，自動判斷通風熏蒸條件，準確及時把握通風時機、選擇通風方式、決(jue) 策通風時間；避免盲目通風和盲目熏蒸造成不必要的糧食品質損害，浪費能源和汙染環境。

(4)係統標準化。係統軟硬件接口將在數字化基礎上實現標準化，所有供貨廠家都按照國家或行業(ye) 製定的統一技術標準生產(chan) 硬件設備，並在統一的軟件信息平台上編製測控軟件，使軟件係統結構形式統一具有開放性，便於(yu) 公平競爭(zheng) 、技術進步和網絡化管理。

(5)網絡化管理。未來的糧情測控係統在數字化、多功能集成、自動調控和統一的軟硬件接口的基礎上實現網絡化管理。整個(ge) 係統將形成局域網和廣域網，實現數據遠程傳(chuan) 輸分級管理，各級管理部門都能足不出產(chan) 查詢所屬庫點的糧情狀況，高管理機關(guan) 能通過下屬各級管理部門的局域網及時獲得全國各級糧庫的糧情信息以進行行業(ye) 監管。

(6)穩定可靠性。由於(yu) 係統采用了全數字通訊方式，避免了信號幹擾，提高了測量精度，同時減少了從(cong) 測溫點到測溫主機之間的分線接線環節，也就減少了故障點，提高了係統工作的穩定性和可靠性。

(7)安全防護措施。係統采用多級SPD防直擊雷、感應雷及電網多次高次諧波產(chan) 生的浪湧電壓和電磁脈衝(chong) 的損害；所有設備的外露可導電外殼、測溫電纜的鎧裝層和通訊電纜的屏蔽層相互連通成良好電氣通路並接地，形成完善的保護接地係統；倉(cang) 內(nei) 電纜、分線器件設施采取嚴(yan) 格的粉塵防爆、防熏蒸措施，保障係統安全運行以降低故障率，延長設備使用壽命。

3．2 主要技術指標

    電源：AC220V(i15％)，50Hz；工作環境溫度：—40~C~85~C；工作環境濕度：0％-99％RH；係統使用壽命：≥10a；抗雷擊電壓：≥業(ye) KV；

    大測控容量：糧溫點是65536點，氣溫點是256點，控製點是1024點；檢測範圍：測溫範圍-20~C—85℃，測濕範圍10％-99％RH；檢測誤差：溫度誤差≤i0．5℃，濕度誤差≤±3％RH，通訊速率：1 200／2400／4800／9600BPS(可選)，誤碼率≤106

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