糧情測控系統(tǒng)現狀及其發(fā)展探析

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糧食測溫技術的研究始于20世紀70年代，到20世紀90年代國家機械化骨干糧庫和世行改善中國糧食流通項目的建設為測溫技術的發(fā)展打下了良好的基礎，特別是1998年以來連續(xù)450億噸國家糧食儲備庫的建設更是為糧情測控技術的發(fā)展創(chuàng)造了的機遇。從事測溫設備研制、生產和經營的企業(yè)從初的兩三家發(fā)展到五十多家，市場繁榮。測溫設備的功能也從初僅能測得糧食溫度，發(fā)展到糧堆、倉內空氣、室外空氣溫濕度測量、自動生成溫度變化曲線、通風控制輸出等。控制設備配置也從Z80單板機發(fā)展到PC機。

1 糧情測控系統(tǒng)現狀

    目前糧情測控系統(tǒng)已具備糧食溫濕度檢測、超溫報警、自動生成各種報表、自動存儲歷史數據并據此自動生成糧溫變化曲線等眾多功能。盡管如此，糧情測控系統(tǒng)依然存在很多不足和待改進之處。

(1)由于整個系統(tǒng)為模擬信號傳輸方式，抗干擾能力差、工作不穩(wěn)定、系統(tǒng)精度較低。

(2)倉內分線器的密封多采用流動性差的熱熔膠，對分線器內線路板和電子元器件密封不嚴，以至于使用一段時間后特別是采取熏蒸措施后分線器會腐蝕。

(3)倉內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受到熏蒸氣體腐蝕，導致分機與分線器的通訊異常。

(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；由于系統(tǒng)內大多未采取SPD浪涌保護器，來自電網的高次諧波也經常擊毀電子器件。

(5)測溫電纜內傳感器與鍍錫導線的焊接在電纜制造過程中有些受傷，后在運輸、安裝和使用過程中隨著電纜的卷曲、盤繞和擺動被折斷，形成個別傳感器無信號；立筒倉和淺圓倉內的測溫電纜還經常由于出糧時產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或量化的要求，對軟件接口未作全面的定義。導致目前人多數系統(tǒng)應用軟件功能不統(tǒng)一，系統(tǒng)的使用與操作不規(guī)范。

(7)由于從事生產糧情測控系統(tǒng)的廠家很多，行業(yè)內又無相關的產品標準，導致產品型號規(guī)格各異、軟硬件接口不統(tǒng)一、系統(tǒng)功能參差不齊等混亂局面，對分期建設又有不同的兩個廠家中標的儲備庫造成管理困難、重復建設和資源浪費。

2 系統(tǒng)完善對策

    筆者經大量調查研究，提出以下系統(tǒng)改進建議：

(1)制定產品行業(yè)標準，明確傳感器等級、電纜內傳感器布置間距、電纜強度標準、系統(tǒng)硬件和軟件接口標準，系統(tǒng)軟件結構和功能等。把糧情檢測設備等同于一般的計算機外設，做到各廠家統(tǒng)一標準互聯互通。

(2)制定糧情測控系統(tǒng)安裝和驗收規(guī)范，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(guī)定，避免電纜內部導線拉斷；對測溫電纜與分線器和通訊電纜與分機分線器的連接方式、導線富余度及密封材料、措施等作出明確規(guī)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元件和導線被腐蝕。

(3)系統(tǒng)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，并在分機處與電氣設備保護接地和防雷接地做等電位連接后接地，不論系統(tǒng)是否通電工作，接地系統(tǒng)均保持良好通路。增強系統(tǒng)抗雷電感應和其它電磁干擾的能力，確保系統(tǒng)工作穩(wěn)定性。

(4)系統(tǒng)主機、分機和分線器內三級均安裝SPD浪涌保護裝置，過濾因雷擊或來自電網的電磁脈沖的侵害，保護電子器件的安全。

(5)倉內電纜端頭、電纜出入分線器盒接口處及分線器與室外分機之間連接處均采用流動性好的硅膠密封，防止熏蒸氣體的腐蝕。

(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，防止傳感器斷線或信號阻斷時顯示錯誤溫度數據，以防誤導倉儲管理人員。

3 未來發(fā)展方向

    未來糧情測控系統(tǒng)將向數字化、多功能集成化、自動調控和數據遠程傳輸的方向發(fā)展。所有測試單元將做成多功能型，不僅能檢測糧食溫度，還能測試糧食水分、糧食品質和蟲害情況，每個測試單元都是一個嵌入式PC，整個系統(tǒng)就形成一個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并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；同時整個系統(tǒng)將形成局域網或廣域網，實現數據遠程傳輸，以便上級及時獲得糧情信息以進行行業(yè)監(jiān)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，每個測量點作為一個獨立的PC監(jiān)控站，各有一個獨立的代碼，以現場總線方式構成一個數字采集通訊和控制網絡。

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

(3)智能化。該系統(tǒng)能依據測得的糧食溫濕度、倉內糧面以上空氣的溫濕度和倉外空氣的溫濕度自動進行對比分析，實現自動超溫、超濕、霉變和蟲害報警，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，浪費能源和污染環(huán)境。

(4)系統(tǒng)標準化。系統(tǒng)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(yè)制定的統(tǒng)一技術標準生產硬件設備，并在統(tǒng)一的軟件信息平臺上編制測控軟件，使軟件系統(tǒng)結構形式統(tǒng)一具有開放性，便于公平競爭、技術進步和網絡化管理。

(5)網絡化管理。未來的糧情測控系統(tǒng)在數字化、多功能集成、自動調控和統(tǒng)一的軟硬件接口的基礎上實現網絡化管理。整個系統(tǒng)將形成局域網和廣域網，實現數據遠程傳輸分級管理，各級管理部門都能足不出產查詢所屬庫點的糧情狀況，高管理機關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(yè)監(jiān)管。

(6)穩(wěn)定可靠性。由于系統(tǒng)采用了全數字通訊方式，避免了信號干擾，提高了測量精度，同時減少了從測溫點到測溫主機之間的分線接線環(huán)節(jié)，也就減少了故障點，提高了系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和可靠性。

(7)安全防護措施。系統(tǒng)采用多級SPD防直擊雷、感應雷及電網多次高次諧波產生的浪涌電壓和電磁脈沖的損害；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并接地，形成完善的保護接地系統(tǒng)；倉內電纜、分線器件設施采取嚴格的粉塵防爆、防熏蒸措施，保障系統(tǒng)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(huán)境溫度：—40~C~85~C；工作環(huán)境濕度：0％-99％RH；系統(tǒng)使用壽命：≥10a；抗雷擊電壓：≥業(yè)KV；

    大測控容量：糧溫點是65536點，氣溫點是256點，控制點是1024點；檢測范圍：測溫范圍-20~C—85℃，測濕范圍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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