储粮粮情测控系统的应用效果研究 王晶磊 ，肖雅斌 ，李增凯。，宿 旭 ，张 盼 ，徐 威 １．中央储备粮大连直属库 （大连 １１６０３３） ２．中储粮辽宁分公司 （沈阳 １１００４５） ３．河南工业大学粮油食品学院 （郑州４５００５２） 摘 要：粮情测控系统作为储粮自动化、智能化建设的一部分，可以为科学及安全储粮提供技 术保证和科学依据，在粮库建设中的作用越来越重要。通过研究分析粮情测控系统的构成、工作原 理、测控分机工作过程、系统的保养维护以及实际应用情况，最后对粮情测控系统未来发展进行了 展望。 关键词：粮情测控系统；数字化技术；发展趋势 中图分类号：￥３７９ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７２—５０２６（２０１３）０５—００６８—０３ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｇｒａｉｎ ｓｔｏｒａｇｅ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ Ｗａｎｇ Ｊｉｎｇｌｅｉ ，Ｘｉａｏ Ｙａｂｉｎ ，Ｌｉ Ｚｅｎｇｋａｉ ，Ｓｕ Ｘｕ ，Ｚｈａｎｇ Ｐａｎ ，Ｘｕ Ｗｅｉ １．Ｓｉｎｏ—ｇｒａｉｎ Ｒｅｓｅｒｖｅｓ ｏｆ Ｄａｌｉａｎ Ｄｅｐｏｔ（Ｄａｌｉａｎ １ １ ６０３３） ２．Ｓｉｎｏ—ｇｒａｉｎ Ｒｅｓｅｒｖｅｓ ｏｆ Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｂｒａｎｃｈ（Ｓｈｅｎｙａｎｇ １ １ ００４５） ３．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５００５２） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｇｒａｉｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ａｓ ａ ｇｒａｉｎ ｓｔｏｒａｇｅ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ｐａｒｔ ｏｆ ｉｎｔｅｌｌｉ— ｇｅｎｔ ｂｕｉｌｄｉｎｇ，ｉｔ ｃａｎ ｅｎｓｕｒｅ ｓａｆｅ ｇｒａｉｎ ｓｔｏｒａｇｅ ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌ— ｏｇｙ．Ｉｔ ｐｌａｙｓ ａｎ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｇｒａｉｎ ｄｅｐｏｔ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｇｒａｉｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｗｏｒｋ ｐｒｏｃｅｓｓ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ， ｓｙｓｔｅｍ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｅｄ．Ａｔ ｌａｓｔ，ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｇｒａｉｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｒｉｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｇｒａｉｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ；ｄｉｇｉｔａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ 粮情测控系统是通过计算机软件平台，利用现 在的信息和软件管理技术和现代化设备对粮清进行 测控和管理的一种计算机软件系统［１］。粮情测控系 统就是针对粮食温湿度及品质变化这一情况，通过 况（例如：温度、湿度和其他条件变化），并且将结果 反馈到计算机系统中 。保管人员可以根据反馈的 消息，通过软件系统发出指令操作，开启相关设备对 粮堆进行调节操作，最后起到保粮的效果嘲。 传感器、连接电缆和计算机三者间的相互连接和配 合，通过测控软件平台及时查询和检测粮堆内部情 １粮情测控系统的结构组成 粮情测控系统是通过电缆将计算机、测控主机 收稿日期：２【）１３—０４—２０ 与分机、分线器和温度传感器等连接起来。测控方 式主要有便携式巡检仪式、无线传输系统和现场总 作者简介：王晶磊，男，１９８２年出生，工程师，研究方向为储 藏物害虫防治。 ■食与食品工业Ｃｅｒｅａｚ删ｄ Ｆ。。ｄ Ｉｎｄ“ｓｔｒｙ 线式３种类型［４］。粮情测控系统要求实现以下功 能： （１）储粮相关参数检测功能：要求粮清测控系统 具有实时检测粮食温度、湿度的功能，具备巡测、定 时检测、选测功能等，应能定时和随时巡检。 （２）数据显示功能：对储藏物理量巡测的数据， 通过计算机的显示器以表格和图形形式进行显示和 打印各项数据和有关结果。 （３）数据分析功能：能对检测的数据进行分类， 按粮温、湿度等的变化规律，自动确定理论值。 （４）抗干扰功能：系统应能够具备抗击夏季雷 击、噪声污染、大电流、电压冲击，应该还具备防尘、 抗磷化氢腐蚀等气体腐蚀能力。应具有耐高低温环 境能力。系统各部分应满足对电子测量仪器的各项 要求 。 ２粮情测控系统的工作原理 粮情测控系统是利用现代电子技术来实现粮食 储藏过程中对粮情变化的实时检测、对实时检测数 据进行分析和预测，对异常粮情提出处理建议和予 以控制的措施等的装置，为科学及安全储粮提供技 术保证和数据支持。粮情测控系是将分机电信号的 模拟量变成数字量，进行保存 ］。工作温度控制在 一４５℃～６０℃，超过这个温度极限电阻就会出现 损坏或工作不稳定。热敏电阻阻值随着温度的高低 而不断变化，由于其在测完电缆中呈现的是并联式 的结构形式，同时测温电缆的多少又是由线缆的长 度决定的，测温线缆感应点个数随着粮堆深度的增 加而增加，测温点的多少主要由仓房内粮面的位置 高低来决定＿５］。其中立筒仓测温点最多，其次是浅 圆仓最后是高大平房仓。 ３粮情测控系统的安装 粮情测控系统是作为现在新型智能型储粮监控 集成设备系统，主要由计算机软件技术、硬件技术、 电子测量技术、网络技术、单片机软硬件技术、模拟 数字技术、数据检测技术、数据转换技术和粮食储藏 技术等。所以对于粮库管理者来说，想要全面系统 的掌握该项技术是比较困难的。这就要求企业吸纳 不同方面的技术人才组成技术小组，或者把主要精 力放在设备的维护和管理方面，聘请外来专业技术 人员进行专业维修，在进行设备设施的安装的过程 中必须在系统安装前拿出详尽的计划与布局方案， Ｖｏ１．２０，２０１３，Ｎｏ．５ 不要盲目安装，否则，即便安装完毕也会留下较大隐 患，电缆的接口越少越好，这样能大大降低故障 率＿６］。测控系统的安装要符合国家有关电气和通讯 线路安装技术规程、规范的要求，并要严格按照生产 厂家产品说明书及安装手册进行，且有经过厂家培 训的技术代表现场指导。 ３．１电线电缆的铺设 主传输电缆要求采用直埋铺设的方式或架空铺 设的方式，主电源电缆和主通讯电缆应尽量采用铠 装或穿钢管直埋的铺设方式。 ３．２现场测控装置的安装 （１）粮情测控装置的安装 分线器的安装宜采用建筑预留孔洞，仓内暗装 方式，其间距应与测温电缆列间距对应；当遇窗、柱 和门时，预留孔洞距离窗、柱和门的间距应不小于 ２０ ｃｍ。同时分机与风机控制设施置于分机防雨箱 内，分级防雨箱的安装位置必须避让仓外设施，并留 有一定的操作空间。 （２）测控软件的安装 粮情测控系统软件的安装包括：系统软件和应 用软件的安装。应根据相应的软件系统安装手册进 行正确的安装。操作系统一般采用ＷＩＮＤＯＷＳ操 作系统，数据库系统应为关系型数据库ＦＯＸＰＲＯ， ＡＣＣＥＳＳ或其他关系型数据库等。应用支持软件 应为ＤＤＥ Ｓｅｖｅｒ、ＯＬＥ或其他数据接口软件等。应 用软件应采用面向对象、可视化工具开发，具有 ＷＩＮＤＯＷＳ视窗风格、时间驱动特性。应用软件系 统的安装是用户通过运行县官执行文件将测控软件 安装至测控系统计算机上。 ４粮情测控系统的操作与维护 粮情测控系统的操作和维护主要包括测控主机 以及分级在软硬件使用过程中最容易出现的问题主 要是由于热敏电阻由于作业条件的变化而引起的测 温点温度出现偏高或偏低的情况［７］，同时测温点会 显示一４５℃或是６０℃等短路或断路情况，同时出 现这些问题时维修人员要进行具体操作使用过程 中，应根据产品使用手册指导应用并进行维修 ］。 ４．１粮情测控系统的操作 （１）系统的操作人员必须具备粮食保管知识和 电器设备知识，须经培训合格后方可上岗。 （２）粮情分析时要使用时要使用每天定时自动 检测的数据，以确保检测数据的可比性。 ６９ 粮油装备与自动控制 王晶磊等：储粮粮情测控系统的应用效果研究 （３）没有自动ＪＪｎ／断电源功能的设备，检测操作 完成后要切断各仓测控设备的电源，确保外部监控 设备处于断电状态。 感器温度转换信号易受干扰，受引线长度的影响也 较大。由于现阶段粮情测控系统智能检测粮温，仓 湿仓温，由于检测的项目少，粮情测控系统使用效率 低，自动化智能化应用程度还很有限。据统计，现阶 （４）操作中出现异常粮情报警信息时，要及时查 明原因，并采取有效解决措施，同时报告备案。 （５）操作中设备出现故障，且按操作说明书无法 排除的，应尽快通知当地设备维修点，须由专门技术 人员或设备制造经销商检查维修。 （６）粮情测控系统应尽量避免在雷雨期间开机 检测，开启／关闭测控主机时，应间隔一定时间。 （７）现场设备严禁乱动，应保持接插件接触良好。 段国内绝大部分还仅仅是停留在对粮食温度、湿度 两个影响因子的测定上，对于其他粮情控制因子如 虫害、微生物、水分、空气成分等因素的在线监测功 能还无法实现，这些功能虽然正在研发中，但由于技 术方面未有所突破或费用太高，还暂时不能配套 使用 。 由于粮情测控系统功能的单一也一定程度上制 （８）系统处于检测过程中，严禁对设备进行维修 操作。 （９）在使用测温软件过程中，仓型设定不允许随 意改动，以防所检测到的数据丢失。 约了粮情测控系统的普及和提高。仓内的采集器易 坏，表现为检测粮温显示短路、断路或温度数值过 高、过低，尤其是高温季节或熏蒸后此现象明显增 多，甚至于整仓采不回数据。主要是由于粮情测控 ４．２粮情测控系统的维护 粮情测控系统的维护要求包括：操作人员、数据 分析、电源设备以及系统故障排除等方面的全方位 的维护。同时在测控系统日常使用过程中如果粮情 稳定，且在秋、冬低温季节时可每隔３～５ ｄ巡检一 系统中的测控主机和分机中的电子元件的防腐蚀、 防雷击、防静电等的特殊处理没有到位，元件板密封 处理不达要求，增加了损坏数量。同时系统兼容性 还存在一定的问题。仓内的采集器易坏，表现为检 测粮温显示短路、断路或温度数值过高、过低，尤其 是高温季节或熏蒸后此现象明显增多，甚至于整仓 采不回数据。 参考文献 次，如出现粮情不稳定或在高温季节，或是新仓储 粮，要求每天巡检一次。如遇粮食升温过快、测温点 有不稳定的情况，或对某些部位的测量值有疑问，应 进仓进行人工现场检测，如出现一场情况，应立即采 取安全措施进行处理。 ［１］魏宏波，梁绒香，吴莉霞．大型粮库监测系统的设计ＥＪ３． 粮油加工，２０１１（１２）：１１１—１１３． ５粮情测控系统应用现状 １９９０年以后，国内在进行粮食仓储设备设施建 设过程中大量的应用到了计算机粮温控制和仓房远 程控制系统。粮情测控系统自国内应用到现在为 止，已有２３年的历史，由于其操作方便、性能稳定、 Ｅ２３王 刚，朴相范．基于ＧＰＲＳ网络的粮食温度检测系统 设计［Ｊ］．粮食与食品工业，２０１２，１９（１）：４９—５２． ［３］王永志，刘媛媛．大型粮库的温湿度监测报警控制系统 ［Ｊ］．农机化研究，２００８（８）：１６７—１６９． ［４１王毅峰，李令奇．基于ＣＡＮ总线的分布式数据采集与控 制系统［Ｊ］．工业控制计算机，２０００，１３（５）：３４—３８． Ｅ５３王 冬，曹立文，刘向东．ＣＡＮ总线在粮库温湿度监控 系统中的应用［Ｊ］．机电工程技术，２００６，３５（７）：５５—５６． 维修便捷，因此在中央储备粮库、地方粮库得到全面 的推广应用，给企业带来了可观的经济效益、社会效 益和环境效益，同时为粮食行业建立更加智能化、自 动化和完善化的现代化粮食航母打下了坚实的基 础，同时企业仓储管理水平、自动化应用水平得到了 Ｅ６］孙小平，欧阳超，吴 刚，等．信息化技术在粮食仓储物 流企业中的创新应用［Ｊ］．粮食与食品工业，２００９，１６ （５）：４０—４２． 显著提升，带我们在看到进步的同时，该设备也在不 ［７］严新忠，贺运萍，郭建川．粮库温湿度无线监控系统［Ｊ］． 仪器仪表用户，２００８，１５（２）：１４—１５． 断的更新换代，也体现出一定的局限性，这主要表现 在以下几个方面。 Ｅ８３赫振方．粮情测控系统在粮食储藏中的应用（一）［Ｊ］．粮 油食品科技，２００１，９（３）：２０—２２． 现有粮情测控系统的信号干扰能力差，粮情传 ７０