粮情测控系统现状及其发展探析

（推荐关键词：粮情测控系统/智能粮库解决方案）

粮食测温技术的研究始于20世纪70年代，到20世纪90年代国家机械化骨干粮库和世行改善中国粮食流通项目的建设为测温技术的发展打下了良好的基础，特别是1998年以来连续450亿吨国家粮食储备库的建设更是为粮情测控技术的发展创造了的机遇。从事测温设备研制、生产和经营的企业从初的两三家发展到五十多家，市场繁荣。测温设备的功能也从初仅能测得粮食温度，发展到粮堆、仓内空气、室外空气温湿度测量、自动生成温度变化曲线、通风控制输出等。控制设备配置也从Z80单板机发展到PC机。

1 粮情测控系统现状

    目前粮情测控系统已具备粮食温湿度检测、超温报警、自动生成各种报表、自动存储历史数据并据此自动生成粮温变化曲线等众多功能。尽管如此，粮情测控系统依然存在很多不足和待改进之处。

(1)由于整个系统为模拟信号传输方式，抗干扰能力差、工作不稳定、系统精度较低。

(2)仓内分线器的密封多采用流动性差的热熔胶，对分线器内线路板和电子元器件密封不严，以至于使用一段时间后特别是采取熏蒸措施后分线器会腐蚀。

(3)仓内通讯电缆普遍采用铜芯镀锡线，但安装时接线端头密封处理不严受到熏蒸气体腐蚀，导致分机与分线器的通讯异常。

(4)分机、分线器金属外壳和通讯电缆的屏蔽层相互间未能连成良好电气通路，且防雷接地电阻大多

达不到≤4Q的要求，防雷击效果不好；由于系统内大多未采取SPD浪涌保护器，来自电网的高次谐波也经常击毁电子器件。

(5)测温电缆内传感器与镀锡导线的焊接在电缆制造过程中有些受伤，后在运输、安装和使用过程中随着电缆的卷曲、盘绕和摆动被折断，形成个别传感器无信号；立筒仓和浅圆仓内的测温电缆还经常由于出粮时产生的摩擦力而拉脱皮或拉断。

(6)测控软件的设计也有缺陷，对软件的主要功能和性能指标未作具体或量化的要求，对软件接口未作全面的定义。导致目前人多数系统应用软件功能不统一，系统的使用与操作不规范。

(7)由于从事生产粮情测控系统的厂家很多，行业内又无相关的产品标准，导致产品型号规格各异、软硬件接口不统一、系统功能参差不齐等混乱局面，对分期建设又有不同的两个厂家中标的储备库造成管理困难、重复建设和资源浪费。

2 系统完善对策

    笔者经大量调查研究，提出以下系统改进建议：

(1)制定产品行业标准，明确传感器等级、电缆内传感器布置间距、电缆强度标准、系统硬件和软件接口标准，系统软件结构和功能等。把粮情检测设备等同于一般的计算机外设，做到各厂家统一标准互联互通。

(2)制定粮情测控系统安装和验收规范，对测温电缆安装使用过程中的弯曲度、能承受的外界拉力和压力作出规定，避免电缆内部导线拉断；对测温电缆与分线器和通讯电缆与分机分线器的连接方式、导线富余度及密封材料、措施等作出明确规定，以防止因导线连接不当造成通讯不畅或断线，避免密封达不到要求致使分线器内元件和导线被腐蚀。

(3)系统设备外壳采用金属外壳，所有室外电缆均采用铠装屏蔽电缆埋地敷设，测温主机、分线器、分机金属外壳和穿线钢管、电缆屏蔽层等外露可导电部分连成良好电气通路，并在分机处与电气设备保护接地和防雷接地做等电位连接后接地，不论系统是否通电工作，接地系统均保持良好通路。增强系统抗雷电感应和其它电磁干扰的能力，确保系统工作稳定性。

(4)系统主机、分机和分线器内三级均安装SPD浪涌保护装置，过滤因雷击或来自电网的电磁脉冲的侵害，保护电子器件的安全。

(5)仓内电缆端头、电缆出入分线器盒接口处及分线器与室外分机之间连接处均采用流动性好的硅胶密封，防止熏蒸气体的腐蚀。

(6)软件功能应具备基本的本地检测、远程检测、定时检测和实时检测功能；软机应具有误差自动校正和故障自诊断功能，防止传感器断线或信号阻断时显示错误温度数据，以防误导仓储管理人员。

3 未来发展方向

    未来粮情测控系统将向数字化、多功能集成化、自动调控和数据远程传输的方向发展。所有测试单元将做成多功能型，不仅能检测粮食温度，还能测试粮食水分、粮食品质和虫害情况，每个测试单元都是一个嵌入式PC，整个系统就形成一个现场总线或者以太网联结的全数字网络；测控软件将具备自动收集粮情信息、室外大气温湿度信息并自动判断通风降温的条件，准确把握通风时机以实现保粮自动化；同时整个系统将形成局域网或广域网，实现数据远程传输，以便上级及时获得粮情信息以进行行业监管。

3．1 技术特点

(1)数字化。所有温度、湿度、虫害测试单元均采用数字化芯片植入测温电缆，每个测量点作为一个独立的PC监控站，各有一个独立的代码，以现场总线方式构成一个数字采集通讯和控制网络。

(2)多功能集成化。每个检测单元都同时包含粮食温度、湿度、霉变和虫害传感器，集成在一个数字化电子芯片上，实现综合多功能检测。

(3)智能化。该系统能依据测得的粮食温湿度、仓内粮面以上空气的温湿度和仓外空气的温湿度自动进行对比分析，实现自动超温、超湿、霉变和虫害报警，自动判断通风熏蒸条件，准确及时把握通风时机、选择通风方式、决策通风时间；避免盲目通风和盲目熏蒸造成不必要的粮食品质损害，浪费能源和污染环境。

(4)系统标准化。系统软硬件接口将在数字化基础上实现标准化，所有供货厂家都按照国家或行业制定的统一技术标准生产硬件设备，并在统一的软件信息平台上编制测控软件，使软件系统结构形式统一具有开放性，便于公平竞争、技术进步和网络化管理。

(5)网络化管理。未来的粮情测控系统在数字化、多功能集成、自动调控和统一的软硬件接口的基础上实现网络化管理。整个系统将形成局域网和广域网，实现数据远程传输分级管理，各级管理部门都能足不出产查询所属库点的粮情状况，高管理机关能通过下属各级管理部门的局域网及时获得全国各级粮库的粮情信息以进行行业监管。

(6)稳定可靠性。由于系统采用了全数字通讯方式，避免了信号干扰，提高了测量精度，同时减少了从测温点到测温主机之间的分线接线环节，也就减少了故障点，提高了系统工作的稳定性和可靠性。

(7)安全防护措施。系统采用多级SPD防直击雷、感应雷及电网多次高次谐波产生的浪涌电压和电磁脉冲的损害；所有设备的外露可导电外壳、测温电缆的铠装层和通讯电缆的屏蔽层相互连通成良好电气通路并接地，形成完善的保护接地系统；仓内电缆、分线器件设施采取严格的粉尘防爆、防熏蒸措施，保障系统安全运行以降低故障率，延长设备使用寿命。

3．2 主要技术指标

    电源：AC220V(i15％)，50Hz；工作环境温度：—40~C~85~C；工作环境湿度：0％-99％RH；系统使用寿命：≥10a；抗雷击电压：≥业KV；

    大测控容量：粮温点是65536点，气温点是256点，控制点是1024点；检测范围：测温范围-20~C—85℃，测湿范围10％-99％RH；检测误差：温度误差≤i0．5℃，湿度误差≤±3％RH，通讯速率：1 200／2400／4800／9600BPS(可选)，误码率≤106

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