一種糧倉(cāng)綜合控制系統(tǒng)的研究

許 青，沈冬波，鑫 磊，許云帆

1.航天信息江蘇有限公司 (無(wú)錫 214000)2.江蘇省電子信息產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院 (無(wú)錫 214000)

《糧食行業(yè)信息化“十三五”發(fā)展規(guī)劃》中指出，“加快推進(jìn)通風(fēng)、倉(cāng)窗、熏蒸、裝卸、整理等裝備的自動(dòng)化、信息化、智能化改造，在原有功能的基礎(chǔ)上，推動(dòng)裝備通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化，提升裝備的信息感知、處理、傳輸和控制能力”。

經(jīng)過(guò)幾輪的信息化提升，很多糧庫(kù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了糧食流轉(zhuǎn)信息的信息化、數(shù)字化管理，但是在某些環(huán)節(jié)，還存在數(shù)據(jù)孤島，信息脫節(jié)的情況。另一方面，信息化的實(shí)施給糧庫(kù)管理人員、操作人員提出了新的要求，他們?yōu)榱诵畔⒒龀龅母淖?，與實(shí)際工作產(chǎn)生了一定的差異，也使得系統(tǒng)的使用存在一定的困難。特別是對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)保管這一塊，雖說(shuō)有諸多現(xiàn)代化保糧設(shè)備的運(yùn)用和投入，比如糧溫檢測(cè)，通風(fēng)、低溫等，但是這些系統(tǒng)或設(shè)備依舊是離散形式存在，無(wú)法第一時(shí)間根據(jù)有效條件進(jìn)行運(yùn)作，也無(wú)法第一時(shí)間回傳有效數(shù)據(jù)。糧庫(kù)智能綜合控制系統(tǒng)可以把這些離散形式的設(shè)備和系統(tǒng)統(tǒng)籌在一起，實(shí)現(xiàn)糧庫(kù)有效數(shù)據(jù)的第一時(shí)間上傳，更高效、便捷、安全的為糧庫(kù)工作人員服務(wù)。

糧庫(kù)智能綜合控制系統(tǒng)以倉(cāng)房廒間為中心，對(duì)智能通風(fēng)系統(tǒng)、智能氣調(diào)系統(tǒng)、糧情測(cè)控系統(tǒng)、氣體濃度檢測(cè)系統(tǒng)、糧食水分檢測(cè)系統(tǒng)、糧食蟲(chóng)害檢測(cè)系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、能耗分析系統(tǒng)、低溫倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)、燈光控制系統(tǒng)、糧食數(shù)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集、操作控制以及和后臺(tái)分析管理軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互。通過(guò)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)各設(shè)備系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)、自動(dòng)控制，如通過(guò)糧情測(cè)溫系統(tǒng)數(shù)據(jù)，利用數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)、內(nèi)環(huán)流系統(tǒng)等的自動(dòng)控制和智能提示。糧庫(kù)智能化綜合系統(tǒng)分為“糧庫(kù)智能綜合控制柜“和“倉(cāng)儲(chǔ)智能化集成服務(wù)平臺(tái)”。

1 糧庫(kù)智能綜合控制柜硬件配置

1.1 糧庫(kù)智能綜合控制柜

糧庫(kù)智能綜合控制柜內(nèi)部電路板全部采用工業(yè)級(jí)芯片，成熟穩(wěn)定的電路設(shè)計(jì)方案，模塊化設(shè)計(jì)。包括數(shù)據(jù)處理核心板、鍵盤(pán)指示控制板、通信采集控制板，各個(gè)電路板之間電源通信完全隔離，降低干擾，提高穩(wěn)定性，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的用戶管理、設(shè)備監(jiān)管、策略維護(hù)、運(yùn)輸車輛身份識(shí)別、能耗統(tǒng)計(jì)、儲(chǔ)量信息查詢、倉(cāng)內(nèi)視頻檢測(cè)等多項(xiàng)功能。滿足用戶在現(xiàn)場(chǎng)即可完成以前需要在計(jì)算機(jī)前才能完成的操作需要。控制柜主要分為以這幾個(gè)板塊：基礎(chǔ)板塊、網(wǎng)絡(luò)通訊版塊、中心控制版塊、總控模塊、智能通風(fēng)版塊、氣體檢測(cè)版塊、充氮?dú)庹{(diào)版塊、智能空調(diào)版塊、能耗板塊等。

1.2 智能綜合控制柜電氣元器件及軟件編程

智能綜合控制柜由電氣元器件和軟件編程共同配合實(shí)現(xiàn)控制柜設(shè)計(jì)功能，電氣元器件主要由：空氣開(kāi)關(guān)、交流接觸器、馬達(dá)保護(hù)器、中間繼電器、PLC控制單元、端子排等組成。通過(guò)電氣原理圖用導(dǎo)線連接各個(gè)電氣元器件來(lái)實(shí)現(xiàn)各個(gè)電氣回路的控制。電氣控制原理圖如圖1所示。

智能綜合控制柜的大腦是可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller，簡(jiǎn)稱PLC)。PLC是一種具有微處理器的數(shù)字電子設(shè)備，用于自動(dòng)化控制的數(shù)字邏輯控制器，可以將控制指令隨時(shí)加載存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)與運(yùn)行?？删幊炭刂破饔蓛?nèi)部CPU，指令及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、輸入輸出單元、電源模塊、數(shù)字模擬等單元所模塊化組合成。PLC可接收(輸入)及發(fā)送(輸出)多種類型的電氣或電子信號(hào)，可以和多種通訊設(shè)備進(jìn)行通訊，并使用他們來(lái)控制或監(jiān)督幾乎所有種類的機(jī)械與電氣系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)PLC的編程實(shí)現(xiàn)對(duì)其他通訊設(shè)備數(shù)據(jù)的采集和邏輯動(dòng)作的控制，把離散形式的設(shè)備通過(guò)PLC編程變成有邏輯可循的設(shè)備組。

2 倉(cāng)儲(chǔ)智能化集成服務(wù)平臺(tái)

2.1 倉(cāng)儲(chǔ)智能化集成服務(wù)平臺(tái)軟件

軟件產(chǎn)品分為兩部分，一部分為智能綜合柜上的基于安卓系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)控制操作查詢系統(tǒng)，該系統(tǒng)保證了在硬件單獨(dú)銷售時(shí)，可以給硬件系統(tǒng)提供獨(dú)立的應(yīng)用體系，可以通過(guò)該系統(tǒng)設(shè)置管理人員信息、當(dāng)前倉(cāng)房的管理策略，并可實(shí)時(shí)查看當(dāng)前倉(cāng)房能耗情況，所有信息數(shù)據(jù)均存儲(chǔ)于本地設(shè)備中；同時(shí)該系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)接口協(xié)議，可以與企業(yè)原有或新開(kāi)發(fā)的管理系統(tǒng)對(duì)接，使得系統(tǒng)數(shù)據(jù)可以被更深度的分析和利用。

糧庫(kù)倉(cāng)儲(chǔ)智能化管理平臺(tái)對(duì)于有使用需求的糧庫(kù)，我們提供一整套糧庫(kù)倉(cāng)儲(chǔ)智能化管理平臺(tái)，該平臺(tái)可與智能綜合柜無(wú)縫對(duì)接，可實(shí)現(xiàn)保管策略、倉(cāng)儲(chǔ)任務(wù)的下達(dá)；能耗數(shù)據(jù)、設(shè)備工作狀態(tài)等信息的采集。并可與糧庫(kù)原有出入庫(kù)系統(tǒng)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)作業(yè)計(jì)劃的分析和指派，配合智能綜合柜的觸摸屏程序，實(shí)現(xiàn)車輛分身識(shí)別、異常報(bào)警等多項(xiàng)功能。

2.2 技術(shù)效果及優(yōu)點(diǎn)

對(duì)于糧庫(kù)管理人員，具有以下技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：成本計(jì)算依據(jù)不再依賴于人員的填報(bào)信息，通過(guò)真實(shí)可靠的智能化設(shè)備采集，保證了數(shù)據(jù)的及時(shí)性、準(zhǔn)確性，可以根據(jù)成本測(cè)算，有效提高庫(kù)區(qū)保管效益、從而拉動(dòng)糧庫(kù)具體崗位工作人員的收入水平，提高了員工對(duì)系統(tǒng)的使用熱情；使用系統(tǒng)后，可以更加透明、準(zhǔn)確、及時(shí)的統(tǒng)計(jì)分析具體崗位工作人員的工作成果，形成崗位工作人員的績(jī)效考核標(biāo)準(zhǔn)，提高崗位工作人員的主觀能動(dòng)性，自主探索實(shí)踐，進(jìn)一步降低儲(chǔ)糧成本，提高庫(kù)區(qū)經(jīng)濟(jì)效益，提高自身收益，崗位工作人員自然也就更加樂(lè)意使用系統(tǒng)；系統(tǒng)在聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下，均可通過(guò)智能綜合柜自動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備工作數(shù)據(jù)，從而保證了數(shù)據(jù)的有效性和實(shí)時(shí)性；糧庫(kù)智能綜合系統(tǒng)的研發(fā)，將原先離散的庫(kù)區(qū)機(jī)械設(shè)備有效的融合到信息化管理平臺(tái)中，使得原先存在的這一最后的信息孤島得以消除，有助于庫(kù)區(qū)管理上一個(gè)新臺(tái)階等。

對(duì)于糧庫(kù)儲(chǔ)運(yùn)人員，具有以下技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：儲(chǔ)運(yùn)人員可以實(shí)時(shí)獲取現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)信息，同時(shí)，相關(guān)管理人員可以直接在現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)智能綜合柜上的觸摸屏進(jìn)行作業(yè)安排及調(diào)度。通過(guò)系統(tǒng)的簡(jiǎn)歷，儲(chǔ)運(yùn)人員可以實(shí)時(shí)獲悉當(dāng)前庫(kù)區(qū)設(shè)備的領(lǐng)用、運(yùn)轉(zhuǎn)情況，亦可根據(jù)實(shí)際作業(yè)需求進(jìn)行設(shè)備的調(diào)度；運(yùn)輸車輛可直接通過(guò)智能綜合柜上的RFID設(shè)備，對(duì)車輛身份進(jìn)行識(shí)別，系統(tǒng)判定通過(guò)的情況下，既可以由弱電控制箱發(fā)送指令，控制電力控制箱送電啟動(dòng)設(shè)備；如果不通過(guò)則告知提示信息，亦可以通過(guò)信息推送，實(shí)時(shí)告知倉(cāng)儲(chǔ)保管員錯(cuò)誤報(bào)警信息.倉(cāng)儲(chǔ)保管員對(duì)于保管設(shè)備可直接通過(guò)智能綜合柜觸摸屏進(jìn)行控制，也可以制定簡(jiǎn)單的啟停策略，并可自行總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，降低倉(cāng)儲(chǔ)保管能耗指標(biāo)，提高經(jīng)濟(jì)效益；倉(cāng)儲(chǔ)保管員對(duì)設(shè)備的控制依然需要到現(xiàn)場(chǎng)，但是通過(guò)簡(jiǎn)單策略設(shè)置后，可以實(shí)現(xiàn)離場(chǎng)控制.設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)信息通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)采集，設(shè)備管理員可根據(jù)自己設(shè)定的設(shè)備養(yǎng)護(hù)周期類信息，自行判斷并維護(hù)設(shè)備。儲(chǔ)運(yùn)人員可以在現(xiàn)場(chǎng)巡查過(guò)程中通過(guò)智能綜合柜的觸摸屏直接調(diào)度倉(cāng)儲(chǔ)、物流、保管等相關(guān)作業(yè)；真正實(shí)現(xiàn)邊巡查邊調(diào)度功能；通過(guò)智能綜合柜觸摸屏系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前與之鏈接的各類強(qiáng)電控制箱運(yùn)轉(zhuǎn)信息，對(duì)于電力輸送箱供電機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，亦可以通過(guò)電流電壓等信息，有系統(tǒng)自行判斷，結(jié)合庫(kù)區(qū)設(shè)備具體領(lǐng)用情況，儲(chǔ)運(yùn)人員就可以獲得當(dāng)前所有設(shè)備狀態(tài)；

3 結(jié)束語(yǔ)

該糧倉(cāng)綜合控制系統(tǒng)非常方便糧庫(kù)工作人員對(duì)庫(kù)區(qū)糧倉(cāng)的控制,大大節(jié)約了糧庫(kù)的人員勞動(dòng)成本，已在多個(gè)糧庫(kù)投入使用獲得了較好的效果。此智能控制柜產(chǎn)品按照國(guó)家及相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)浪涌沖擊抗擾度能力≥1 500 V，高溫試驗(yàn)性能≥45 ℃，防水防塵等級(jí)IP54，乙酸鹽霧等級(jí)Ra等項(xiàng)目進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)項(xiàng)目合格并符合CNAS和CMA要求。