散粮平房仓智能通风控制系统设计与应用

刘玉苹，刘双安

（中粮工程科技（郑州）有限公司，河南 郑州 450053）

散粮平房仓智能通风控制系统设计与应用

刘玉苹，刘双安

（中粮工程科技（郑州）有限公司，河南 郑州 450053）

智能通风控制系统根据粮情检测系统自动检测到的粮食温度、仓内温湿度参数和小型气象站检测到的室外温湿度，由智能通风模型准确判断通风条件，捕捉最佳时机，对仓房进行自动的排积热通风、自然通风、保水通风以及降温通风作业，避免低效通风、无效通风甚至有害通风现象的产生，提高通风效率，降低能耗。

智能通风；粮情检测；降温；管线预埋；降低能耗

粮食作为基本食物来源，对人类社会的存在和发展是非常重要的。我国作为种粮大国，也是人口大国，中国需要养活14亿人口，所以保持粮食稳定增长和粮食储藏量关乎中国的社会稳定，也关乎世界的和平与稳定，对全面实现小康社会和经济健康发展具有重大意义。随着现代化科技的不断进步，国家对粮库的仓储提出了更高的要求，智能通风控制系统通过建立粮仓内部实时监控分析系统，实时掌握粮堆内温、湿度和粮仓温度及水分含量变化，由此采取有效的通风措施来达到降温、调质、排积热的目的，实现绿色节能储粮。

1 系统硬件

智能通风控制系统硬件主要由主控计算机、智能控制柜、温湿度传感器、电动窗、轴流风机、电动通风口和通讯模块等组成，系统结构图见图1。

图1 智能通风系统结构图

（1）主控计算机。主控计算机依据粮情检测系统收集到的粮温数据、仓温仓湿数据、气温气湿数据等，进行综合粮情分析后，向现场智能控制柜下达命令，控制轴流风机、电动窗、电动通风口的启停，同时接收风机启停状态和电动窗开关状态的反馈信息，并在系统界面上实时更新显示，从而完成对通风过程和状态的实时监测、显示、存储和打印。

（2）智能控制柜。智能控制柜主要功能是完成传感器信息的采集，获得执行机构的BIT信息，并上传给主控计算机，接收并解析主控计算机下传的控制指令，控制执行机构。

（3）温湿度传感器。温湿度传感器采集粮温粮湿、仓温仓湿及大气温湿度数据作为智能通风系统的基础数据。

（4）电动窗。系统根据粮情检测结果，当达到智能通风的临界条件时，控制中心发出指令到电气控制柜，电气控制柜分解指令再发给各分控柜；然后，分控柜给电机供电，电机将力矩传送给涡轮蜗杆减速机构，带动传动杆、转臂、拉杆，将各种密闭窗打开；当到位时，传动杆连接的接触零件会触碰限位开关，限位开关反馈信号给控制中心，并切断控制路线，将电机关闭。同样的原理，当不需要再进行通风时，系统智能控制通风窗的关闭。

（5）轴流风机。电脑根据粮情检测结果，当温度高于某一设定值时，系统控制分控柜对轴流风机进行供电，开启风机；当温度低于某一值时，系统控制分控柜关闭风机供电。

2 系统软件

系统软件主要包括参数设置、统计分析、通风控制、数据展现和记录报表等功能模块。

（1）参数设置模块。用户可预设和调整通风过程中的参数设置工作，以便于在通风过程中能够正确判断和及时执行通风设备操作。包括仓房参数（仓型、储粮品种、仓房尺寸、所在位置和建筑材料等）、设备参数、控制柜参数、温湿度布点等参数的设置。

（2）统计分析模块。具有标准通风模型的建立功能，根据仓房参数建立适合仓房的基本通风模型，并能通过对通风数据的不断分析整理，使通风模型逐步完善，达到适合本粮仓专家水平的通风模式，使通风更高效、更节能。

（3）通风控制模块。可根据不同的目的选择不同的通风模式，执行排积热通风、降温通风、自然通风、空调外冷等通风操作；同时，具备远程控制和现场手动控制2种控制功能。

（4）数据展现模块。可以通过数据和图表形式实时展现粮情数据、通风状态、设备状态等。

（5）记录报表模块。软件可以生成粮情数据记录、通风记录，并生成相应的报表统计，分析粮温的变化趋势，计算通风效率，便于优化通风计划，实施节能减排。

3 智能通风系统管线预埋

为了加快智能粮库投入使用，在新建平房仓的过程中，要先行对智能通风控制柜及控制的设备进行管线预埋。平房仓每廒间设置智能通风电气控制柜1台，置于该廒间墙面适当位置（尽量为仓房通风口一侧）。智能控制柜采用仓房上就近取电源的原则，控制柜落地安装时，须在地上用砖、水泥等材料做一个水泥平台（平台两边砌砖时要留不小于100×100空洞方便敷设管线，待全部管线敷设完成后再把缝隙堵上）。

（1）智能控制柜到电动窗的管线预埋。由智能控制柜下端各敷设1根φ25钢管并内敷设一条6 mm× 1 mm电线到各个通风窗或轴流风机窗手动杆开关窗下端并平行距离手动杆500 mm处，即管口要与手柄位置平行，两端预留线2 m。

（2）智能控制柜到电动通风口的管线预埋。由智能控制柜下端各敷设1根φ25钢管并内敷设一条6 mm×1 mm电线到各个通风口靠铰链边并高通风口800 mm处，管口处于通风口中部位置，两端预留线2 m。

（3）智能控制柜到轴流风机的管线预埋。由智能控制柜下端各敷设1根φ25钢管并内敷设一条4 mm×2.5 mm电线到各个轴流风机处，两端预留线2 m。

4 结语

智能通风储粮技术是根据通风目的和通风控制数学模型，计算机自动检测粮情及环境状况，判断通风条件，自动控制通风设备与设施的开启和关停的通风方式，是“以信息技术改造传统产业、以信息化带动工业化”在粮食仓储行业中的生动运用。智能通风系统实现了夏季排除拱顶积热、秋季粮堆防结露通风、冬季粮堆机械降温、机械通风降水等通风作业的自动化、智能化。采用智能控制有利于充分发挥粮情测控系统的功能，自动捕捉有利的通风时机，减轻劳动强度，避免人为判断和操作的失误，避免无效通风甚至有害通风，提高管理水平及仓储经济效益。

Design and Application of Intelligent Mechanical Ventilation System for Bulk Grain Warehouse

Liu Yuping, Liu Shuang'an
（COFCO Engineering & Technology (Zhengzhou) CO., Ltd, Zhengzhou 450053, China）

Intelligent ventilation control system can automatically decrease temperature，decrease humidity and remove accumulated heat of the warehouse according to the grain temperature, humidity parameters of warehouse and the outdoor humidity which detected by mini meteorological station. The application of Intelligent ventilation control system can avoid inefficient ventilation, ineffective ventilation or even harmful ventilation, improve ventilation efficiency and reduce energy consumption.

Intelligent ventilation; Grain condition inspection; Decreasing temperature; Steel pipe buried in advance; Reduce energy consumption

S379.2

10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2016.22.030

刘玉苹（1988-），女，助理工程师；专业方向为控制理论与控制工程。

刘双安（1987-），男，助理工程师，专业方向为自动化。