一种粮仓综合控制系统的研究

许 青，沈冬波，鑫 磊，许云帆

1.航天信息江苏有限公司 (无锡 214000)2.江苏省电子信息产品质量监督检验研究院 (无锡 214000)

《粮食行业信息化“十三五”发展规划》中指出，“加快推进通风、仓窗、熏蒸、装卸、整理等装备的自动化、信息化、智能化改造，在原有功能的基础上，推动装备通讯协议标准化，提升装备的信息感知、处理、传输和控制能力”。

经过几轮的信息化提升，很多粮库已经实现了粮食流转信息的信息化、数字化管理，但是在某些环节，还存在数据孤岛，信息脱节的情况。另一方面，信息化的实施给粮库管理人员、操作人员提出了新的要求，他们为了信息化而做出的改变，与实际工作产生了一定的差异，也使得系统的使用存在一定的困难。特别是对仓储保管这一块，虽说有诸多现代化保粮设备的运用和投入，比如粮温检测，通风、低温等，但是这些系统或设备依旧是离散形式存在，无法第一时间根据有效条件进行运作，也无法第一时间回传有效数据。粮库智能综合控制系统可以把这些离散形式的设备和系统统筹在一起，实现粮库有效数据的第一时间上传，更高效、便捷、安全的为粮库工作人员服务。

粮库智能综合控制系统以仓房廒间为中心，对智能通风系统、智能气调系统、粮情测控系统、气体浓度检测系统、粮食水分检测系统、粮食虫害检测系统、环境监测系统、能耗分析系统、低温仓储系统、灯光控制系统、粮食数量监测系统进行现场状态的数据采集、操作控制以及和后台分析管理软件进行实时数据交互。通过数学模型进行分析处理，实现各设备系统的联动、自动控制，如通过粮情测温系统数据，利用数学模型，实现通风、内环流系统等的自动控制和智能提示。粮库智能化综合系统分为“粮库智能综合控制柜“和“仓储智能化集成服务平台”。

1 粮库智能综合控制柜硬件配置

1.1 粮库智能综合控制柜

粮库智能综合控制柜内部电路板全部采用工业级芯片，成熟稳定的电路设计方案，模块化设计。包括数据处理核心板、键盘指示控制板、通信采集控制板，各个电路板之间电源通信完全隔离，降低干扰，提高稳定性，可实现现场的用户管理、设备监管、策略维护、运输车辆身份识别、能耗统计、储量信息查询、仓内视频检测等多项功能。满足用户在现场即可完成以前需要在计算机前才能完成的操作需要。控制柜主要分为以这几个板块：基础板块、网络通讯版块、中心控制版块、总控模块、智能通风版块、气体检测版块、充氮气调版块、智能空调版块、能耗板块等。

1.2 智能综合控制柜电气元器件及软件编程

智能综合控制柜由电气元器件和软件编程共同配合实现控制柜设计功能，电气元器件主要由：空气开关、交流接触器、马达保护器、中间继电器、PLC控制单元、端子排等组成。通过电气原理图用导线连接各个电气元器件来实现各个电气回路的控制。电气控制原理图如图1所示。

智能综合控制柜的大脑是可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称PLC)。PLC是一种具有微处理器的数字电子设备，用于自动化控制的数字逻辑控制器，可以将控制指令随时加载存储器内存储与运行。可编程控制器由内部CPU，指令及数据存储器、输入输出单元、电源模块、数字模拟等单元所模块化组合成。PLC可接收(输入)及发送(输出)多种类型的电气或电子信号，可以和多种通讯设备进行通讯，并使用他们来控制或监督几乎所有种类的机械与电气系统。通过对PLC的编程实现对其他通讯设备数据的采集和逻辑动作的控制，把离散形式的设备通过PLC编程变成有逻辑可循的设备组。

2 仓储智能化集成服务平台

2.1 仓储智能化集成服务平台软件

软件产品分为两部分，一部分为智能综合柜上的基于安卓系统的现场控制操作查询系统，该系统保证了在硬件单独销售时，可以给硬件系统提供独立的应用体系，可以通过该系统设置管理人员信息、当前仓房的管理策略，并可实时查看当前仓房能耗情况，所有信息数据均存储于本地设备中；同时该系统提供标准接口协议，可以与企业原有或新开发的管理系统对接，使得系统数据可以被更深度的分析和利用。

粮库仓储智能化管理平台对于有使用需求的粮库，我们提供一整套粮库仓储智能化管理平台，该平台可与智能综合柜无缝对接，可实现保管策略、仓储任务的下达；能耗数据、设备工作状态等信息的采集。并可与粮库原有出入库系统对接，实现作业计划的分析和指派，配合智能综合柜的触摸屏程序，实现车辆分身识别、异常报警等多项功能。

2.2 技术效果及优点

对于粮库管理人员，具有以下技术效果和优点：成本计算依据不再依赖于人员的填报信息，通过真实可靠的智能化设备采集，保证了数据的及时性、准确性，可以根据成本测算，有效提高库区保管效益、从而拉动粮库具体岗位工作人员的收入水平，提高了员工对系统的使用热情；使用系统后，可以更加透明、准确、及时的统计分析具体岗位工作人员的工作成果，形成岗位工作人员的绩效考核标准，提高岗位工作人员的主观能动性，自主探索实践，进一步降低储粮成本，提高库区经济效益，提高自身收益，岗位工作人员自然也就更加乐意使用系统；系统在联网状态下，均可通过智能综合柜自动采集现场设备工作数据，从而保证了数据的有效性和实时性；粮库智能综合系统的研发，将原先离散的库区机械设备有效的融合到信息化管理平台中，使得原先存在的这一最后的信息孤岛得以消除，有助于库区管理上一个新台阶等。

对于粮库储运人员，具有以下技术效果和优点：储运人员可以实时获取现场作业信息，同时，相关管理人员可以直接在现场，通过智能综合柜上的触摸屏进行作业安排及调度。通过系统的简历，储运人员可以实时获悉当前库区设备的领用、运转情况，亦可根据实际作业需求进行设备的调度；运输车辆可直接通过智能综合柜上的RFID设备，对车辆身份进行识别，系统判定通过的情况下，既可以由弱电控制箱发送指令，控制电力控制箱送电启动设备；如果不通过则告知提示信息，亦可以通过信息推送，实时告知仓储保管员错误报警信息.仓储保管员对于保管设备可直接通过智能综合柜触摸屏进行控制，也可以制定简单的启停策略，并可自行总结相关经验，降低仓储保管能耗指标，提高经济效益；仓储保管员对设备的控制依然需要到现场，但是通过简单策略设置后，可以实现离场控制.设备运转信息通过系统自动采集，设备管理员可根据自己设定的设备养护周期类信息，自行判断并维护设备。储运人员可以在现场巡查过程中通过智能综合柜的触摸屏直接调度仓储、物流、保管等相关作业；真正实现边巡查边调度功能；通过智能综合柜触摸屏系统，可实时获取当前与之链接的各类强电控制箱运转信息，对于电力输送箱供电机械设备的运转情况，亦可以通过电流电压等信息，有系统自行判断，结合库区设备具体领用情况，储运人员就可以获得当前所有设备状态；

3 结束语

该粮仓综合控制系统非常方便粮库工作人员对库区粮仓的控制,大大节约了粮库的人员劳动成本，已在多个粮库投入使用获得了较好的效果。此智能控制柜产品按照国家及相关行业标准，对浪涌冲击抗扰度能力≥1 500 V，高温试验性能≥45 ℃，防水防尘等级IP54，乙酸盐雾等级Ra等项目进行了检测，检测项目合格并符合CNAS和CMA要求。