散糧平房倉(cāng)智能通風(fēng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

◎ 劉玉蘋(píng)，劉雙安

（中糧工程科技（鄭州）有限公司，河南 鄭州 450053）

糧食作為基本食物來(lái)源，對(duì)人類(lèi)社會(huì)的存在和發(fā)展是非常重要的。我國(guó)作為種糧大國(guó)，也是人口大國(guó)，中國(guó)需要養(yǎng)活14億人口，所以保持糧食穩(wěn)定增長(zhǎng)和糧食儲(chǔ)藏量關(guān)乎中國(guó)的社會(huì)穩(wěn)定，也關(guān)乎世界的和平與穩(wěn)定，對(duì)全面實(shí)現(xiàn)小康社會(huì)和經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展具有重大意義。隨著現(xiàn)代化科技的不斷進(jìn)步，國(guó)家對(duì)糧庫(kù)的倉(cāng)儲(chǔ)提出了更高的要求，智能通風(fēng)控制系統(tǒng)通過(guò)建立糧倉(cāng)內(nèi)部實(shí)時(shí)監(jiān)控分析系統(tǒng)，實(shí)時(shí)掌握糧堆內(nèi)溫、濕度和糧倉(cāng)溫度及水分含量變化，由此采取有效的通風(fēng)措施來(lái)達(dá)到降溫、調(diào)質(zhì)、排積熱的目的，實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能儲(chǔ)糧。

1 系統(tǒng)硬件

智能通風(fēng)控制系統(tǒng)硬件主要由主控計(jì)算機(jī)、智能控制柜、溫濕度傳感器、電動(dòng)窗、軸流風(fēng)機(jī)、電動(dòng)通風(fēng)口和通訊模塊等組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖1。

圖1 智能通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

（1）主控計(jì)算機(jī)。主控計(jì)算機(jī)依據(jù)糧情檢測(cè)系統(tǒng)收集到的糧溫?cái)?shù)據(jù)、倉(cāng)溫倉(cāng)濕數(shù)據(jù)、氣溫氣濕數(shù)據(jù)等，進(jìn)行綜合糧情分析后，向現(xiàn)場(chǎng)智能控制柜下達(dá)命令，控制軸流風(fēng)機(jī)、電動(dòng)窗、電動(dòng)通風(fēng)口的啟停，同時(shí)接收風(fēng)機(jī)啟停狀態(tài)和電動(dòng)窗開(kāi)關(guān)狀態(tài)的反饋信息，并在系統(tǒng)界面上實(shí)時(shí)更新顯示，從而完成對(duì)通風(fēng)過(guò)程和狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、顯示、存儲(chǔ)和打印。

（2）智能控制柜。智能控制柜主要功能是完成傳感器信息的采集，獲得執(zhí)行機(jī)構(gòu)的BIT信息，并上傳給主控計(jì)算機(jī)，接收并解析主控計(jì)算機(jī)下傳的控制指令，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

（3）溫濕度傳感器。溫濕度傳感器采集糧溫糧濕、倉(cāng)溫倉(cāng)濕及大氣溫濕度數(shù)據(jù)作為智能通風(fēng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

（4）電動(dòng)窗。系統(tǒng)根據(jù)糧情檢測(cè)結(jié)果，當(dāng)達(dá)到智能通風(fēng)的臨界條件時(shí)，控制中心發(fā)出指令到電氣控制柜，電氣控制柜分解指令再發(fā)給各分控柜；然后，分控柜給電機(jī)供電，電機(jī)將力矩傳送給渦輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)傳動(dòng)桿、轉(zhuǎn)臂、拉桿，將各種密閉窗打開(kāi)；當(dāng)?shù)轿粫r(shí)，傳動(dòng)桿連接的接觸零件會(huì)觸碰限位開(kāi)關(guān)，限位開(kāi)關(guān)反饋信號(hào)給控制中心，并切斷控制路線，將電機(jī)關(guān)閉。同樣的原理，當(dāng)不需要再進(jìn)行通風(fēng)時(shí)，系統(tǒng)智能控制通風(fēng)窗的關(guān)閉。

（5）軸流風(fēng)機(jī)。電腦根據(jù)糧情檢測(cè)結(jié)果，當(dāng)溫度高于某一設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)控制分控柜對(duì)軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行供電，開(kāi)啟風(fēng)機(jī)；當(dāng)溫度低于某一值時(shí)，系統(tǒng)控制分控柜關(guān)閉風(fēng)機(jī)供電。

2 系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)軟件主要包括參數(shù)設(shè)置、統(tǒng)計(jì)分析、通風(fēng)控制、數(shù)據(jù)展現(xiàn)和記錄報(bào)表等功能模塊。

（1）參數(shù)設(shè)置模塊。用戶可預(yù)設(shè)和調(diào)整通風(fēng)過(guò)程中的參數(shù)設(shè)置工作，以便于在通風(fēng)過(guò)程中能夠正確判斷和及時(shí)執(zhí)行通風(fēng)設(shè)備操作。包括倉(cāng)房參數(shù)（倉(cāng)型、儲(chǔ)糧品種、倉(cāng)房尺寸、所在位置和建筑材料等）、設(shè)備參數(shù)、控制柜參數(shù)、溫濕度布點(diǎn)等參數(shù)的設(shè)置。

（2）統(tǒng)計(jì)分析模塊。具有標(biāo)準(zhǔn)通風(fēng)模型的建立功能，根據(jù)倉(cāng)房參數(shù)建立適合倉(cāng)房的基本通風(fēng)模型，并能通過(guò)對(duì)通風(fēng)數(shù)據(jù)的不斷分析整理，使通風(fēng)模型逐步完善，達(dá)到適合本糧倉(cāng)專(zhuān)家水平的通風(fēng)模式，使通風(fēng)更高效、更節(jié)能。

（3）通風(fēng)控制模塊?？筛鶕?jù)不同的目的選擇不同的通風(fēng)模式，執(zhí)行排積熱通風(fēng)、降溫通風(fēng)、自然通風(fēng)、空調(diào)外冷等通風(fēng)操作；同時(shí)，具備遠(yuǎn)程控制和現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制2種控制功能。

（4）數(shù)據(jù)展現(xiàn)模塊?？梢酝ㄟ^(guò)數(shù)據(jù)和圖表形式實(shí)時(shí)展現(xiàn)糧情數(shù)據(jù)、通風(fēng)狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)等。

（5）記錄報(bào)表模塊。軟件可以生成糧情數(shù)據(jù)記錄、通風(fēng)記錄，并生成相應(yīng)的報(bào)表統(tǒng)計(jì)，分析糧溫的變化趨勢(shì)，計(jì)算通風(fēng)效率，便于優(yōu)化通風(fēng)計(jì)劃，實(shí)施節(jié)能減排。

3 智能通風(fēng)系統(tǒng)管線預(yù)埋

為了加快智能糧庫(kù)投入使用，在新建平房倉(cāng)的過(guò)程中，要先行對(duì)智能通風(fēng)控制柜及控制的設(shè)備進(jìn)行管線預(yù)埋。平房倉(cāng)每廒間設(shè)置智能通風(fēng)電氣控制柜1臺(tái)，置于該廒間墻面適當(dāng)位置（盡量為倉(cāng)房通風(fēng)口一側(cè)）。智能控制柜采用倉(cāng)房上就近取電源的原則，控制柜落地安裝時(shí)，須在地上用磚、水泥等材料做一個(gè)水泥平臺(tái)（平臺(tái)兩邊砌磚時(shí)要留不小于100×100空洞方便敷設(shè)管線，待全部管線敷設(shè)完成后再把縫隙堵上）。

（1）智能控制柜到電動(dòng)窗的管線預(yù)埋。由智能控制柜下端各敷設(shè)1根φ25鋼管并內(nèi)敷設(shè)一條6 mm×1 mm電線到各個(gè)通風(fēng)窗或軸流風(fēng)機(jī)窗手動(dòng)桿開(kāi)關(guān)窗下端并平行距離手動(dòng)桿500 mm處，即管口要與手柄位置平行，兩端預(yù)留線2 m。

（2）智能控制柜到電動(dòng)通風(fēng)口的管線預(yù)埋。由智能控制柜下端各敷設(shè)1根φ25鋼管并內(nèi)敷設(shè)一條6 mm×1 mm電線到各個(gè)通風(fēng)口靠鉸鏈邊并高通風(fēng)口800 mm處，管口處于通風(fēng)口中部位置，兩端預(yù)留線2 m。

（3）智能控制柜到軸流風(fēng)機(jī)的管線預(yù)埋。由智能控制柜下端各敷設(shè)1根φ25鋼管并內(nèi)敷設(shè)一條4 mm×2.5 mm電線到各個(gè)軸流風(fēng)機(jī)處，兩端預(yù)留線2 m。

4 結(jié)語(yǔ)

智能通風(fēng)儲(chǔ)糧技術(shù)是根據(jù)通風(fēng)目的和通風(fēng)控制數(shù)學(xué)模型，計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢測(cè)糧情及環(huán)境狀況，判斷通風(fēng)條件，自動(dòng)控制通風(fēng)設(shè)備與設(shè)施的開(kāi)啟和關(guān)停的通風(fēng)方式，是“以信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、以信息化帶動(dòng)工業(yè)化”在糧食倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)中的生動(dòng)運(yùn)用。智能通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了夏季排除拱頂積熱、秋季糧堆防結(jié)露通風(fēng)、冬季糧堆機(jī)械降溫、機(jī)械通風(fēng)降水等通風(fēng)作業(yè)的自動(dòng)化、智能化。采用智能控制有利于充分發(fā)揮糧情測(cè)控系統(tǒng)的功能，自動(dòng)捕捉有利的通風(fēng)時(shí)機(jī)，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，避免人為判斷和操作的失誤，避免無(wú)效通風(fēng)甚至有害通風(fēng)，提高管理水平及倉(cāng)儲(chǔ)經(jīng)濟(jì)效益。