PRODUCT CLASSIFICATION
產(chǎn)品分類工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)
糧情測控系統(tǒng)
一、糧情測控系統(tǒng)的現(xiàn)狀及未來發(fā)展的趨勢
經(jīng)過二十多年來的科學技術(shù)發(fā)展,國內(nèi)大多數(shù)的糧庫都已經(jīng)實現(xiàn)了計算機糧情測控系統(tǒng)的應用,取得了一定的效益。但就具體的應用情況來看,或多或少地存在以下幾方面的不足:一是監(jiān)測對象往往比較單一,比如有的只有溫度或濕度監(jiān)測;二是監(jiān)測的自動化程度低,沒有建立一個完善的自動監(jiān)測數(shù)學模型;三是檢測數(shù)據(jù)的利用率不高,未能很好地提供決策模型;四是測控系統(tǒng)的關(guān)鍵硬件平臺由于大多為*生產(chǎn),直接導致使用率低下、維護不便、升級不易。
隨著糧庫信息化建設(shè)需求的不斷深入,信息化理念的進一步普及和深入理解,筆者認為,未來的糧情測控系統(tǒng)需具備以下幾個特點:
1.具有完善的糧情數(shù)據(jù)分析決策數(shù)學模型。
2.測控系統(tǒng)的運行除手動控制外,應根據(jù)決策模型建立完善的自動化運行模型。
3.在糧情信息的監(jiān)控方式上,應包括局域網(wǎng)/因特網(wǎng)的實時狀態(tài)查詢和設(shè)備監(jiān)控。
4.測控系統(tǒng)的硬件實施平臺應采用通用的模塊化硬件進行集成,克服目前存在的使用、維護和升級方面的不足。
5.測控系統(tǒng)的軟件平臺應充分考慮數(shù)據(jù)庫接口的通用性,系統(tǒng)的可升級性。
本文旨在根據(jù)筆者自身的實踐,結(jié)合糧情溫濕度監(jiān)測的具體實現(xiàn),就如何實現(xiàn)測控系統(tǒng)軟硬件的模塊化提出一種新的解決方案,希望能夠為糧庫的信息化建設(shè)提供一種新的思路。
二、測控系統(tǒng)的硬件集成
在測控網(wǎng)絡(luò)中,下位機與計算機的通信方式主要有以下3種:RS-232、RS-422和RS-485。其中RS-232由于傳輸距離短(15m)和易受外界電氣干擾的缺點已逐漸在遠程測控系統(tǒng)中淘汰,RS-422和RS-485由于采用差動式傳輸信號模式,傳輸距離可達1200m并有效降低噪聲干擾,在遠距離數(shù)據(jù)通信方面得到了廣泛的應用。在實際應用中,RS-485由于驅(qū)動數(shù)目可達32個而成為遠程測控網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議。所以,在糧庫進行測控系統(tǒng)的硬件選擇時,應盡可能地選擇符合RS-485協(xié)議標準的模塊產(chǎn)品。
從糧庫的實際應用來看,目前需檢測的對象參數(shù)主要有溫度、濕度、水份等,如果是氣調(diào)庫則還有CO2濃度、壓力、流量等參數(shù)需監(jiān)測,這些參數(shù)可統(tǒng)稱為模擬量參數(shù)。目前糧庫需控制的對象參數(shù)主要有風機閥門,如果是氣調(diào)庫則還有各種輸氣管道的控制閥門和加溫/降溫的控制閥門等,這些需進行I/O控制的參數(shù)可統(tǒng)稱為數(shù)字量參數(shù)。與這些參數(shù)相對應的模塊也可分為模擬量輸入/輸出模塊,數(shù)字量輸入/輸出模塊,另外還有記數(shù)/頻率輸入模塊、緩沖模塊(即中繼器)、通信轉(zhuǎn)換模塊、設(shè)備轉(zhuǎn)換模塊、嵌入式控制模塊和無線傳輸模塊等。
下面結(jié)合市場上常見模塊和相關(guān)傳感器就糧情測控系統(tǒng)中的溫濕度監(jiān)測子系統(tǒng)做一個詳細的集成方案說明。
1 濕度監(jiān)測系統(tǒng)原理
測溫/測濕的傳感器將溫度、濕度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電壓/電流信號,計算機通過模擬量輸入模塊讀取傳感器傳回的電壓/電流值,然后根據(jù)一定的算法還原出溫度、濕度數(shù)據(jù)。
2 硬件選型
市場上的測溫/測濕傳感器型號眾多,模擬量輸入模塊也有比較多的選擇,如北京鴻鷗成運儀器設(shè)備有限公司www.bjhocy。。com 的。 不過結(jié)合糧庫的實際(一般不具備專業(yè)的軟件開發(fā)人才),筆者建議在實際選擇時可考慮相關(guān)廠家已經(jīng)經(jīng)過二次開發(fā)的組合式模塊來集成。這樣糧庫自己利用組態(tài)軟件即可構(gòu)建一個溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)。可以實現(xiàn)以下:
1.雙CPU技術(shù),可有效保證高速測溫的可靠性;
2.使用符合GB12476.1-90及IEC61241-1-1防爆標準的機殼,可直接在現(xiàn)場使用,密閉性好、防熏蒸腐蝕,而且?guī)в羞^壓、過流、濾波、隔離、雷擊保護電路;
3.采用開放的通訊協(xié)議,可方便地與其他廠家的設(shè)備連接,構(gòu)成完整的應用系統(tǒng),并支持多種組態(tài)軟件;
通常糧庫內(nèi)測溫、濕點數(shù)都少于500點,所以一個廒間使用一個LTM-8303即可滿足要求,每個LTM-8303可連接8條測溫電纜,每條測溫電纜可以接64個溫度/濕度傳感器。實際布線中,為了提高LTM-8303模塊和測溫電纜的利用率,可以使用中繼器延長測溫電纜的長度以降低成本。整個系統(tǒng)多可以接128個LTM-8301。整個RS485網(wǎng)絡(luò)通過雙絞線進行連接。另外需注意的是一般世面上的PC機均無RS-485串口,所以應在計算機的RS-232串口上接一個通信轉(zhuǎn)換模塊來進行通信模式的轉(zhuǎn)換。
三、糧情測控系統(tǒng)的軟件開發(fā)
測控軟件的開發(fā)工具有多種,如LabView、LabWindows/CVI、Visual Basic(VB)、Visual C++(VC)及各種組態(tài)軟件等。其中VB、VC強大,對于構(gòu)建一個大型自動化測控系統(tǒng)無疑是游刃有余的,尤其是測控系統(tǒng)與糧庫自身的出入庫等MIS系統(tǒng)相結(jié)合時更是有優(yōu)勢。組態(tài)軟件則面向普通用戶,不需掌握太多的編程語言技術(shù)(甚至不需要編程)就能很好地完成一個復雜測控系統(tǒng)所要求。但LabView和組態(tài)軟件都存在支持硬件少的缺點。所以本文不予以討論,這里筆者給出用VB進行測控系統(tǒng)開發(fā)時計算機與模塊進行串口通訊的關(guān)鍵點。
VB主要采用MSComm控件來進行串口通訊,MSComm控件提供了兩種處理通信的方式:一種為事件驅(qū)動方式,當串口發(fā)生事件或錯誤時,MSComm控件會觸發(fā)OnComm事件,程序可以在此事件中進行相應的處理;另一種為查詢方式,在用戶程序中設(shè)計定時或不定時查詢MSComm控件的某些屬性是否發(fā)生變化,從而進行相應處理。在糧庫的測控系統(tǒng)中經(jīng)常是2種方式結(jié)合起來用,比如在讀取下位機返回數(shù)據(jù)時,如果已知返回數(shù)據(jù)的長度時可采用事件驅(qū)動方式,如果返回數(shù)據(jù)為不定長時多采用查詢方式。
四、體會
本文僅對糧情測控系統(tǒng)中的其中一個子系統(tǒng)---溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)過程進行探討。對于大型的國家糧食儲備庫來說,CO2氣調(diào)系統(tǒng)、糧食水份檢測系統(tǒng)、糧庫局域網(wǎng)/因特網(wǎng)實時監(jiān)控系統(tǒng)、糧庫出入庫管理系統(tǒng)和糧庫網(wǎng)上信息發(fā)布系統(tǒng)等都是逐步推廣應用的糧食信息化系統(tǒng),市場上也已有了成熟的實施方案的實施案例。本文旨在拋磚引玉,如果對相關(guān)的技術(shù)問題感興趣,歡迎與筆者。
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