仓储监控

2024-12-31

仓储监控（共3篇）

仓储监控篇1

1引言

随着我国农业科技的快速发展,小麦产量不断增加, 小麦的仓储量也随之增加。小麦在储存过程中,易受到各类害虫、霉菌等生物因子、非生物因子的影响,加之小麦作为战略储备粮食,其储存周期较长,麦堆的温湿度随外界的季节性变化大,容易引起发热霉变,造成品质的变化和数量的损失。同时,由于资金和技术上的原因,我国的大多数小麦仓库仅限于人工监测仓内的温湿度,存在监测不及时、信息不准确等问题,出现险情时不能及时做出相应的处理,从而造成大量的损失。因此,将信息化技术引入到小麦仓储监控系统,实现对小麦储存环境进行实时监测,得到更加准确的仓储环境信息,从而利于采取更加及时、有效的控制措施来保障小麦储存的品质,预防霉变、虫害等事故的发生,对国民经济发展具有重要意义。

2小麦仓储环境参数分析

小麦储存品质的好坏直接受小麦仓库环境的影响,小麦仓储环境的状况可以用环境参数来表示,环境参数的变化会导致小麦存储品质的改变。小麦在存储过程中,当粮仓内的温度、湿度等参数发生变化进入危险状态时,易造成小麦的霉变和腐烂,同时仓内的气体、微生物以及虫害等因素都会对小麦存储品质造成影响。由此可见,安全的存储环境对保证小麦存储品质非常重要。

2.1温度

温度包括大气温度、仓温和粮温。仓温受大气温度影响,粮温又受仓温的影响,但在时间上有一定延迟,同时会有一定程度上的减弱。所以,仓温的变化落后于大气温度,粮温的变化落后于仓温。

小麦具有较强的耐热性和较高的抗温变能力,在一定温度范围内不会丧失生命力,也不会使加工成的面粉品质下降。因此在不改变小麦水分等其他条件的前提下,温度的变化对小麦自身品质的影响较小。但温度过高会加强小麦的呼吸作用,长时间高温储存会降低小麦品质,对小麦出芽率、营养成分都有影响。

在一般的储存条件下,小麦进入仓库内,不可能不带有微生物和害虫。微生物和害虫的生命活动受环境温度的影响,只有在一定的温度范围内才能正常生存,所以温度是影响微生物和害虫生长繁殖的重要环境因素之一。小麦中存在的微生物多以中温性为主,它们生长的最适温度为20℃ ~ 40℃ ,生长的最低温度为5℃ ~ 15℃ 。玉米象、麦蛾与印度谷蛾对小麦的危害最为严重,当温度达到16℃ 时蛾类的幼虫就开始生长繁殖,达到30℃ 时生长繁殖最快。因此,温度升高到一定值时,微生物和害虫的活动会加强,导致粮食迅速变质。

因此储存小麦时,尽量保持仓库低温,不但可以相对保持小麦本身品质,又可有效抑制霉、虫的生长繁殖,避免粮食存储灾害。

2.2湿度

湿度包含四个概念,1绝对湿度: 单位容积的空气里实际含有的水汽量,一般用 ρ 表示; 2饱和湿度: 在一定温度下,单位容积的空气所能容纳水汽量的最大限度; 3相对湿度: 空气中实际含有的水蒸气量距离达到饱和含量的程度的百分比,即在一定温度下,绝对湿度与饱和湿度的百分比; 4露点: 水蒸气含量到达饱和湿度状态并开始液化成水时的空气温度,也称为 “露点温度”。

小麦储存环境的水分条件包括大气湿度、粮仓湿度、麦堆湿度和小麦自身含水量,一般监测的粮仓湿度指的是相对湿度。小麦具有较强的吸湿性,易吸收空气中的水分,可促使其呼吸作用增强。

水分对微生物的生长发育具有重要影响,小麦中存在的微生物主要以霉菌为主,它对环境水分的要求低于细菌和酵母菌,因此,霉菌更容易生长繁殖。在小麦仓库中, 最适合害虫生存的相对湿度在70% 以上,适合霉菌生长繁殖的相对湿度在75% 以上,对于霉菌来说,当相对湿度低于65% 时,可抑制其生长。

因此在存储小麦时,尽量保持仓库环境干燥,这样可以大大降低微生物和害虫的繁殖或抑制其生长,减少它们的生命活动对小麦造成的品质破坏和污染。同时要注意对小麦露点的监测,防止空气湿热造成小麦表面产生结露。

2.3微生物

小麦中常见的微生物有霉菌、细菌、酵母菌等。小麦是微生物良好的呼吸基质,微生物通过呼吸作用进行新陈代谢,来维持生命活动,导致麦堆内积聚大量的热量和水分,使得整个环境的微生物活动加剧,造成大面积小麦被霉菌感染,引起小麦霉变、变色变味、籽粒变软,甚至能产生毒素,使小麦带毒,影响人体健康。小麦胚部变褐就是其中一种霉变现象。

同时,微生物的生命活动分解小麦内的营养物质,造成小麦质量损失,营养品质、种植品质降低,食用品质变劣。

2.4害虫

危害小麦储存的主要害虫有麦蛾、玉米象、谷蠹、赤拟谷盗等。由于小麦收获时正值高温季节,当前环境状态适于小麦害虫的生长与繁殖,对所储存小麦的品质造成严重影响。

有些害虫偏好啃食小麦籽粒的胚芽,造成作为种子的小麦的发芽率降低甚至完全丧失。有些害虫喜欢蛀蚀小麦的胚乳,使得小麦的营养价值降低、加工出的小麦品质降低。小麦中的害虫新陈代谢等生命活动同样会导致麦堆发热,引起更大范围虫害和小麦霉变,造成重大经济损失。同时,有些害虫能够危害小麦包装袋等材料,造成仓库内小麦储存的杂乱。

因此,在小麦入库时,就要做好灭虫工作,保证小麦仓储环境的洁净,尽量减小虫害造成的损失。

2.5氧气浓度

氧气浓度会影响小麦自身的呼吸作用。第一,呼吸作用消耗小麦籽粒内部的营养物资,导致小麦的储存过程中干物质减少,使得小麦质量变差。第二,呼吸作用产生水分和热量,造成麦堆湿热,为微生物和害虫提供了适宜的生长环境。第三,小麦呼吸作用中产生的二氧化碳积累, 将导致麦堆无氧呼吸进行,产生的酒精等中间代谢产物将导致小麦生活力下降甚至丧失,最终使小麦品质下降。

同时氧气浓度会影响微生物和害虫的生存环境,进而影响小麦存储。小麦中害虫的生存离不开氧气,多数霉腐微生物尤其是霉菌,需要在有氧的条件下才能正常生长。当氧气浓度下降到1. 8% ~ 3. 5% 时,可抑制微生物和害虫的生长繁殖,达到防虫、防霉的目的。

通过对上述因素的分析得出,外部环境因素对小麦存储的影响体现在两个方面。一是温湿度、氧气浓度等因素的变化会对小麦自身在储存过程中造成影响; 二是温湿度、氧气浓度等环境因素会对微生物、害虫的生长发育产生影响,而微生物、害虫的生命活动会对小麦品质、质量造成严重影响。由此看出,温度、湿度、氧气浓度等因素会对小麦的储存产生直接和间接的双重影响。

3小麦仓储环境监控现状

小麦存储环境容易受季节交替、昼夜变化、天气变化等外界因素的影响,小麦进入静态保管阶段,小麦储存的重要参考数据主要包括仓库内的温度、湿度、气体浓度等环境参数及其变化情况,保管人员和专业技术人员将根据这些数据的变化提出适当的处理措施。如果对储存环境监测不及时,而导致未能对其变化做出适当的措施,则可能会影响小麦存储品质,造成不可挽回的经济损失。

我国小麦仓库环境监控水平较低,监测设备相对落后,许多粮仓对小麦环境的测量设备仍使用温、湿度计或各种便携式测量仪器,定期巡视小麦仓库,采用人工读取的方式记录环境监测情况,人员素质不高,极易造成测量误差,精准度低,难以深入粮仓内部进行全面检测,占用人工成本高。通过人工监测结果启动环境参数控制设备对温湿度等环境参数进行调整,检测效率低下,无法对环境参数进行实时监控,不利于对环境变化做出及时快速响应,导致小麦变质等情况出现。

随着科技的发展,电子监测系统得到快速发展,逐步代替了仓库管理人员人工检测的传统方式。当前的小麦仓储环境监测系统一般采用电缆布线的有线方式,把PC机和单片机相结合组成主从式的检测系统,与人工检测相比,提高了监测效率和准确性。然而,这种有线监测系统需要铺设大量电缆,线缆的部署复杂,可重塑性小,线路易随时间增长而老化,安装和维护成本高。当粮仓空间跨度较大、检测点数量较多、检测点位置经常变动时,将导致小麦仓库内部电缆纵横交错,造成安装、布线、供电、维护困难,使用成本增加,可靠性降低。

由此可以看出,人工监测和有线监测系统都存在不足之处,因此本文提出了一种基于无线传感器的小麦仓储环境监控系统,避免了人工监测不精确、效率低下等问题, 同时又减少了有线监测中铺设电缆所存在的监测成本高、维护困难等不足。

4基于无线传感器网络的小麦仓储环境监控系统

小麦仓储环境监控系统主要由传感器节点、汇聚节点、监控中心和各种执行设备等组成,如下图所示。

4.1传感器节点

传感器节点配置多个不同类型的传感器,包括温度、湿度、氧气浓度传感器,传感器节点被部署在小麦仓库内,每个传感器节点都配有无线通信模块,可以通过自组织或人工配置的方式构成无线网络,负责对影响小麦储存的环境因素的信息进行采集和传输。

4.2汇聚节点

汇聚节点负责收集和处理各传感器节点的数据,并通过无线通信模块将其上传至监控中心,便于工作人员及时掌握环境信息。

4.3监控中心

监控中心是小麦仓储环境监控的核心,其在接收到传感器采集的环境信息后,对数据进行处理分析,判断当前环境状态,相关人员根据情况需要作出不同应对措施。

4.4执行设备

执行设备用于调控小麦仓库环境,主要通过人工进行控制。目前普遍采用的温度调节工具有空调、地表暖气管道等; 湿度调节工具有加湿器、除湿器等; 氧气浓度调节方法有充氮密封、通风增氧等。

5结论

对仓储环境进行合理有效监控是保证小麦储存安全的必要条件。因此对小麦仓储环境进行科学监测,是目前粮食存储安全的重要课题,这也对仓储环境监控的智能化提出了更高的要求。

本文从直接和间接两方面分析了影响小麦储存的环境因素,并将无线传感器网络应用于小麦仓储环境监控系统中,有效解决了传统仓库环境监测中存在的设备落后、布线复杂、管理成本高等问题,满足了多种环境参数的分布式监控需求,实现小麦仓储环境监控的智能化。

茶叶仓储环境监控系统的设计篇2

目前, 茶叶的仓储环境的检测依然以人工手动检测为主, 不能准确及时感知仓储环境的变化, 导致茶叶变质, 造成经济损失。针对目前存在的问题, 应用单片机技术、通信技术以及数据库技术, 设计了一种基于STC89C52单片机、配合VB上位机的茶叶储存环境监控系统, 能够实时监控环境参数, 从而有效解决无法准确及时监控问题。

1 系统总体设计

系统整体上由软件和硬件两大部分构成。硬件部分包含控制模块、多个节点、GPRS模块以及通信模块, 每个节点即为传感模块。软件部分即为Visual Basic编写的上位机程序, 详细如图1所示。

2 下位机设计

2.1 下位机硬件设计

2.1.1 控制模块

采用STC89C52单片机为控制核心。具有运行速度快、储存空间大、功能丰富、扩展性好的优点。

2.1.2 传感模块

采用AM2301和GP2Y1010AU0F作为温湿度传感器和粉尘传感器。AM2301具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性, GP2Y1010AU0F是一款光学空气质量传感器, 可测量0.8微米以上的微小粒子[1]。

2.1.3 报警模块

若有温湿度、灰尘浓度超过阈值时, 会产生报警行为。声光报警通过蜂鸣器以及LED灯示警。短信报警采用SW M5905型号GSM模块发送短信至预设手机示警。此模块兼容AT指令。

2.1.4 无线通信模块

采用基于TI (德州仪器) 公司CC2530F256芯片, 运行Zig Bee2007/PRO协议的Zig Bee模块[3]。

2.2 下位机功能程序设计

2.2.1 环境参数采集

由传感模块采集仓储环境的环境参数。GP2Y1010AU0F传出的模拟量经由AD模块转换传出值为DATA, 电压VAL可由DATA得到:

所以灰尘浓度PM=VAL×0.17-0.1

2.2.2 数据显示

控制模块接收到传感模块产生的数据, 处理后通过LCD1602显示。

2.2.3 数据发送

单片机采集并处理传感器数据, 采用RS-232串口协议, 通过Zigbee模块发送数据。

3 软件设计

软件大致工作流程如图2所示。

3.1 语言选择

上位机软件采用Visual Basic与MATLAB混合编程, 支持面向对象的程序设计方设计, 具有强大的计算绘图能力, 利用VB开发数据处理应用界面, 调用Matlab编写的数据处理子程序, 可实现应用系统的快速开发[4,5,6]。

3.2 界面设计

如图3所示。主界面为串口调试软件, 左上侧部用来设置串口连接参数, 右上部为采集数据的实时显示。

3.3 功能实现

控件用来实现用户与计算机的交互, Visual Basic 6.0为用户提供了大量控件用于程序开发。

4 结语

本文阐述了一种基于STC89C52单片机、配合VB上位机的茶叶储存环境监控系统的总体设计, 通过控制模块、传感模块、通信模块以及上位机软件实现了实时监控、警告提醒和数据保存的功能, 且设计可靠性高, 价格低廉, 具有一定的实际意义。

摘要：针对茶叶储存过程中变质以及人工监管不到位问题, 设计了茶叶仓储环境监控系统, 实现了对茶叶仓储环境的实时监控、报警提醒以及数据保存的功能, 达到节省人力资源、减少变质损失的目的。

关键词：监控系统,STC89C52单片机,Visual Basic

参考文献

[1]孙滨, 姜传林, 陈元勇.基于光学粉尘传感器的车载空气净化装置设计[J].汽车电子技术, 2013, 50 (4) :77-79.

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[3]石道生, 任毅, 罗惠谦.基于Zig Bee技术的远程智能医疗监护系统设计与实现[J].武汉理工大学学报, 2008, 30 (3) .

[4]高春燕, 刘彬彬, 等.Visual Basic开发实战宝典[M].北京:清华大学出版社, 2010:4-7.

[5]冯莉, 李巨, 邓云华, 李玺钦, 王兰.VB与Matlab混合编程探讨[J].爆轰波与冲击波, 2005, 30 (3) :106-110.

仓储监控篇3

关键词：自动化,立体仓库,组态王,西门子S7-200可编程控制器

随着生活水平与生产力的提高, 现代物流业逐渐显现出快速发展的趋势, 传统的仓储模式已不能满足巨大的货存需要, 所以自动仓储系统就显示出它的功效[1]。自动仓储是现代物流发展的重要组成部分, 它可以充分利用原有空间, 它具有节约用地、减轻劳动强度、消除差错、提高仓储自动化水平及管理水平、提高管理和操作人员素质、降低储运损耗、有效减少流动资金的积压、提高物流效率等诸多优点, 可以更好地为人们所用[2]。本设计是用组态王软件和西门子S7-200 PLC的自动立体仓库实验教学模拟装置来模拟一个小型自动化立体仓库, 来体现自动化立体仓库的便捷性、控制性。

1 硬件设计

1.1 仓库的硬件组成

仓库硬件一般由立体框架式库位、三维运动叉车、控制器、开关电源、光电传感器、限位开关等组成, 如图1所示[3,4,5]。

1.立体框架式库位;2.三维运动叉车;3.叉车;4.水平运动电机;5.垂直运动电机;6.进出移动电机;7.操控盘;8.控制器;9.电机驱动板;10.直流电源

1.2 控制系统设计

根据控制要求准确统计出被控设备对数需求量, 然后在实际统计的I/O点数的基础上增加15%~20%的备用量, 以便以后调整和扩充[6]。同时要充分利用好输入和输出扩展单元, 提高主机的利用率。在确定好I/O点数后, 还要注意它的性质、类型和参数[7,8]。PLC控制系统设计的流程如图2所示。

PLC系统组成及外部接线如图3、4、5、6所示:

2 软件设计

本设计是利用西门子S-200系列的PLC来进行课题的研究和讨论的。首先根据控制要求编制控制梯形图。梯形图包括:初始化程序, 对三维运动叉车的运行定位, 出库、入库、确认编码, 入库、出库行进过程, 出库出叉, 出入库完成后跳转等[9,10]。

2.1 基于组态王的监控系统设计

系统设计包括定义IO设备、构造数据库、创建组态画面、变量连接、系统加密等。相关界面如图7、8、9、10所示:

2.2 软硬件调试

通过V4.0STEP7Micro WINSP3编程软件编写好程序, 编译无误, 通过PC/PPI串口通信线与PLC建立PC/PPI串口通信关系, 通讯建立成功之后, 此时可点击下载PLC下载程序。通过数据的交换, 还能通过V4.0STEP7Micro WIN SP3编程软件在PC机上监控PLC的运行状态。

打开所建立起来的自动仓储监控工程, PLC通过PC/PP串口通讯线与PC机进行通讯连接。连接成功后, 重新启动PLC, 通过外部开关量输入, 在PC机监控是否有动作, 动作是否正确。另外, 通过PC机操作, 观察现场设备是否有动作以及动作的正误。系统界面如图11所示:

3 结语

本文设计了仓储监控系统, 实现了PLC对自动化立体仓库的控制和利用组态软件对其进行监控。但是, 本研究没有考虑材料成本等方面, 后续研究中除了要考虑所用材料性价比, 还可以用于实践检验, 以期得到更好的效果。

参考文献

[1]孟雷, 臧华东.基于PLC的立体仓储控制系统及组态监控设计[J].自动化技术与应用, 2010, 29 (9) :69-72.

[2]李宁, 唐少琴, 边娟鸽.基于组态软件的生产线立体仓库监控系统设计[J].自动化与仪器仪表, 2014 (7) :61-63.

[3]谢敏玲, 陆春玲.电机与电气控制模块化实用教程[M].北京:中国水利水电出版社, 2010.

[4]李宁, 唐少琴, 边娟鸽.基于组态软件的生产线立体仓库监控系统设计[J].自动化与仪器仪表, 2014 (7) :61-63.

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[7]严学年, 司乃潮.检测技术与自动化控制工程基础[M].北京:化学工业出版社, 2006.

[8]王卫兵.PLC系统通信、扩展与网络互连技术[M].北京:机械工业出版社, 2005.