華紅紅

杭州安鴻科技有限公司

關(guān)于糧庫自動化系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

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主要討論了糧庫自動化系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)的相關(guān)問題，以求為未來糧庫自動化系統(tǒng)建設(shè)提供理論支撐。先分析了糧庫自動化控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，再對糧庫自動化系統(tǒng)具體設(shè)計方法進行分析。從糧庫自動化系統(tǒng)應(yīng)用情況來看，能滿足多種工作狀態(tài)下糧庫運行管理的需要，具有良好的應(yīng)用價值。對相關(guān)工作人員而言，在開展糧庫自動化系統(tǒng)設(shè)計中，需要正確認識到多種技術(shù)形式對系統(tǒng)運行的影響，再通過優(yōu)化系統(tǒng)運行結(jié)構(gòu)，保證糧庫自動化系統(tǒng)具有良好的運行能力。

糧庫自動化系統(tǒng)；設(shè)計與實現(xiàn)

隨著我國糧食生產(chǎn)能力進一步提升，糧庫在管理工作中所遇到的問題不斷變化，做好糧庫管理工作的質(zhì)量控制工作成為當(dāng)前管理人員關(guān)注的重點。在信息技術(shù)快速發(fā)展的背景下，糧庫自動化系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用有效滿足了我國糧庫綜合管理的需要，收到良好應(yīng)用價值。

1.糧庫自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1基本結(jié)構(gòu)

從當(dāng)前我國糧庫自動化系統(tǒng)研究現(xiàn)狀來看，其具體結(jié)構(gòu)主要包括監(jiān)控操作層、控制層、設(shè)備層等，各個控制層在系統(tǒng)運行中所發(fā)揮的功能存在明顯差異，但其工作的核心就是對閘門、氣墊帶、除塵等具體功能設(shè)備進行控制，使其能夠按照系統(tǒng)運行要求展開工作項目控制工作。

1.2 系統(tǒng)各層功能介紹

統(tǒng)計糧庫自動化系統(tǒng)各功能層的主要功能，其具體為：（1）監(jiān)控操作層：能完成人際交互，并以良好的界面形式完成對糧食入倉、管理等過程的監(jiān)控；在系統(tǒng)運行中，主要以圖像的形式反映設(shè)備運行狀態(tài)，并依照既定的控制指令發(fā)送系統(tǒng)運行命令；（2）控制層。由PLC組成，能夠?qū)嵤┎杉F(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)信息，并控制其運行狀態(tài)；通過RS232與上位機取得聯(lián)系，并將設(shè)備運行狀態(tài)信息存入內(nèi)存單元中進行數(shù)據(jù)讀取，并制定上位機的控制命令；（3）設(shè)備層。是系統(tǒng)執(zhí)行控制命令的主要“機構(gòu)”，能完成糧庫系統(tǒng)管理的相關(guān)操作。在系統(tǒng)運行中，PLC依靠MCC控制柜控制現(xiàn)場設(shè)備，并完成具體的工作命令。

2.糧庫自動化系統(tǒng)設(shè)計分析

2.1 運行監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

2.1.1 運行監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

運行監(jiān)控系統(tǒng)主要是由兩臺運行計算機、PLC柜、遠程I/O、各種設(shè)備現(xiàn)場控制箱等部件組成，以整個糧庫系統(tǒng)設(shè)備控制中心為基礎(chǔ)，能通過管理控制中心，對任意設(shè)備進行邏輯控制與檢測保護，是整個控制系統(tǒng)的核心部分。運行監(jiān)控系統(tǒng)采取三層結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，分別為信息網(wǎng)絡(luò)層、人機互交層、工藝流程監(jiān)控層。信息網(wǎng)絡(luò)層主要由集線器、控制中心等組成，依靠PC工作站、COMPAQ服務(wù)器等軟件某塊實現(xiàn)；人機互交層由兩臺PC機組成，在PC機選擇中建議時間工業(yè)PC機；工藝流程監(jiān)控層主要采取集中控制方式，選用美國AB公司的PLC-5/40為主要PLC設(shè)備，并采用遠程I/O框架結(jié)構(gòu)作為系統(tǒng)支持。

2.1.2 運行監(jiān)控系統(tǒng)硬件

以PLC配置為基礎(chǔ)，對運行監(jiān)控系統(tǒng)硬件配置的相關(guān)內(nèi)容進行分析。采用美國AB公司的PLC-5/40，其傳輸速率具有良好的可選擇性，根據(jù)工作需要可選擇115.2K、57.6K等波特率，且該PLC的I/O能力強，最高時能達到4096點，能滿足糧庫系統(tǒng)化系統(tǒng)運行需要。采用422/485通信端口，通過DH+網(wǎng)相連的方式實現(xiàn)對相互之間的通信質(zhì)量的控制。PLC-5處理器能滿足順序流程圖、梯形邏輯圖等多種制圖要求，保證程序結(jié)構(gòu)化。而在框架配置中，為進一步利用PLC地址資源，可以采用1/2槽尋址方式，實現(xiàn)CC1控制柜2個16個槽框架結(jié)構(gòu)之間的有效互補。

2.1.3 軟件設(shè)計

（1）上位機軟件編程 選擇美國Intellution公司的組態(tài)軟件FIX7.0，其運行平臺為中文Windows NT4.0。在系統(tǒng)運行中，F(xiàn)IX的主要功能被設(shè)定在工藝路徑選擇、設(shè)備運行狀態(tài)分析等多個方面，具有強大的數(shù)據(jù)處理功能。在路徑選擇中，主要依靠工藝流程而確定。以自動辦公軟件結(jié)構(gòu)為例，在路徑選擇中主要依靠各部門之間的信息系統(tǒng)連接完成信息資源調(diào)整，并支持客戶瀏覽器訪問、基本數(shù)據(jù)參數(shù)閱讀等要求。由此可見，當(dāng)路徑選擇實現(xiàn)有多與一個可用路徑時，用戶的各項操作都能得到相應(yīng)的優(yōu)化。在系統(tǒng)運行中，當(dāng)操作站確定運行路徑后，在這條路徑下的所有設(shè)備均會被標(biāo)記，表明上述設(shè)備已經(jīng)被某一控制系統(tǒng)所選定，使其他路徑在選擇過程中注意控制，避免出現(xiàn)嚴重的路徑重復(fù)現(xiàn)象。路徑選擇程序使用FIX自帶的命令語言編程，以監(jiān)控主畫面為核心，通過對一系列彈出式畫面進行操作，實現(xiàn)對監(jiān)控主畫面的設(shè)備管理。當(dāng)系統(tǒng)啟動后，路徑選擇程序會自動判斷路徑選信息，并將其傳輸?shù)絇LC，并打開運行畫面，系統(tǒng)進入運行狀態(tài)。

（2）PLC設(shè)計 應(yīng)用美國AB公司所提供的PLC-56200編程軟件開發(fā)，控制程序以梯形語言編寫。在該系統(tǒng)中，依據(jù)糧庫具體運行設(shè)備為基礎(chǔ)，根據(jù)運行設(shè)備情況設(shè)備子程序模塊（例如，若某糧庫共有150臺自動化控制設(shè)備，則需要設(shè)置150個控制子程序模塊），而在PLC控制程序選擇中，主要可分為流程控制程序、停車程序、故障程序等。

2.2 糧庫現(xiàn)場電機狀態(tài)監(jiān)控

糧庫現(xiàn)場電機狀態(tài)監(jiān)控所處理的范圍主要包括氣墊機、刮板機、斗提機等多種設(shè)備，是完成糧庫自動化管理的主要組成部分。

2.2.1 多傳感器信息融合原理

多傳感器信息融合的核心，就是充分利用多個傳感器資源，通過對這些傳感器資源進行合理支配欲使用，將多個傳感器在空間、時間上冗余或互補的信心按照特定的規(guī)則進行組合，實現(xiàn)對被檢測對象的描述與解釋。多傳感器信息融合主要可劃分為三層，其具體為：（1）數(shù)據(jù)融合層。將直接采集的數(shù)據(jù)進行融合，主要指各種傳感器設(shè)備的原始數(shù)據(jù)在未經(jīng)過加固處理的狀態(tài)下就對其進行整合，屬于地層地的數(shù)據(jù)處理；（2）特征融合層。對傳感器的數(shù)據(jù)進行提取，并分析特征信息的基本內(nèi)容；（3）決策層融合。屬于高層次融合，能為最終的指揮決策提供依據(jù)。

2.2.2 電機模塊結(jié)構(gòu)

在開展機電監(jiān)控中，監(jiān)控系統(tǒng)模塊主要被設(shè)置在現(xiàn)場控制箱內(nèi)，其信息融合主要被顯示在傳感器選取、系統(tǒng)決策分析等多個方面。而就多傳感器自身特點可知，其布點情況主要受到各個關(guān)鍵部位、關(guān)鍵參數(shù)等因素的影響，包括機械振動參數(shù)、機械轉(zhuǎn)速情況的呢過。在模塊結(jié)構(gòu)分析中，可在整機x、y、z三個方向各獲取一個近似的相同振動值，這就要求振動器的橫向靈敏度、剛性等指標(biāo)較高，保證監(jiān)測系統(tǒng)能在較強的橫向振動環(huán)境下保證正常工作。因此在模塊結(jié)構(gòu)設(shè)置中可以將監(jiān)測點設(shè)置在電機轉(zhuǎn)子軸承座上，使觀測點能盡量靠近振源，有利于提高數(shù)據(jù)采集效果。

結(jié)束語

主要討論了糧庫自動化系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)的相關(guān)問題，并從運行監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計、糧庫現(xiàn)場電機狀態(tài)監(jiān)控兩方面對其設(shè)計方法進行討論?？傮w而言，糧庫自動化系統(tǒng)能滿足糧庫綜合管理的需要，而在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要認真分析糧庫管理對自動化系統(tǒng)運行的要求，在充分分析糧庫要求的前提下，進一步優(yōu)化其設(shè)計內(nèi)容，為獲得更好結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果奠定基礎(chǔ)。

[1]王軍,葉秀芬,陳實如.糧庫自動化系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].應(yīng)用技術(shù),2003(29):39-42.

[2]蘇柱.國家大型糧庫自動化控制系統(tǒng)GDMS——2000[J].科技風(fēng)(數(shù)字天地),2008(12):86-89.