盧全祥 林 濤 許國川 李 卓

(中央儲備糧泉州直屬庫有限公司 362800)

空調(diào)控溫儲糧技術(shù)利用物理方式控制儲糧環(huán)境溫度，延緩糧食品質(zhì)劣變，提高儲糧經(jīng)濟(jì)效益，是世界公認(rèn)的綠色儲糧技術(shù)。在儲糧期間，糧堆表層糧溫受外界氣溫影響最大，在倉房隔熱保溫措施得當(dāng)?shù)那闆r下，合理控制倉溫是影響儲糧品質(zhì)的重要因素。但當(dāng)前國內(nèi)倉房空調(diào)控溫基本采用時控器和接觸器相結(jié)合的方式進(jìn)行控制，功能單一，通常只具備簡單的定時通斷功能?？照{(diào)使用過程中發(fā)生設(shè)備過流、過電壓時大部分僅依賴于空調(diào)自身的保護(hù)系統(tǒng)，而對于空調(diào)漏水、制冷下降等故障發(fā)生時沒有相應(yīng)預(yù)警報警功能。另外因儲糧倉房的特殊性，空調(diào)運(yùn)行時基本無人值守，當(dāng)空調(diào)發(fā)生自燃、漏水現(xiàn)象時，往往無法在第一時間發(fā)現(xiàn)，易造成儲糧霉變隱患或者火災(zāi)事故。

中央儲備糧泉州直屬庫有限公司針對民用空調(diào)存在的諸多安全問題，對原有空調(diào)設(shè)備進(jìn)行升級改造，開發(fā)了倉房空調(diào)控溫智能化控制管理系統(tǒng)，通過軟硬件結(jié)合，利用傳感器、無線傳控等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了空調(diào)漏水、自燃、制冷失效等問題的實(shí)時報警、斷電和遠(yuǎn)程終端操作功能。

1 材料

1.1 試驗(yàn)倉房基本情況

安裝4棟8廒間空調(diào)控溫智能控制管理倉，儲糧總規(guī)模4.08萬噸，具體情況見表1。

表1 空調(diào)控溫智能控制管理倉基本情況表

倉號倉房規(guī)格(m)儲糧數(shù)量(t)品種(t)空調(diào)控溫情況00142×30×65758.3小麥4臺制冷5000W三菱工業(yè)機(jī)00242×30×64198.2稻谷4臺制冷5000W三菱工業(yè)機(jī)00342×30×65722.6小麥4臺制冷5000W三菱工業(yè)機(jī)00442×30×65188.2小麥4臺制冷5000W三菱工業(yè)機(jī)00542×30×65971.6小麥4臺制冷5000W三菱工業(yè)機(jī)00642×30×65778.0小麥4臺制冷5000W三菱工業(yè)機(jī)00742×30×65869.4小麥4臺制冷5000W三菱工業(yè)機(jī)00842×30×65795.4小麥4臺制冷5000W三菱工業(yè)機(jī)

1.2 倉房歷年空調(diào)控溫情況

度夏期間，空調(diào)控溫從6月中旬開始至9月中下旬結(jié)束。空調(diào)開啟關(guān)閉采用時控器控制，開啟時間為夜間23:00至次日7:00，空調(diào)設(shè)定溫度在20℃～22℃。新糧第一年度夏期間空調(diào)控溫時間相對較長，進(jìn)入正常保管后從第二年開始逐年減少。

2 空調(diào)智能化控制管理系統(tǒng)組成

本方案是基于傳感器系統(tǒng)的智能空調(diào)，通過不同傳感器對倉房空調(diào)控溫狀況進(jìn)行監(jiān)測，經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)算與調(diào)試模塊的協(xié)同作用，結(jié)合自主報警體系，實(shí)現(xiàn)空調(diào)控溫智能化管理。

它的主要組成有：空調(diào)自身保護(hù)系統(tǒng)，空調(diào)門衛(wèi)報警系統(tǒng)，PC端軟件操作系統(tǒng)。單倉布置圖如圖1。

圖1 空調(diào)智能化控制管理系統(tǒng)

3 軟件設(shè)計和功能

3.1 操作界面功能布局

軟件操作界面上按厫間實(shí)際情況標(biāo)注窗戶、通風(fēng)口、空調(diào)、軸流風(fēng)機(jī)窗戶的位置和數(shù)量。操作界面上的相關(guān)顯示條或控制按鈕可幫助用戶方便查看報警信息、歷史數(shù)據(jù)或?qū)崟r數(shù)據(jù)曲線、報表、用戶權(quán)限等。

3.2 參數(shù)設(shè)定

通過糧情監(jiān)測系統(tǒng)記錄的倉內(nèi)溫濕度數(shù)據(jù)，在程序里設(shè)定空調(diào)的開啟、關(guān)閉溫度值，同時在程序中設(shè)定一個死區(qū)范圍(范圍值開放，可根據(jù)需要修改)，避免溫度傳感器自身波動引起的空調(diào)頻繁開關(guān)機(jī)。程序設(shè)定空調(diào)間歇開啟的最短時間，在滿足開啟需要的同時，也避免損傷電機(jī)。間歇時間開放至操作界面，可隨時調(diào)整，也可在測試完畢后在程序中固定。

空調(diào)除具備遠(yuǎn)程起?？刂乒δ芡?，還具備遠(yuǎn)程調(diào)整設(shè)定空調(diào)溫度、風(fēng)量參數(shù)、超溫告警、短信報警等功能。短信報警信息包含倉號、空調(diào)位置、簡要故障信息等內(nèi)容，如圖2所示。

4 系統(tǒng)自身保護(hù)功能

4.1 煙霧傳感器

在空調(diào)上部空間安裝1個煙感探測器(消防專用)，實(shí)時監(jiān)測煙霧情況，并將煙霧傳感器狀態(tài)信號接入控制系統(tǒng)，進(jìn)行聯(lián)鎖控制。當(dāng)發(fā)生報警時，系統(tǒng)能自動切斷空調(diào)電源，同時將空調(diào)所屬倉房和位置信息通過短信發(fā)送到值班員手機(jī)上。煙感傳感器能識別粉塵和煙霧信號，不會因粉塵引起誤操作。

4.2 電纜測溫設(shè)備

在空調(diào)電氣進(jìn)線接線處附近安裝電纜測溫設(shè)備，此處作為空調(diào)火災(zāi)常見引燃點(diǎn)，實(shí)時監(jiān)測溫度變化情況。報警溫度值可以手動調(diào)整，當(dāng)溫度達(dá)到報警設(shè)定值時，切斷空調(diào)電源，并將空調(diào)所屬倉房和位置信息通過短信發(fā)送到值班員手上。

4.3 水浸傳感器

空調(diào)接水托盤上安裝水浸傳感器，傳感器連接線纜沿接水托盤壁鋪設(shè)，高度在安裝時可調(diào)節(jié)，既滿足一定的接水量，又具備報警提示功能。當(dāng)積水到監(jiān)測水位時，系統(tǒng)報警，同時將空調(diào)所屬倉房和位置信息通過短信發(fā)送到值班員手上，提醒相關(guān)人員盡快處理。

4.4 溫度傳感器

空調(diào)出風(fēng)口處安裝溫度傳感器，實(shí)時檢測送風(fēng)溫度。結(jié)合空調(diào)控制器設(shè)定的送風(fēng)溫度值，進(jìn)行比較。溫度差別明顯時，可以判定空調(diào)制冷效果下降，需要補(bǔ)充氟利昂。可在上位機(jī)上彈出報警信息，并將故障空調(diào)所在倉、位置等信息通過短信發(fā)送到相關(guān)人員的手機(jī)上。也可將報警信息傳至門衛(wèi)室聲光報警器報警。

4.5 空調(diào)系統(tǒng)門衛(wèi)報警

在門衛(wèi)增加一個小的控制箱，內(nèi)置控制主機(jī)及一個聲光報警器，采用原有光纖網(wǎng)絡(luò)(如果采用原光纖，可能需要新增光電轉(zhuǎn)換器)，連接至庫區(qū)整個控制網(wǎng)絡(luò)，采集空調(diào)重要報警信號發(fā)出聲光報警，與短信報警同步進(jìn)行。

5 遠(yuǎn)程能耗采集分析

在倉房空調(diào)控溫智能化控制管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)空調(diào)控溫能耗數(shù)據(jù)的科學(xué)、集中管理，我公司設(shè)計開發(fā)了遠(yuǎn)程能耗采集分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)由無線數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)集中器、服務(wù)器和通信網(wǎng)絡(luò)組成，有專門的數(shù)據(jù)分析平臺，該系統(tǒng)通過能耗采集卡對智能電表的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，不僅可以遠(yuǎn)程查看各個倉房空調(diào)控溫不同時段的用電量，還可以分類、分項(xiàng)統(tǒng)計庫區(qū)所有電能耗，包括單倉能耗、糧庫能耗、制氮能耗、辦公能耗等。

6 初步應(yīng)用效果

中央儲備糧泉州直屬庫有限公司在本庫001～008號倉各安裝4臺智能化空調(diào)，經(jīng)使用反饋效果良好。

6.1 傳感器反饋試驗(yàn)

測試8個倉厫所有傳感器分別在煙霧、漏水、制冷失效的情況下的反饋情況，經(jīng)試驗(yàn)，所有傳感器均達(dá)到要求，全部實(shí)時報警。

6.2 空調(diào)自主運(yùn)行情況

8個倉厫空調(diào)控溫時間均設(shè)定11:30～14:30,23:00～7:00，設(shè)定溫度為22℃，空調(diào)運(yùn)行情況如表2。

表2 試驗(yàn)倉房空調(diào)運(yùn)行情況

倉號平均倉溫(℃)累計運(yùn)行時間(h)故障次數(shù)(次)故障原因報警次數(shù)(次)00122.62402漏水1次;制冷失效1次200222.93603漏水2次;制冷失效1次300323.02401制冷失效1次100422.73602漏水2次200522.82401漏水1次100622.93603漏水1次;制冷失效2次300722.92401制冷失效1次000822.512000

由表2可知，一是空調(diào)智能化控制管理系統(tǒng)對于空調(diào)自主運(yùn)行情況下所發(fā)生的突發(fā)故障報警率是100%；二是空調(diào)控溫期間所發(fā)生的故障原因基本為空調(diào)漏水和制冷失效兩種；三是空調(diào)智能化控制管理系統(tǒng)控溫效果良好。

7 拓展與思考

除了本套系統(tǒng)所解決的問題外，在糧食保管過程中，由于熏蒸、進(jìn)出倉揚(yáng)塵等因素對空調(diào)設(shè)備的電子元件、傳感器等存在嚴(yán)重危害，尤其是磷化氫氣體對空調(diào)銅制部位的腐蝕，使設(shè)備陷入癱瘓，無法發(fā)揮作用。泉州庫目前所采用的解決方法是用傳統(tǒng)的雙薄膜密閉空調(diào)，同時在熏蒸期間，在薄膜內(nèi)放置活性炭以吸附磷化氫氣體，并且用導(dǎo)管沿空調(diào)排水管聯(lián)通薄膜內(nèi)與倉外空間，以期降低薄膜內(nèi)磷化氫濃度，防止空調(diào)的腐蝕。雖然效果良好，但耗時耗力，整體操作復(fù)雜，未根本性解決問題。

由于內(nèi)外機(jī)一體化，糧倉專用空調(diào)是目前解決此類問題的最佳措施，中儲糧福建分公司近年來開始逐步推廣應(yīng)用，但專用空調(diào)相對傳統(tǒng)民用空調(diào)能效比偏低，前期投入較大，且傳統(tǒng)民用空調(diào)控溫儲糧在南方地區(qū)應(yīng)用廣泛，技術(shù)成熟，升級專用空調(diào)的成本較高，因此未來可以在倉房空調(diào)控溫智能化控制管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提升空調(diào)內(nèi)機(jī)防熏蒸腐蝕和粉塵性能，實(shí)現(xiàn)空調(diào)控溫更好地應(yīng)用。

8 結(jié)束語

倉房空調(diào)控溫智能化控制管理系統(tǒng)經(jīng)實(shí)踐考察取得了良好的效果，與我公司智能化通風(fēng)、智能化氣調(diào)、智能安防、智能出入庫形成整體，推進(jìn)了智能化糧庫的建設(shè)。本套系統(tǒng)的投入使用，有效地解決了控溫儲糧期間無人看守的安全隱患、制冷失效、操作不靈活等問題，但空調(diào)控溫智能化控制管理系統(tǒng)還需進(jìn)一步推廣和更長的時間來驗(yàn)證它的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。