關于糧庫自動化系統的設計與實現

華紅紅

杭州安鴻科技有限公司

關于糧庫自動化系統的設計與實現

華紅紅

杭州安鴻科技有限公司

主要討論了糧庫自動化系統設計與實現的相關問題，以求為未來糧庫自動化系統建設提供理論支撐。先分析了糧庫自動化控制系統的基本結構，再對糧庫自動化系統具體設計方法進行分析。從糧庫自動化系統應用情況來看，能滿足多種工作狀態下糧庫運行管理的需要，具有良好的應用價值。對相關工作人員而言，在開展糧庫自動化系統設計中，需要正確認識到多種技術形式對系統運行的影響，再通過優化系統運行結構，保證糧庫自動化系統具有良好的運行能力。

糧庫自動化系統；設計與實現

隨著我國糧食生產能力進一步提升，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量控制工作成為當前管理人員關注的重點。在信息技術快速發展的背景下，糧庫自動化系統的研發與應用有效滿足了我國糧庫綜合管理的需要，收到良好應用價值。

1.糧庫自動化系統結構

1.1基本結構

從當前我國糧庫自動化系統研究現狀來看，其具體結構主要包括監控操作層、控制層、設備層等，各個控制層在系統運行中所發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、除塵等具體功能設備進行控制，使其能夠按照系統運行要求展開工作項目控制工作。

1.2 系統各層功能介紹

統計糧庫自動化系統各功能層的主要功能，其具體為：（1）監控操作層：能完成人際交互，并以良好的界面形式完成對糧食入倉、管理等過程的監控；在系統運行中，主要以圖像的形式反映設備運行狀態，并依照既定的控制指令發送系統運行命令；（2）控制層。由PLC組成，能夠實施采集現場設備的運行狀態信息，并控制其運行狀態；通過RS232與上位機取得聯系，并將設備運行狀態信息存入內存單元中進行數據讀取，并制定上位機的控制命令；（3）設備層。是系統執行控制命令的主要“機構”，能完成糧庫系統管理的相關操作。在系統運行中，PLC依靠MCC控制柜控制現場設備，并完成具體的工作命令。

2.糧庫自動化系統設計分析

2.1 運行監控系統設計

2.1.1 運行監控系統結構分析

運行監控系統主要是由兩臺運行計算機、PLC柜、遠程I/O、各種設備現場控制箱等部件組成，以整個糧庫系統設備控制中心為基礎，能通過管理控制中心，對任意設備進行邏輯控制與檢測保護，是整個控制系統的核心部分。運行監控系統采取三層結構設計方法，分別為信息網絡層、人機互交層、工藝流程監控層。信息網絡層主要由集線器、控制中心等組成，依靠PC工作站、COMPAQ服務器等軟件某塊實現；人機互交層由兩臺PC機組成，在PC機選擇中建議時間工業PC機；工藝流程監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設備，并采用遠程I/O框架結構作為系統支持。

2.1.2 運行監控系統硬件

以PLC配置為基礎，對運行監控系統硬件配置的相關內容進行分析。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，能滿足糧庫系統化系統運行需要。采用422/485通信端口，通過DH+網相連的方式實現對相互之間的通信質量的控制。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，保證程序結構化。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CC1控制柜2個16個槽框架結構之間的有效互補。

2.1.3 軟件設計

（1）上位機軟件編程 選擇美國Intellution公司的組態軟件FIX7.0，其運行平臺為中文Windows NT4.0。在系統運行中，FIX的主要功能被設定在工藝路徑選擇、設備運行狀態分析等多個方面，具有強大的數據處理功能。在路徑選擇中，主要依靠工藝流程而確定。以自動辦公軟件結構為例，在路徑選擇中主要依靠各部門之間的信息系統連接完成信息資源調整，并支持客戶瀏覽器訪問、基本數據參數閱讀等要求。由此可見，當路徑選擇實現有多與一個可用路徑時，用戶的各項操作都能得到相應的優化。在系統運行中，當操作站確定運行路徑后，在這條路徑下的所有設備均會被標記，表明上述設備已經被某一控制系統所選定，使其他路徑在選擇過程中注意控制，避免出現嚴重的路徑重復現象。路徑選擇程序使用FIX自帶的命令語言編程，以監控主畫面為核心，通過對一系列彈出式畫面進行操作，實現對監控主畫面的設備管理。當系統啟動后，路徑選擇程序會自動判斷路徑選信息，并將其傳輸到PLC，并打開運行畫面，系統進入運行狀態。

（2）PLC設計 應用美國AB公司所提供的PLC-56200編程軟件開發，控制程序以梯形語言編寫。在該系統中，依據糧庫具體運行設備為基礎，根據運行設備情況設備子程序模塊（例如，若某糧庫共有150臺自動化控制設備，則需要設置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 糧庫現場電機狀態監控

糧庫現場電機狀態監控所處理的范圍主要包括氣墊機、刮板機、斗提機等多種設備，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則進行組合，實現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）數據融合層。將直接采集的數據進行融合，主要指各種傳感器設備的原始數據在未經過加固處理的狀態下就對其進行整合，屬于地層地的數據處理；（2）特征融合層。對傳感器的數據進行提取，并分析特征信息的基本內容；（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。

2.2.2 電機模塊結構

在開展機電監控中，監控系統模塊主要被設置在現場控制箱內，其信息融合主要被顯示在傳感器選取、系統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鍵部位、關鍵參數等因素的影響，包括機械振動參數、機械轉速情況的呢過。在模塊結構分析中，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、剛性等指標較高，保證監測系統能在較強的橫向振動環境下保證正常工作。因此在模塊結構設置中可以將監測點設置在電機轉子軸承座上，使觀測點能盡量靠近振源，有利于提高數據采集效果。

結束語

主要討論了糧庫自動化系統設計與實現的相關問題，并從運行監控系統設計、糧庫現場電機狀態監控兩方面對其設計方法進行討論。總體而言，糧庫自動化系統能滿足糧庫綜合管理的需要，而在結構設計中，需要認真分析糧庫管理對自動化系統運行的要求，在充分分析糧庫要求的前提下，進一步優化其設計內容，為獲得更好結構設計結果奠定基礎。

[1]王軍,葉秀芬,陳實如.糧庫自動化系統設計與實現[J].應用技術,2003(29):39-42.

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