基于無線傳輸技術的倉儲溫濕度測控與信息化系統

陳瑛　馮德海

【摘 要】文章對倉儲溫濕度測控技術進行了研究，并采用自動檢測及控制技術實現溫濕度工藝精準測控，運用無線傳輸技術實現數據傳輸，進一步測試了系統改造前后溫濕度采集精度、產品醇化質量等性能指標參數，比較人工勞動成本。結果表明：基于無線傳輸技術的倉儲溫濕度測控系統，通過合理布局溫濕度傳感器，采用巡檢儀實時采集數據，通過PLC實時處理數據后依靠無線交換機實現數據傳輸，將倉庫溫濕度數據及時、準確地傳送到中控室，實時顯示在中控室電腦屏幕上，并能生成數據報表，保證監控人員能夠全面地了解倉庫的情況。倉儲中通過實現實時溫濕度數據采集、監控與信息化管理，在作業過程實現自動控制改造，可以減輕人工勞動強度，提升產品醇化水平和質量，最大限度地滿足工藝要求，保證產品高品質。

【關鍵詞】倉儲；無線傳輸；測控；信息化

【中圖分類號】TP311.52 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2018）04-0079-04

企業中的倉儲環境對產品品質影響很大，氣候變化是影響倉儲環境的直接原因，所以需要有效地控制倉庫中的溫濕度在產品存儲要求范圍內。在實際倉儲過程中，倉儲人工監管存在許多難以避免的失誤，難以保證溫濕度測量數據的及時性和準確性。

本文根據產品存儲和醇化的工藝要求[6]，研發了產品存儲過程的恒溫恒濕工序的自動控制方法，采用計算機、觸摸屏、PLC系統對除濕機、空調機等設備實現自動化改造，采用無線傳輸技術實現數據實時傳輸，實現產品存儲過程溫濕度的實時數據采集、監控與信息化管理，測量數據能定時在中控室系統生成數據報表，保證監控人員能夠全面地了解倉庫的情況。倉儲溫濕度測控與信息化系統數據為產品的醇化過程準備了第一手環境資料，為研究醇化規律和醇化預測模型提供了大量信息，為提高產品醇化質量提供合理的生產建議。

1 產品倉儲溫濕度測控系統結構及運行方法

倉儲溫濕度測控與信息化系統，將溫濕度傳感器合理布局，巡檢儀設備與PLC設備及無線傳輸設備構建數據采集、數據處理與數據傳輸系統，實時測量倉庫各處的溫濕度并通過無線交換機將數據及時傳送給中控室，測量數據能實時顯示在監控室的電腦屏幕上，保證監控人員能夠全面地了解倉庫的情況。系統預先設定溫濕度標準值，當采集到的溫濕度數值超過預定設置時，系統及時發出報警信息，定位庫房具體位置，并自動控制庫房除濕機進行通風除濕等生產操作，可以有效預防因溫度、濕度變化引起的產品變質等各種事件發生。產品倉儲溫濕度測控結構如圖1所示。

作業方法：產品溫度傳感器、環境溫濕度傳感器數據采集→采集完成→本地PLC傳輸到本地觸摸屏實時顯示→無線傳輸到中控室實時顯示→溫濕度超過設定上限→啟動除濕機，溫濕度達到設定值→關除濕機。

2 基于無線傳輸技術的產品倉儲溫濕度測控系統硬件結構

系統結構如圖2所示，包括PLC控制器、開關量和模擬量的輸入輸出、人機界面、無線交換機和計算機系統。

3 產品倉儲溫濕度測控關鍵技術研發

通過對溫濕度檢測巡檢儀系統、除濕機自動控制系統、PROFINET以太網構建系統、無線傳輸控制系統、中控室上位機監控系統、后臺質量數據管理系統的設計及研發，實現庫區產品溫濕度和庫區環境溫濕度的精準控制，最大限度地滿足工藝需求。

3.1 溫濕度檢測巡檢儀系統

根據產品發酵庫內部結構及布局特點，在發酵庫內設置4個產品溫度和2個環境溫濕度監測點。溫濕度巡檢儀站主要負責采集溫濕度巡檢儀的數據及該庫區所有除濕機的本地啟停等操作，然后傳送給中控室PLC主機。

3.2 PROFINET以太網構建和無線傳輸控制系統

PROFINET以太網構建和無線傳輸控制系統是整個系統的主體框架部分（如圖3所示）。

該系統采用升級后的PROFINET以太網，即中控室上位機、中控室主機、巡檢儀站、除濕機站、除濕機觸摸屏等設備全部升級成以太網。在中控室設置1個無線收發器，每個庫區再單獨設置1個無線收發器，庫區內PLC站與倉庫樓頂的無線交換機建立以太網通信，將溫濕度參數和除濕機狀態等參數以數據包的方式傳輸給無線收發器。中控室PLC站與中控室樓頂的無線交換機建立以太網通信，將溫濕度參數和除濕機狀態等參數以數據包的方式傳輸給無線收發器。庫區無線收發器與中控室樓頂無線收發器進行數據包相互實時傳輸，無線收發器將無線信號轉為有線信號后接入光纖交換機，光纖交換機通過光纖收發器連接到巡檢儀站PLC、除濕機站PLC、除濕機站觸摸屏，實現了中控室和庫區之間的無線通信。所有設備都有一個單獨的IP地址，容易實現系統的集成、監控及后期維護。

3.3 中控室上位機監控系統

中控室上位機使用西門子WinCC組態軟件進行開發，提供了一個中控室平臺。中控室交換機連接中控室無線收發器，把溫濕度數據由中控室“西門子”1500PLC進行集中收集，再將數據傳輸到中控室電腦上。上位機軟件將分散于多個庫區的溫度、濕度數據和除濕機狀態進行集中顯示，方便工作人員隨時了解現場實際環境，做到及時調整除濕機運行，確保各個倉庫的環境溫濕度保持在一個合適的范圍（如圖4所示）。

3.4 后臺數據管理系統

上位機系統利用計算機客戶機與服務器，在后臺建立Microsoft SQL Server大型關系型數據庫，將系統采集的溫濕度數據及時記錄，設計工藝專家系統及數據日報表、周報表和月報表。用戶可以根據需求選擇輸出報表，打印溫濕度變化的記錄數據和曲線。后臺數據管理系統為用戶提供實時趨勢曲線和歷史趨勢圖，將庫區的溫濕度數據變化用曲線顯示在屏幕上，供生產管理使用。庫區報表查詢如圖5所示。

4 系統控制程序

PLC程序按照實際工作要求，實時讀取巡檢儀數據，按照系統控制要求進行編程，保證倉庫溫濕度保持在合理范圍。工作過程中，用戶在上位機軟件中設定好倉儲溫濕度參數，正常啟動系統，即可進行倉儲溫濕度自動控制，庫區溫濕度保持在設定值的范圍。PLC部分控制程序如圖6所示。

5 結語

企業以倉庫儲存產品作為原料基礎，產品倉儲、管理工作質量決定了企業的產品質量和成本，直接影響企業的經濟效益。本文通過基于無線傳輸技術的產品倉儲溫濕度測控與信息化系統的投入使用，結果表明：基于當前產品倉儲方面的傳感器技術、PLC應用技術、無線傳輸技術和數據庫技術的應用，建立溫濕度網絡智能化監測系統，為用戶提供準確的實時溫濕度數據，在產品的儲存與產品工藝方面提供有利的數據支持，以便企業可以提高產品工藝品質，降低企業生產成本，提高企業經濟效益。

參 考 文 獻

[1]馬琦.基于無線傳感器網絡的溫室溫濕度監測系統研究[D].太原：中北大學，2009.

[2]王靜.通用庫房溫濕度測控系統[D].青島：中國海洋大學，2009.

[3]申利華.基于物聯網的遠程溫濕度測控[J].科技情報開發與經濟，2011，21（16）：213-214.

[4]王西亞.基于物聯網的倉儲系統的設計與實現[D].鄭州：鄭州大學，2017.

[5]張濤，王成林.無線傳感器網絡技術在物流倉儲系統中的應用[J].制造業自動化，2016，38（1）：148-152.

[6]王建.溫室多點溫濕度監控系統設計[J].數碼世界，2017（3）：95-96.

[7]李春林.無線傳感器網絡溫濕度采集系統[D].西安：西安電子科技大學，2014.

[8]許蘭蘭，崔彥良.倉儲模擬量自動控制系統[J].數據采集與處理，2012，27（S2）：407-410.

[9]羅曉慧，趙仁斌.一種分布式糧倉溫度濕度檢測系統[J].鄭州工程學院學報，1996（3）：80-84.

[責任編輯：鐘聲賢]