2.1.2.烟草企业多仓库远程联网智能化监测示意图
视频监控系统
环境监测系统安防系统
▲ 多仓库远程联网监测示意图
2.2.基于无线数据网的环境监测系统
2.2.1.基于无线数据网环境监测系统优势
1.施工方便:无需接拉数据线,只需要有220V市电或直接使用电池供电,对于扩容和旧有系统改造非常方便。并且组网是自动生成的,不需要人为干预,安装上基本就可以工作。
2.可靠性高:嵌入式与专用低功耗器件、精简的射频电路以及组网的多路径冗余备份,使系统里的设备可以可靠稳定地运行
3.组网规模大:有线方案受限于数据线和接口物理尺寸一般只有几路到几十路的容量,无线可以有几百路的外接采集单元
4.扩展与增容方便:增加新类型和新的节点只需要安装节点本身即可,无须改造数据线/装修/布局等。因为容量高,不需要增加新的网关设备,只增加节点即可
5.总体成本低:单网关的高容量、近乎于零的施工成本、平稳的扩容能力,使得项目总体成本远低于传统方案。可以降低用户系统总造价,可以为工程和方案提供商提供更高的效益空间
6.自主产权组网协议:可以灵活控制组网拓扑和特性。有别于zigbee限制于国外的组网能力,可以更灵活地修改适合于国情的组网结构,针对行业特性使用最 优的组网方式
7.简便的二次开发能力:平台、网关、传输节点都可以进行快速的二次开发能力,提供完备的开发包和仿真平台,提供最快1小时的对接能力。可方便地与现有系统对接并升级现有解决方案
为便于介绍,下面以某烟厂为例进行方案论述。该卷烟厂发酵库采用人工发酵,由31间发酵室组成。每间发酵室可装烟包400~600包,每一发酵周期为15天,每月要完成1万~3万包的发酵任务,保证该卷烟厂年生产计划。
2.2.1.2.人工发酵的基本程序
1)升温阶段: 温度由室温升至45℃,相对湿度55%-60%,时间3天。
2)保温阶段: 温度稳定在45℃,相对湿度60%-65%,时间9天。
3)降温阶段: 温度逐渐降至室温,时间3天。
2.2.1.3.用户需求分析
发酵库现有37名工作人员,采用四班三运转方式,每两个小时派人进发酵室内抄写室内环境温度、湿度、烟包包心温度,全年365天从不间断。由于发酵室内温湿度通常保持在45℃和60%左右,房间内充满了湿热蒸汽和烟包散发出的刺鼻的烟味,工作环境恶劣,影响操作工身体健康。而且,采用人工定时记录数据的方式,数据精度、数据的完整性无法保证;数据处理、生产管理仍停留在落后的手工制表的模式下,卷烟厂其他车间相比,发酵库的生产状态监测、生产管理水平确实落后了。
发酵库曾采用苹果机和单板机对温、湿度进行计算机自动检测。由于信号干扰和备件问题,系统运行了两年后被废弃。
2.2.1.4.系统功能
1)自动监测全部传感器的测定值,并实时显示在计算机屏幕上;
2)曲线功能: 提供实时、历史趋势图、对环境的温度、湿度及包心温度的变化用曲线显示在屏幕上;
3)报表功能: 按用户要求输出报表,打印温湿度变化的记录数据和曲线;
4)传感器参数修改功能: 通过通讯网络对网上的传感器中的参数进行修改、设定(站址、量程、零点、温度系数);
5)调度及管理功能: 系统具有在现有硬件平台上,为将来通过Internet网络实现生产计划下达及生产现状的WWW服务的功能;
2.2.1.5.系统建设方案
根据烟叶发酵库温、湿度控制的要求,烟叶发酵库温、湿度控制及监测拟采用新一代无线数字式环境温、湿度监测,可实现在烟叶发酵库内的多点温、湿度24小时实时自动监控。具体方案如下:
根据烟叶发酵库内部结构及布局特点,在发酵库内设置3~4个WOW温、湿度监测点,这些监测点将根据实际情况,进行设置点优化选择。监测点优化设定的原则是:
1) 监测点应优先设置在是发酵库中远离通风机和空调机送风口位置或通风
效果不好的位置;
2) 监测点在发酵库内分布尽可能均匀,确保对整个发酵库温、湿度的有效
监控;
3) 监测点应根据发酵库中温、湿度的实际情况进行合理布置。如在发酵库
靠近天花板位置和天花板上温度一般较库内其它位置较高,应考虑布置
一定数量的监测点。在靠近地面的墙面上湿度较大,也应有一定的监测
点;
4) 监测点位置以不影响发酵库中烟包码放和运输为原则。
每个监测点的温、湿度信息通过物联网网关接收,这些信息由骨干网络与中央控制计算机连接,由中央控制计算机对所有监测数据进行判读和分析,并形成各个监测点的温、湿度监测历史趋势图。如果发现某个或某几个温、湿度监测点的温、湿度出现异常,中央控制计算机将显示发生异常监测点的位置并进行报警,同时提示管理员是否进行联动功能,打开就近的通风机或空调机进行工作。进行联动的原则是:
1) 确保温、湿度异常在最短时间内得到控制;
2) 选择控制距离发生温、湿度异常最近的通风机或空调机工作。
在发酵库固定监测点进行温、湿度监测的同时,对于某些需重点进行监测的监测点还可以进行重点监测。一般可考虑多配置1~2个温、湿度检测器。关于发酵库内通风机和空调机控制,如果发酵库中通风机和空调机的自动控制系统已经建立,那么仅需将中央控制计算机的控制信号传给该系统即可。如果发酵库中通风机和空调机的自动控制系统未建立,可采用控制器实现中央控制计算机对通风机和空调机的自动控制。该部分控制如何实现视发酵库的具体情况而定,本文将不作详细论述。
2.2.1.6.系统组成
发酵库温湿度控制系统由:中央控制计算机、无线数据网、无线检测器(温、湿度传感器)等部分组成。
2.2.1.7.建设周期
1) 可行性报告编写并通过评审:1个月
2) 元器件及系统硬件购买和调试:3个月
3) 软件设计、安装、调试:1个月
4) 现场安装、系统调试:2个月
5) 其中软件设计及元器件购买可并行,总的建设周期为6个月。
2.2.1.8.效益分析
对采用该温、湿度自动控制系统的效益分析如下:
1) 发酵库温、湿度自动化控制系统将实现发酵库温、湿度监控的自动化,
这对提高发酵库温、湿度监控的可靠性,实现发酵库管理的科学化具有
重大意义。特别是对于卷烟厂而言,质量控制是其生命线,温、湿度自
动控制系统将是确保发酵质量的重要保证。