基于无线传输技术的仓储温湿度测控与信息化系统

陈瑛　冯德海

【摘 要】文章对仓储温湿度测控技术进行了研究，并采用自动检测及控制技术实现温湿度工艺精准测控，运用无线传输技术实现数据传输，进一步测试了系统改造前后温湿度采集精度、产品醇化质量等性能指标参数，比较人工劳动成本。结果表明：基于无线传输技术的仓储温湿度测控系统，通过合理布局温湿度传感器，采用巡检仪实时采集数据，通过PLC实时处理数据后依靠无线交换机实现数据传输，将仓库温湿度数据及时、准确地传送到中控室，实时显示在中控室电脑屏幕上，并能生成数据报表，保证监控人员能够全面地了解仓库的情况。仓储中通过实现实时温湿度数据采集、监控与信息化管理，在作业过程实现自动控制改造，可以减轻人工劳动强度，提升产品醇化水平和质量，最大限度地满足工艺要求，保证产品高品质。

【关键词】仓储；无线传输；测控；信息化

【中图分类号】TP311.52 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2018）04-0079-04

企业中的仓储环境对产品品质影响很大，气候变化是影响仓储环境的直接原因，所以需要有效地控制仓库中的温湿度在产品存储要求范围内。在实际仓储过程中，仓储人工监管存在许多难以避免的失误，难以保证温湿度测量数据的及时性和准确性。

本文根据产品存储和醇化的工艺要求[6]，研发了产品存储过程的恒温恒湿工序的自动控制方法，采用计算机、触摸屏、PLC系统对除湿机、空调机等设备实现自动化改造，采用无线传输技术实现数据实时传输，实现产品存储过程温湿度的实时数据采集、监控与信息化管理，测量数据能定时在中控室系统生成数据报表，保证监控人员能够全面地了解仓库的情况。仓储温湿度测控与信息化系统数据为产品的醇化过程准备了第一手环境资料，为研究醇化规律和醇化预测模型提供了大量信息，为提高产品醇化质量提供合理的生产建议。

1 产品仓储温湿度测控系统结构及运行方法

仓储温湿度测控与信息化系统，将温湿度传感器合理布局，巡检仪设备与PLC设备及无线传输设备构建数据采集、数据处理与数据传输系统，实时测量仓库各处的温湿度并通过无线交换机将数据及时传送给中控室，测量数据能实时显示在监控室的电脑屏幕上，保证监控人员能够全面地了解仓库的情况。系统预先设定温湿度标准值，当采集到的温湿度数值超过预定设置时，系统及时发出报警信息，定位库房具体位置，并自动控制库房除湿机进行通风除湿等生产操作，可以有效预防因温度、湿度变化引起的产品变质等各种事件发生。产品仓储温湿度测控结构如图1所示。

作业方法：产品温度传感器、环境温湿度传感器数据采集→采集完成→本地PLC传输到本地触摸屏实时显示→无线传输到中控室实时显示→温湿度超过设定上限→启动除湿机，温湿度达到设定值→关除湿机。

2 基于无线传输技术的产品仓储温湿度测控系统硬件结构

系统结构如图2所示，包括PLC控制器、开关量和模拟量的输入输出、人机界面、无线交换机和计算机系统。

3 产品仓储温湿度测控关键技术研发

通过对温湿度检测巡检仪系统、除湿机自动控制系统、PROFINET以太网构建系统、无线传输控制系统、中控室上位机监控系统、后台质量数据管理系统的设计及研发，实现库区产品温湿度和库区环境温湿度的精准控制，最大限度地满足工艺需求。

3.1 温湿度检测巡检仪系统

根据产品发酵库内部结构及布局特点，在发酵库内设置4个产品温度和2个环境温湿度监测点。温湿度巡检仪站主要负责采集温湿度巡检仪的数据及该库区所有除湿机的本地启停等操作，然后传送给中控室PLC主机。

3.2 PROFINET以太网构建和无线传输控制系统

PROFINET以太网构建和无线传输控制系统是整个系统的主体框架部分（如图3所示）。

该系统采用升级后的PROFINET以太网，即中控室上位机、中控室主机、巡检仪站、除湿机站、除湿机触摸屏等设备全部升级成以太网。在中控室设置1个无线收发器，每个库区再单独设置1个无线收发器，库区内PLC站与仓库楼顶的无线交换机建立以太网通信，将温湿度参数和除湿机状态等参数以数据包的方式传输给无线收发器。中控室PLC站与中控室楼顶的无线交换机建立以太网通信，将温湿度参数和除湿机状态等参数以数据包的方式传输给无线收发器。库区无线收发器与中控室楼顶无线收发器进行数据包相互实时传输，无线收發器将无线信号转为有线信号后接入光纤交换机，光纤交换机通过光纤收发器连接到巡检仪站PLC、除湿机站PLC、除湿机站触摸屏，实现了中控室和库区之间的无线通信。所有设备都有一个单独的IP地址，容易实现系统的集成、监控及后期维护。

3.3 中控室上位机监控系统

中控室上位机使用西门子WinCC组态软件进行开发，提供了一个中控室平台。中控室交换机连接中控室无线收发器，把温湿度数据由中控室“西门子”1500PLC进行集中收集，再将数据传输到中控室电脑上。上位机软件将分散于多个库区的温度、湿度数据和除湿机状态进行集中显示，方便工作人员随时了解现场实际环境，做到及时调整除湿机运行，确保各个仓库的环境温湿度保持在一个合适的范围（如图4所示）。

3.4 后台数据管理系统

上位机系统利用计算机客户机与服务器，在后台建立Microsoft SQL Server大型关系型数据库，将系统采集的温湿度数据及时记录，设计工艺专家系统及数据日报表、周报表和月报表。用户可以根据需求选择输出报表，打印温湿度变化的记录数据和曲线。后台数据管理系统为用户提供实时趋势曲线和历史趋势图，将库区的温湿度数据变化用曲线显示在屏幕上，供生产管理使用。库区报表查询如图5所示。

4 系统控制程序

PLC程序按照实际工作要求，实时读取巡检仪数据，按照系统控制要求进行编程，保证仓库温湿度保持在合理范围。工作过程中，用户在上位机软件中设定好仓储温湿度参数，正常启动系统，即可进行仓储温湿度自动控制，库区温湿度保持在设定值的范围。PLC部分控制程序如图6所示。

5 结语

企业以仓库储存产品作为原料基础，产品仓储、管理工作质量决定了企业的产品质量和成本，直接影响企业的经济效益。本文通过基于无线传输技术的产品仓储温湿度测控与信息化系统的投入使用，结果表明：基于当前产品仓储方面的传感器技术、PLC应用技术、无线传输技术和数据库技术的应用，建立温湿度网络智能化监测系统，为用户提供准确的实时温湿度数据，在产品的储存与产品工艺方面提供有利的数据支持，以便企业可以提高产品工艺品质，降低企业生产成本，提高企业经济效益。

参 考 文 献

[1]马琦.基于无线传感器网络的温室温湿度监测系统研究[D].太原：中北大学，2009.

[2]王静.通用库房温湿度测控系统[D].青岛：中国海洋大学，2009.

[3]申利华.基于物联网的远程温湿度测控[J].科技情报开发与经济，2011，21（16）：213-214.

[4]王西亚.基于物联网的仓储系统的设计与实现[D].郑州：郑州大学，2017.

[5]张涛，王成林.无线传感器网络技术在物流仓储系统中的应用[J].制造业自动化，2016，38（1）：148-152.

[6]王建.温室多点温湿度监控系统设计[J].数码世界，2017（3）：95-96.

[7]李春林.无线传感器网络温湿度采集系统[D].西安：西安电子科技大学，2014.

[8]许兰兰，崔彦良.仓储模拟量自动控制系统[J].数据采集与处理，2012，27（S2）：407-410.

[9]罗晓慧，赵仁斌.一种分布式粮仓温度湿度检测系统[J].郑州工程学院学报，1996（3）：80-84.

[责任编辑：钟声贤]