發布日期：2022-10-09 點擊率：65
說明：該方案也適用于其他需要對環境溫、濕度監控的領域，如：成品庫、醇化庫、發酵庫、儲絲房等，現僅以某煙葉發酵庫為例。
1 概述
無線通訊方式的溫濕度傳器（WOW）是美國PointSix公司新一代高精度數字式傳感器，與在線式溫濕度傳感器相比較，有如下優點：
1) 無線溫、濕度傳感器的安裝位置沒有任何限制且無須布線。（在無線電通訊距離范圍內）
2) 無線溫、濕度傳感器采用防水設計可以應用于非常潮濕的環境。
3) 無線溫、濕度傳感器的安裝和維護非常簡便。
4) 減少了電纜使用量，降低了系統成本、提高了系統的可靠性。
5) 如果發酵庫翻新，無線溫、濕度傳感器不存在連接電纜問題可以隨意拆卸，不存在重復投資問題。
6) 系統可以很方便的與空調機的自動控制系統連接。
為便于介紹，下面以某煙廠為例進行方案論述。該卷煙廠發酵庫采用人工發酵，由31間發酵室組成。每間發酵室可裝煙包400~600包，每一發酵周期為15天，每月要完成1萬~3萬包的發酵任務，保證該卷煙廠年生產計劃。
2 人工發酵的基本程序
1）升溫階段: 溫度由室溫升至45℃，相對濕度55%-60%，時間3天。
2）保溫階段: 溫度穩定在45℃，相對濕度60%-65%，時間9天。
3）降溫階段: 溫度逐漸降至室溫，時間3天。
3 用戶需求分析
發酵庫現有37名工作人員，采用四班三運轉方式，每兩個小時派人進發酵室內抄寫室內環境溫度、濕度、煙包包心溫度，全年365天從不間斷。由于發酵室內溫濕度通常保持在45℃和60%左右，房間內充滿了濕熱蒸汽和煙包散發出的刺鼻的煙味，工作環境惡劣，影響操作工身體健康。而且，采用人工定時記錄數據的方式，數據精度、數據的完整性無法保證；數據處理、生產管理仍停留在落后的手工制表的模式下，卷煙廠其他車間相比，發酵庫的生產狀態監測、生產管理水平確實落后了。
發酵庫曾采用蘋果機和單板機對溫、濕度進行計算機自動檢測。由于信號干擾和備件問題，系統運行了兩年后被廢棄。
4 系統設計指標
1) 可靠性高，可以常年不間斷運行。
2) 系統維護簡單、使用方便。
3) 自動化程度高，最好可以進行溫濕度的自動控制。
4) 每個發酵室外最好有現場溫、濕度顯示。
5 系統基本功能
1）自動監測全部傳感器的測定值，并實時顯示在計算機屏幕上.
2）曲線功能: 提供實時、歷史趨勢圖、對環境的溫度、濕度及包心溫度的變化用曲線顯示在屏幕上.
3）報表功能: 按用戶要求輸出報表，打印溫濕度變化的記錄數據和曲線.
4） 傳感器參數修改功能: 通過通訊網絡對網上的傳感器中的參數進行修改、設定(站址、量程、零點、溫度系數)
5） 調度及管理功能: 系統具有在現有硬件平臺上，為將來通過Internet網絡實現生產計劃下達及生產現狀的WWW服務的功能
6 系統方案
6.1數據采集方案
根據煙葉發酵庫溫、濕度控制的要求，煙葉發酵庫溫、濕度控制及監測擬采用新一代無線數字式環境溫、濕度監測儀WOW和新一代離線式溫、濕度記錄儀ILogger-THT。WOW與PointSix研發的HA8-WOW設備配合使用，可實現在煙葉發酵庫內的多點溫、濕度24小時實時自動監控。離線式溫、濕度記錄儀ILogger-THT可在煙葉發酵庫中對需重點進行溫、濕度控制的產品進行24小時溫、濕度實時監測和記錄。具體方案如下：
根據煙葉發酵庫內部結構及布局特點，在發酵庫內設置3～4個WOW溫、濕度監測點，這些監測點將根據實際情況，進行設置點優化選擇。監測點優化設定的原則是：
1) 監測點應優先設置在是發酵庫中遠離通風機和空調機送風口位置或通風效果不好的位置；
2) 監測點在發酵庫內分布盡可能均勻，確保對整個發酵庫溫、濕度的有效監控；
3) 監測點應根據發酵庫中溫、濕度的實際情況進行合理布置。如在發酵庫靠近天花板位置和天花板上溫度一般較庫內其它位置較高，應考慮布置一定數量的監測點。在靠近地面的墻面上濕度較大，也應有一定的監測點；
4) 監測點位置以不影響發酵庫中煙包碼放和運輸為原則。
每個WOW監測的溫、濕度信息通過HA8-WOW接收器接收，這些信息由HA8-WOW通過1-Wire?網絡與中央控制計算機連接，由中央控制計算機對所有監測數據進行判讀和分析，并形成各個監測點的溫、濕度監測歷史趨勢圖。如果發現某個或某幾個溫、濕度監測點的溫、濕度出現異常，中央控制計算機將對發生異常的監測點位置進行判斷，通過優化計算確定哪臺通風機或空調機工作異常。優化計算的原則是：
1) 確保溫、濕度異常在最短時間內得到控制；
2) 選擇控制距離發生溫、濕度異常最近的通風機或空調機工作。
在發酵庫固定監測點進行溫、濕度監測的同時，對于某些需重點進行監測的監測點還可以進行重點監測。具體措施是采用離線式溫、濕度記錄儀ILogger-THT。將離線式溫、濕度記錄儀ILogger-THT安裝在需要監測的位置，ILogger-THT將按照事先設定的時間間隔，定時進行溫、濕度測量并記錄在ILogger-THT自帶的Ibutton信息紐扣上，管理人員可定期將ILogger-THT記錄在Ibutton信息紐扣上的溫、濕度測量結果下載到中央控制計算機上。中央控制計算機將下載數據整理并形成分析報告和監測點的溫、濕度歷史趨勢圖。每個發酵庫，一般可考慮配置1～2個離線式溫、濕度記錄儀ILogger-THT。
關于發酵庫內通風機和空調機控制，如果發酵庫中通風機和空調機的自動控制系統已經建立，那么僅需將中央控制計算機的控制信號傳給該系統即可。如果發酵庫中通風機和空調機的自動控制系統未建立，可采用PLC控制器實現中央控制計算機對通風機和空調機的自動控制。該部分控制如何實現視發酵庫的具體情況而定，本文將不作詳細論述。
6.2系統組成
發酵庫溫濕度控制系統由：中央控制計算機、基于無線通訊方式的高精度數字式環境溫濕度傳感器—WOW、HA8-WOW主機適配器、無線通訊網絡、離線式溫濕度記錄儀ILogger-THT等五部分組成。
6.3性能參數
6.3.1 WOW無線溫度傳感器
WOW無線溫度傳感器是依靠電池驅動的數字式溫度傳感器，內置微處理器無線頻率為418 MHz.通過 FCC認證的無線傳輸器。
1）主要特點：
? 信息鈕DS18B20具有64位ID和數字式溫度傳感器
? 采用直接數字式傳感器技術
? 離HA8-WOW接收器最遠可達45米
? 傳輸率從10到255秒可設定
? 可同時有100個傳感器一同工作
? 電池可工作2到5年
? 體積小，ABS外殼（4×5×1厘米）
? 防水，適應于潮濕環境
? ID和溫度傳輸中帶CRC16校驗
? 內置環形天線
2）性能參數：
? 傳輸率 10-255秒可設定
? 安裝電池后存放時間 在靜止模式下可存放5年(使用備有電池可工作10年)
? 尺寸(輪廓) 4W X5 H X1 D (厘米)
? 質量 30克
? 存儲溫度 -30到85攝氏度
? 工作溫度 -30到85攝氏度(備用電池-30到85攝氏度)
? 傳輸狀態下電池(CR2032)壽命 在CR2032下2-5年并且傳輸周期為10～240秒
? 傳輸狀態下電池壽命(備用電池) 備用電池下可工作3-7年且傳輸周期為10～240秒
? 電池 CR2032 三伏鋰電池或3.6伏鋰電池
? FCC 鑒定 FCC ID: M5ZWOW
6.3.2 HA8-WOW
HA8-WOW是ASCII碼 RS232或RS485 至1-Wire網絡、內置無線頻率為418MHz接收器的主機適配器，HA8-WOW是RS232 或 RS485到1-Wire網絡的接口，該接口提供了一個為內置控制器和基于DOS應用的ASCII碼指令集，用來與iButton的1-Wire網絡設備和無線傳感器相匹配。
主要特點：
? 支持1-Wire網絡的ASCII碼指令
? 內置418MHz無線接收器
? 從無線傳感器上接收、解碼和校驗每個無線信息包
? 為有線產品自動提供靈巧的插拔接口
? 每個采用基于1-Wire的CAT-5網絡可連接至600米遠和100個設備
? 每個主機串口支持26個主機適配器
? 波特率從600至115K可選擇
? 適配器地址從1～26可選擇
? 具備RJ－11連接器和連接RS232/RS485接口電纜
? 3個相同的RF11提供了簡單的網絡接口
? 提供了搜索、條件搜索和全程搜索指令
? 支持Touch Memory文件格式
? 自動對TMEX生成和CRC16校驗
? 模塊模式指令支持所有1-Wire網絡功能
? ?超過27 kV的ESD保護（IEC801-參考模式。）
6.3.3離線式溫、濕度記錄儀ILogger-THT
離線式溫濕度記錄儀ILogger-THT包括：ILogger-THT測試儀、時間校準信息鈕DS1994、溫濕度記錄信息鈕DS1996。
ILogger-THT測試儀的主要功能及特點是：
? 可進行相對濕度和溫度測量
? 相對濕度和溫度可采用NIST校準
? 每個ILogger-THT具有唯一的64位電子序列號，每條溫、濕度記錄帶有時間和日期標記，便于計算機管理和數據分類紀錄
? 內置可更換的鋰電池，可以持續使用2年
? 采用LED操作指示器，方便使用及操作
? 可采用墻壁安裝或表面安裝，便于安裝
ILogger-THT的主要性能參數如下：
6.3.4監控計算機
? 主機選用標準的 “奔騰”工業控制計算機
? PENTIUM III 500
? 128M RAM；20G 硬盤
? 20 ’CRT；
? 打印機 、
? 多媒體套件；通訊接口
6.3.5軟件配置
? 中文WINDOWS NT 4.0 SP5
? INTOUCH 7.1工業組態軟件、DDE通訊協議
? MICROSOFT EXCEL 電子表格軟件
6.3. 6環境參數
? 溫度：+10℃～+30℃
? 濕度：< 85 % （25℃）
? 交流電壓： 380V AC
? 地線：信號地接地電阻< 4 歐姆
6.3.7上位機軟件性能
選用國際上市場占有率占第一位的第三代面向對象的工業組態軟件－WONDERWARE公司的INTOUCH工業組態軟件。我們在實際使用中認為該軟件有如下優點：
? 中文WINDOWS平臺，徹底解決了漢化問題。
? 符合計算機系統的發展趨勢。
? 軟件開發直觀、易懂，便于用戶二次開發和系統集成。
? 采用標準數據格式，與MICROSOFT公司的EXCEL電子表格軟件共享數據，用戶可以方便地開發自己的管理軟件。
7 建設周期
1) 可行性報告編寫并通過評審：1個月
2) 元器件及系統硬件購買和調試：3個月
3) 軟件設計、安裝、調試：1個月
4) 現場安裝、系統調試：2個月
5) 其中軟件設計及元器件購買可并行，總的建設周期為6個月。
8 方案可行性及效益分析
發酵庫溫、濕度自動控制系統方案是在目前軍工產品成品庫技術方案基礎上進行改進的項目，對其可行性分析如下：
1) 溫、濕度控制系統采用美國PointSix公司無線高精度溫、濕度監測儀WOW和離線式溫、濕度記錄儀ILogger-THT，監測儀具備測量精度高，測量精度穩定性好，測量可靠性高，可進行24小時不間斷測量等特點，符合發酵庫溫、濕度控制要求。并且上述測量儀器目前已經成功用于糧庫、油庫等項目的溫、濕度控制，是成熟技術；
2) 采用無線通訊方式的高精度數字式環境溫、濕度傳感器，能取得更加顯著的經濟效益。
對采用該溫、濕度自動控制系統的效益分析如下：
1) 發酵庫溫、濕度自動化控制系統將實現發酵庫溫、濕度監控的自動化，這對提高發酵庫溫、濕度監控的可靠性，實現發酵庫管理的科學化具有重大意義。特別是對于卷煙廠而言，質量控制是其生命線，溫、濕度自動控制系統將是確保發酵質量的重要保證。
2) 發酵庫在花費較小的經費投入下，經過一定技術改進，實現溫、濕度監控的自動化，可將其管理水平提升到一個新臺階；
3) 該自動控制系統具有良好的可擴展性，在中央計算機建立后，今后可通過計算機網絡或電話線實現多個發酵庫的統一監控和管理，真正做到了“一次投資，長久收效”。
總之，該發酵庫溫、濕度自動控制系統的建成將會對發酵庫管理的現代化起到一定的推動作用，并具有良好的經濟效益。
無線溫濕度傳感器與普通溫濕度傳感器性能和價格比較：
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