LST1203粮情测控系统剖析.docx

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LST1203粮情测控系统剖析

LS/T1203-2002粮情测控系统

前言

本标准是在国家粮食储备局1996年发布的《粮情电子检测、分析、控制系统技术规程》及中央直属储备粮库建设联合办公室、国家计委粮食调控办公室、国家粮食储备局仓储司1999年联合发布的《中央直属储备粮库粮情测控系统技术质量要求》基础上制定的。

本标准从实施之日起，代替《粮情电子检测、分析、控制系统技术规程》和《中央直属储备粮库粮情测控系统技术质量要求》。

本标准的附录A和附录B为规范性附录，附录C为资料性附录。

本标准由国家粮食局提出并归口。

本标准负责起草单位:

国家粮食局粮食行政管理司；参加起草单位:

国家粮食局科学研究院、中国粮油学会、国家粮食局成都粮食储藏科学研究所、赤峰粮油应用技术研究所、郑州工程学院、南京经济学院、辽宁省粮食科学研究所。

本标准主要起草人:

赫振方、杨浩然、曹广智、李东方、甄彤、周林泉、赵国利、石林。

1范围

本标准规定了粮情测控系统的型号编制、技术要求、传感器布置原则、安装、试验方法、检验规则、标志、包装、运输及贮存。

本标准适用于各类原粮、油料、半成品粮及成品粮在储藏过程中使用的粮情测控系统。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB191包装储运图示标志（eqvISO780）

GB/T2829周期检查计数抽样程序及抽样表（适用于生产过程稳定性的检查）

GB/T2951.1电缆绝缘和护套材料通用试验方法第1部分：

通用试验方法第1节：

厚度和外形尺寸测量—机械性能试验（idtIEC811-1-1）

GB/T2951.4电缆绝缘和护套材料通用试验方法第1部分：

通用试验方法第4节:

低温试验（idtIEC811-1-4）

GB/T2951.6电缆绝缘和护套材料通用试验方法第3部分：

聚氯乙烯混合料专用试验方法第1节：

高温压力试验-抗开裂试验（idtIEC811-3-1）

GB/T3048.4电线电缆电性能试验方法导体直流电阻试验（neqIEC885-2）

GB/T3048.6电线电缆电性能试验方法绝缘电阻试验电压一电流计法（neqIEC885-2）

GB4208-1993外壳防护等级（IP代码）（eqvIEC529：

1989）

GB4793.1测量、控制和试验室用电气设备的安全要求第1部分:

通用要求（idtIEC1010-1）

GB/T5497-1985粮食、油料检验水分测定法

GB/T6587.2-1986电子测量仪器温度试验

GB/T6587.3-1986电子测量仪器湿度试验

GB/T6587.6-1986电子测量仪器运输试验

GB6995.1电线电缆识别标志第1部分:

一般规定（neqIEC304）

GB6995.2电线电缆识别标志第2部分:

标准颜色（neqIEC304）

GB6995.3电线电缆识别标志第3部分:

电线电缆认别标志（neqIEC227）

GB/T8918钢丝绳

GB8983航空呼吸用氧（eqvISO2046）

GB/T8984气体中一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物的测定

GB/T11327.1聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套低频通信电缆电线第1部分:

一般试验和测量方法（neqIEC60189-1）

GB/T11463电子测量仪器可靠性试验

GB/T16037车间空气中磷化氢的钥酸钱分光光度测定方法

GB17440粮食加工、储运系统粉尘防爆安全规程

GB/T17626.2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验（idtIEC61000-4-2）

GB/T17626.3电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验（idtIEC61000-4-3）

GB/T17626.4电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验（idtIEC61000-4-4）

GB/T17626.5电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验（idtIEC61000-4-5）

GB50168电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范

GB50169电气装置安装工程接地装置施工及验收规范

LS/T1202储粮机械通风技术规程

中华人民共和国商业部（87）商储（粮）字第7号《粮油储藏技术规范（试行）》

国家粮食局国粮管〔2001〕192号《粮食信息分类与编码数据交换的数据结构技术规范（试行）》

3术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1粮情conditionofstored-grain

粮食在储藏过程中的状态以及影响其变化的各种因素。

3.2粮情测控系统measurementandcontrolsystemforconditionofstored-grain

利用现代计算机和电子技术对粮情进行检测、数据存储与分析，对储粮技术设施进行适时控制的系统。

3.3测控装置measurementandcontroldevice

执行计算机的指令，采集粮情数据，发出控制信号的装置。

按其安装区域的不同划分为控制室内测控装置、仓外测控装置和仓内测控装置三部分。

3.4测温电缆thermometriccable

检测粮食温度的专用电缆，为仓内测控装置的一部分。

一般由温度传感器、导线、抗拉钢丝及护套组成。

3.5粮温传感器grainmasstemperaturesensor

置于测温电缆内，用以检测粮堆温度的传感器。

3.6仓温和仓湿传感器tanktemperatureandhumiditysensor

安装于仓内，用以检测粮面以上仓内空间温度、湿度的传感器。

3.7气温和气湿传感器ambienttemperatureandhumiditysensor

安装于库区内，用以检测库区空间大气温度、湿度的传感器。

3.8水分传感器grainmoisturecontentsensor

安装于仓内，用以检测粮食水分的传感器。

3.9仓虫传感器insectcountsensor

安装于仓内，用以检测粮食害虫数量的传感器。

3.10磷化氢传感器phosphinesensor

安装于仓内，用以检侧储粮单元内磷化氢气体浓度的传感器。

3.11氧气传感器oxygensensor

安装于仓内，用以检测储粮单元内氧气浓度的传感器。

3.12二氧化碳传感器carbondioxidesensor

安装于仓内，用以检测储粮单元内二氧化碳气体浓度的传感器。

4型号编制

4.1编制原则

按产品特征、粮温传感器类型、功能数量、通信方式、厂家代码及产品序号等进行编制。

4.2编制方法

4.2.1示例

4.2.2系统特征码

LCK——粮情测控系统。

4.2.3粮温传感器类型

“1”一热敏电阻传感器。

“2”—半导体（PN结）温度传感器。

“3”—数字温度传感器。

“9”—其他温度传感器。

4.2.4功能数

“n”—系统具备的各种功能的总量。

4.2.5通信方式

“1”—串行通信。

“2”—工业现场总线。

“9”—其他通信。

4.2.6厂家代码

用汉语拼音表示，由产品生产厂家定义。

4.2.7产品序号

用阿拉伯数字表示，由产品生产厂家定义。

5技术要求

5.1系统功能要求

5.1.1粮情检测

5.1.1.1具备检测温度、湿度、水分、仓虫、磷化氢、氧气、二氧化碳和被控设备状态的功能。

5.1.1.2具备定时巡测、适时检测等功能。

5.1.2智能分析

5.1.2.1具备根据粮情变化规律建立相应数学模型的功能。

5.1.2.2具备自动分析、判断粮食储藏状态，找出粮情异常部位和异常值的功能。

5.1.2.3具备预测粮情变化趋势的功能。

5.1.3数据存储与检索

具备粮情数据存储、历史数据查询和网络共享功能。

5.1.4数据显示

具备粮情数据表格与图形等方式的显示功能。

5.1.5数据打印

具备粮情数据表格与图形等方式的打印功能。

5.1.6报警

5.1.6.1具备人工设定温度、湿度、水分、仓虫等超限报警功能。

5.1.6.2具备根据《粮油储藏技术规范（试行）》及LS/T1202等储粮技术要求进行智能分析的自动报警功能。

5.1.7自动控制

具备根据《粮油储藏技术规范（试行）》及LS/T1202等储粮技术要求和相应的智能分析结果，对储粮技术设施进行适时控制的功能。

5.1.8故阵诊断

具备故障自行诊断的功能。

5.1.9网络功能

具备与用户局域网络和国家有关粮食管理网络联网运行的功能。

5.1.10扩充功能

具备料位、密度、储量、视频、音频等检测、分析和控制的扩充功能。

5.2硬件技术要求

5.2.1计算机

根据系统和用户需求配备符合国家相关标准的工业控制计算机或商用计算机。

5.2.2元器件要求

采用工业级、低功耗并符合国家相关标准的定型产品。

5.2.3测温电缆要求

5.2.3.1采用符合国家标准的绝缘和护套材料。

用于成品粮的电缆护套宜采用聚乙烯或聚丙烯材料。

5.2.3.2绝缘和护套应完整连续，无缺陷，表面平整光滑，厚度均匀。

5.2.3.3线芯颜色标志符合GB6995.1～6995.3的要求。

5.2.3.4传感器件焊接牢固.悬挂部件坚固耐用。

5.2.3.5电缆两端和引线连接处应做密封处理。

5.2.3.6电缆应加钢丝以增加其整体的抗拉强度。

5.2.3.7机械性能、电性能稳定，耐老化、耐低温，使用寿命长。

5.2.4通僧电缆和电源电缆要求

采用符合国家相关标准的定型产品。

5.2.5抗干扰要求

具备防静电、防电磁场、防雷击、防冲击振动性能。

5.2.6防护要求

具备防潮、防水、防尘能力，仓内测控装置具备抗磷化氢熏蒸腐蚀性能。

5.2.7安全要求

测控装置的标识、电源、熔断器、漏电流、保护接地电阻、绝缘电阻和抗电强度、电源线固定应符合GB4793.1相关条款的规定。

5.2.8防爆要求

安装于浅圆仓、立筒仓粉尘区内的测控装置，应满足GB17440的要求。

5.2.9工艺要求

整体结构简洁，安装、使用、维护方便，外观整洁美观。

5.3软件技术要求

5.3.1软件平台

5.3.1.1采用流行的计算机操作系统。

5.3.1.2采用关系型数据库系统。

5.3.2应用软件

5.3.2.1采用流行的程序设计语言。

5.3.2.2采用模块化编程方式，便于升级和嵌入扩充功能。

5.3.2.3采用开放式粮情数据显示、打印模块，便于用户二次开发和应用。

5.3.2.4根据《粮食信息分类与编码数据交换的数据结构技术规范（试行）》的规定，采用统一的标准数据结构，以便共享数据。

5.3.2.5具备单机运行和网络运行版本，支持ODBC和TCP/IP协议。

5.4技术指标

5.4.1系统容量

5.4.1.1粮温检测点数量≥10000点。

5.4.1.2湿度检测点数量≥500点。

5.4.1.3水分检测点数量≥2000点。

5.4.1.4仓虫检测点数量≥2000点。

5.4.1.5磷化氢浓度检测点数量≥500点。

5.4.1.6氧气浓度检测点数量≥500点。

5.4.1.7二氧化碳浓度检测点数量≥500点。

5.4.1.8可控设备数量≥500台。

5.4.1.9受控设备状态检测点数量≥500点。

5.4.2系统检测范围

5.4.2.1温度:

-40℃～+60℃。

5.4.2.2湿度:

10%RH～99%RH。

5.4.2.3水分:

5%～30%。

5.4.2.4仓虫:

0～500头。

5.4.2.5磷化氢:

0～2500ml/m3。

5.4.2.6氧气:

0～25%。

5.4.2.7二氧化碳:

0～100%。

5.4.3系统检测分辨率

5.4.3.1温度≤0.1℃。

5.4.3.2湿度≤0.1%RH。

5.4.3.3水分≤0.1%。

5.4.3.4仓虫:

1头。

5.4.3.5磷化氢≤1mL/m3。

5.4.3.6氧气≤0.1%。

5.4.3.7二氧化碳≤0.1%。

5.4.4系统检侧误差

5.4.4.1温度≤±1℃（-35℃～50℃）。

5.4.4.2湿度≤±3%RH。

5.4.4.3水分≤±0.8%（7%～16%）。

5.4.4.4仓虫≤10%。

5.4.4.5磷化氢≤±5%。

5.4.4.6氧气≤±0.5%。

5.4.4.7二氧化碳≤±0.5%。

5.4.5系统检测复性

5.4.5.1温度≤0.2℃（-35℃～50℃）。

5.4.5.2湿度≤1%RH。

5.4.5.3水分≤0.3%（7%～16%）。

5.4.5.4仓虫≤5%。

5.4.5.5磷化氢≤2mL/m3。

5.4.5.6氧气≤0.2%。

5.4.5.7二氧化碳≤0.25%。

5.4.6测温电缆

5.4.6.1绝缘层厚度≥0.2mm。

5.4.6.2护套层厚度≥1.0mm。

5.4.6.3导体的断裂伸长率≥15%。

5.4.6.4绝缘的抗张强度（中间值）

老化前≥12.5MPa；老化后∣TS∣≤20%。

5.4.6.5绝缘的断裂伸长率（中间值）

老化前≥125%（单色），老化前≥100%（挤出双色）；老化后∣EB∣≤20%。

5.4.6.6护套的抗张强度（中间值）

老化前≥12.5MPa；老化后∣TS∣≤20%。

5.4.6.7护套的断裂伸长率（中间值）

老化前≥125%；老化后∣EB∣≤20%。

5.4.6.8热冲击性能

绝缘和护套不开裂。

5.4.6.9冷弯曲性能

绝缘和护套不开裂。

5.4.6.10温度20℃时，导体直流电阻值应不大于65.9⌒/km。

5.4.6.11绝缘的介电强度:

1000Va.c.或1500va.c.，1min，不击穿。

5.4.6.12温度20℃时，绝缘电阻值≥200M⌒/km。

5.4.6.13平房仓电缆拉力≥2.0kN（装粮高度6m以下）；当装粮高度超过6m时，应根据装粮的高度相应地增加电缆的抗拉强度。

5.4.6.14筒仓、浅圆仓电缆拉力≥T（kN），电缆拉力T的确定参见附录B和附录C。

5.4.6.15其他仓型的电缆拉力参照5.4.6.13和5.4.6.14的相关要求。

5.4.7测控装置安全

5.4.7.1漏电流:

不应超过0.7mA交流峰值或2mA直流值。

5.4.7.2保护接地电阻≤0.1⌒。

5.4.7.3绝缘电阻≥4M⌒。

5.4.7.4抗电强度:

1400V（I类）；2300V（Ⅱ类）。

5.4.7.5测控装置的标识应符合GB4793.1相关条款的规定。

5.4.8运行环境（计算机设备除外）

5.4.8.1电源电压:

交流220V（-20%～+15%）。

5.4.8.2电源频率:

50HZ士10%。

5.4.8.3环境温度:

-40℃～+85℃。

5.4.8.4环境湿度:

5%RH～99%RH（包括凝露）。

5.4.8.5磷化氢气体浓度≤2500ml/m3（仓内测控装置）。

5.4.9检测速度

从发出检测指令到显示结果输出的速度≥50点/s。

5.4.10控制响应时间

从执行控制指令到被控设施响应的时间≤10s。

5.4.11通信距离

控制室内到各仓外测控装置通信距离之和≥3km。

5.4.12无故障工作时间

平均无故障工作时间≥10000h。

6传感器布置原则

6.1粮温传感器

6.1.1平房仓

水平方向行列间距不大于5m，垂直方向间距不大于3m，距粮面、仓底、仓壁0.3m～0.5m。

6.1.2浅圆仓、立筒仓

测温电缆按环形布置，水平方向相邻电缆间距不大于5m,垂直方向间距不大于3m，距粮面、仓底、筒壁0.3m～0.5m。

6.1.3其他仓型

参照以上原则执行。

6.2仓温、仓湿传感器

6.2.1平房仓

每个廒间内设温度、湿度传感器各一只，布置于粮面（设计装粮面）上空间的中心位置。

6.2.2立筒仓

每个独立的单仓和星仓内分别设温度、湿度传感器各一只，布置于粮面（设计装粮面）上空间的中心位置。

6.2.3浅圆仓

每个独的单仓内设温度、湿度传感器各一只，布置于粮面（设计装粮面）上空间的中心位置。

6.2.4其他仓型

参照以上原则执行。

6.3气温、气湿传感器

在库区内空旷地带设置“百叶箱”，内置温度、湿度传感器各一只，布置于距地面1.5m处。

6.4水分传感器

6.4.1平房仓

在水分容易变化的地方设检测点。

检测点分上下两层均匀布置于每个庶间的四角和中央部位，距粮面、仓底、仓壁0.3m～0.5m。

靠近门、窗和通风道的部位应增设检测点。

6.4.2立筒仓

检测点分上、中、下三层，按东、南、西、北、中五个方位均匀布置于每个独立的单仓和星仓内，距粮面、仓底、筒壁0.3m～0.5m。

靠近检查孔、进粮口、出粮口和通风道的部位应增设检测点。

6.4.3浅圆仓

检测点分上、中、下三层，按东、南、西、北、中五个方位均匀布置于每个独立的单仓内，距粮面、仓底、筒壁0.3m～0.5m。

靠近检查孔、自然通风孔、进粮口、门、出粮口和通风道的部位应增设检测点。

6.4.4其他仓型

参照以上原则执行。

6.5仓虫传感器

6.5.1平房仓

在每个廒间的四角，距粮面1m深以内各设置一个检测点。

另外应根据仓虫生活习性在仓虫容易滋生的地方适当布置检测点。

6.5.2立筒仓

每个独立单仓和星仓的东、南、西、北四个方位靠筒壁，距粮面1m深以内各设置一个检测点。

另外应根据仓虫生活习性在仓虫容易滋生的地方适当布置检测点。

6.5.3浅圆仓

在每个独立单仓的东、南、西、北四个方位靠筒壁，距粮面1m深以内各设置一个检测点。

另外应根据仓虫生活习性在仓虫容易滋生的地方适当布置检测点。

6.5.4其他仓型

参照以上原则执行。

6.6气体浓度传感器

6.6.1磷化氮传感器

6.6.1.1平房仓

每个廒间内设传感器五只，在四角及中央位置距粮面0.3m～0.5m深处均匀布置。

6.6.1.2立筒仓

每个独立的单仓和星仓内各设传感器五只，在东、南、西、北及中央位置距粮面0.3m～0.5m深处均匀布置。

6.6.1.3浅圆仓

每个独立的单仓内设传感器五只，在东、南、西、北及中央位置距粮面0.3m～0.5m深处均匀布置。

6.6.1.4其他仓型

参照以上原则执行。

6.6.2氧气传感器

6.6.2.1平房仓

每个廒间内设传感器五只，在四角及中央位置距粮面0.3m～0.5m深处均匀布置。

6.6.2.2立筒仓

每个独立的单仓和星仓内各设传感器五只，在东、南、西、北及中央位置距粮面0.3m～0.5m深处均匀布置。

6.6.2.3浅圆仓

每个独立的单仓内设传感器五只，在东、南、西、北及中央位置距粮面0.3m～0.5m深处均匀布置。

6.6.2.4其他仓型

参照以上原则执行。

6.6.3二氧化碳传感器

6.6.3.1平房仓

每个廒间内设传感器五只，在四角及中央位置距粮面0.3m～0.5m深处均匀布置。

6.6.3.2立筒仓

每个独立的单仓和星仓内各设传感器五只，在东、南、西、北及中央位置距粮面0.3m～0.5m深处均匀布置。

6.6.3.3浅圆仓

每个独立的单仓内设传感器五只，在东、南、西、北及中央位置距粮面0.3m～0.5m深处均匀布置。

6.6.3.4其他仓型

参照以上原则执行。

7安装

应符合GB50168、GB50169等国家有关电气装置和电缆的安装与敷设技术规范的要求。

7.1测控装置的安装

7.1.1平房仓

仓内测控装置的安装，宜采用建筑预留孔洞，仓内暗装方式。

其间距应与测温电缆列的间距相对应，当遇到窗、柱和门时，预留孔洞距窗、柱和门的间距一般不小于0.2m。

仓外测控装置的安装，应置于防护箱内，防护箱的防护等级不低于GB4208-1993规定的IP55等级要求，防护箱的安装位置应避让仓外设施，并留有不小于1m的操作空间。

7.1.2浅圆仓、立筒仓

测温电缆宜采用建筑预留孔洞，仓顶安装方式。

仓顶的孔洞应做好防雨和密封处理，测温电缆下端应设固定装置，以保证在装粮时电缆不漂移，出粮时易解脱。

若仓顶不宜预留孔洞时，也可采用仓内吊装方式，并由建筑预留测温电缆吊挂装置。

仓顶及测温电缆吊挂装置的荷载应考虑测温电缆在装卸粮时对其产生的拉力，参见附录B。

仓外测控装置应置于防护箱内，防护箱的防护等级应不低于GB4208-1993规定的IP55等级要求，防护箱的安装位置应避让仓外设施，并留有不小于1m的操作空间。

7.1.3其他仓型

参照以上原则执行。

7.2接地

测控装置应良好接地，其接地电阻不大于4n。

8试验方法

8.1环境试验

8.1.1温度试验

8.1.1.1控制室内测控装置应按照GB/T6587.2-1986规定的对Ⅱ组仪器的要求进行温度试验。

8.1.1.2仓外和仓内测控装置应按照GB/T6587.2-1986规定的对Ⅲ组仪器的要求进行温度试验

8.1.2湿度试验

8.1.2.1控制室内测控装置应按照GB/T6587.3-1986规定的对Ⅱ组仪器的要求进行湿度试验。

8.1.2.2仓外和仓内测控装置应按照GB/T6587.3-1986规定的对Ⅲ组仪器的要求进行湿度试验。

8.1.3运输试验

8.1.3.1测试方法:

按照GB/T6587.6-1986要求进行振动和自由跌落试验。

8.1.3.2试验等级:

2级。

8.2电磁兼容试验

8.2.1浪涌（冲击）抗扰度试验

8.2.1.1测试方法:

按照GB/T17626.5要求对电源线和通信线进行试验。

8.2.1.2试验等级:

4级

8.2.1.3电压:

4kV。

8.2.1.4信号:

1.2/50（us）。

8.2.2静电放电抗扰度试验

8.2.2.1测试方法:

按照GB/T17626.2要求进行。

8.2.2.2试验等级:

3级。

8.2.2.3电压:

接触放电6kV；空气放电8kV。

8.2.3电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

8.2.3.1测试方法:

按照GB/T17626.4要求进行。

对交流电源端直接用脉冲信号发生器试验；对信号电缆，利用电容耦合钳进行试验。

8.2.3.2试验等级:

3级。

8.2.3.3电压与频率:

电源端口2kV、5kHz；信号端口1kV、5kHz。

8.2.4射频电磁场辐射抗扰度试验

8.2.4.1测试方法:

按照GB/T17626.3要求进行。

8.2.4.2频率范围:

80MHz～1000MHz。

8.2.4.3试验等级:

2级。

8.2.4.4试验场强:

3V/m。

8.3安全试验

按照GB4793.1相关条款的要求，对测控装置的标识、电源、熔断