無(wú)線(xiàn)通訊方式的溫濕度傳感器在煙草行業(yè)溫濕度測量中的應用

說(shuō)明：該方案也適用于其他需要對環(huán)境溫、濕度監控的領(lǐng)域，如：成品庫、醇化庫、發(fā)酵庫、儲絲房等，現僅以某煙葉發(fā)酵庫為例。

1 概述

無(wú)線(xiàn)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(xiàn)式溫濕度傳感器相比較，有如下優(yōu)點(diǎn)：

1) 無(wú)線(xiàn)溫、濕度傳感器的安裝位置沒(méi)有任何限制且無(wú)須布線(xiàn)。（在無(wú)線(xiàn)電通訊距離范圍內）
2) 無(wú)線(xiàn)溫、濕度傳感器采用防水設計可以應用于非常潮濕的環(huán)境。
3) 無(wú)線(xiàn)溫、濕度傳感器的安裝和維護非常簡(jiǎn)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(fā)酵庫翻新，無(wú)線(xiàn)溫、濕度傳感器不存在連接電纜問(wèn)題可以隨意拆卸，不存在重復投資問(wèn)題。
6) 系統可以很方便的與空調機的自動(dòng)控制系統連接。

為便于介紹，下面以某煙廠(chǎng)為例進(jìn)行方案論述。該卷煙廠(chǎng)發(fā)酵庫采用人工發(fā)酵，由31間發(fā)酵室組成。每間發(fā)酵室可裝煙包400~600包，每一發(fā)酵周期為15天，每月要完成1萬(wàn)~3萬(wàn)包的發(fā)酵任務(wù)，保證該卷煙廠(chǎng)年生產(chǎn)計劃。

2 人工發(fā)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(shí)間3天。
2）保溫階段: 溫度穩定在45℃，相對濕度60%-65%，時(shí)間9天。
3）降溫階段: 溫度逐漸降至室溫，時(shí)間3天。

3 用戶(hù)需求分析

發(fā)酵庫現有37名工作人員，采用四班三運轉方式，每?jì)蓚€(gè)小時(shí)派人進(jìn)發(fā)酵室內抄寫(xiě)室內環(huán)境溫度、濕度、煙包包心溫度，全年365天從不間斷。由于發(fā)酵室內溫濕度通常保持在45℃和60%左右，房間內充滿(mǎn)了濕熱蒸汽和煙包散發(fā)出的刺鼻的煙味，工作環(huán)境惡劣，影響操作工身體健康。而且，采用人工定時(shí)記錄數據的方式，數據精度、數據的完整性無(wú)法保證；數據處理、生產(chǎn)管理仍停留在落后的手工制表的模式下，卷煙廠(chǎng)其他車(chē)間相比，發(fā)酵庫的生產(chǎn)狀態(tài)監測、生產(chǎn)管理水平確實(shí)落后了。

發(fā)酵庫曾采用蘋(píng)果機和單板機對溫、濕度進(jìn)行計算機自動(dòng)檢測。由于信號干擾和備件問(wèn)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(jiǎn)單、使用方便。
3) 自動(dòng)化程度高，最好可以進(jìn)行溫濕度的自動(dòng)控制。
4) 每個(gè)發(fā)酵室外最好有現場(chǎng)溫、濕度顯示。

5 系統基本功能

1）自動(dòng)監測全部傳感器的測定值，并實(shí)時(shí)顯示在計算機屏幕上.
2）曲線(xiàn)功能: 提供實(shí)時(shí)、歷史趨勢圖、對環(huán)境的溫度、濕度及包心溫度的變化用曲線(xiàn)顯示在屏幕上.
3）報表功能: 按用戶(hù)要求輸出報表，打印溫濕度變化的記錄數據和曲線(xiàn).
4） 傳感器參數修改功能: 通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò )對網(wǎng)上的傳感器中的參數進(jìn)行修改、設定(站址、量程、零點(diǎn)、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(lái)通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò )實(shí)現生產(chǎn)計劃下達及生產(chǎn)現狀的WWW服務(wù)的功能

6 系統方案

6.1數據采集方案

根據煙葉發(fā)酵庫溫、濕度控制的要求，煙葉發(fā)酵庫溫、濕度控制及監測擬采用新一代無(wú)線(xiàn)數字式環(huán)境溫、濕度監測儀WOW和新一代離線(xiàn)式溫、濕度記錄儀ILogger-THT。WOW與PointSix研發(fā)的HA8-WOW設備配合使用，可實(shí)現在煙葉發(fā)酵庫內的多點(diǎn)溫、濕度24小時(shí)實(shí)時(shí)自動(dòng)監控。離線(xiàn)式溫、濕度記錄儀ILogger-THT可在煙葉發(fā)酵庫中對需重點(diǎn)進(jìn)行溫、濕度控制的產(chǎn)品進(jìn)行24小時(shí)溫、濕度實(shí)時(shí)監測和記錄。具體方案如下：

根據煙葉發(fā)酵庫內部結構及布局特點(diǎn)，在發(fā)酵庫內設置3～4個(gè)WOW溫、濕度監測點(diǎn)，這些監測點(diǎn)將根據實(shí)際情況，進(jìn)行設置點(diǎn)優(yōu)化選擇。監測點(diǎn)優(yōu)化設定的原則是：

1) 監測點(diǎn)應優(yōu)先設置在是發(fā)酵庫中遠離通風(fēng)機和空調機送風(fēng)口位置或通風(fēng)效果不好的位置；
2) 監測點(diǎn)在發(fā)酵庫內分布盡可能均勻，確保對整個(gè)發(fā)酵庫溫、濕度的有效監控；
3) 監測點(diǎn)應根據發(fā)酵庫中溫、濕度的實(shí)際情況進(jìn)行合理布置。如在發(fā)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(diǎn)。在靠近地面的墻面上濕度較大，也應有一定的監測點(diǎn)；
4) 監測點(diǎn)位置以不影響發(fā)酵庫中煙包碼放和運輸為原則。

每個(gè)WOW監測的溫、濕度信息通過(guò)HA8-WOW接收器接收，這些信息由HA8-WOW通過(guò)1-Wire?網(wǎng)絡(luò )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(jìn)行判讀和分析，并形成各個(gè)監測點(diǎn)的溫、濕度監測歷史趨勢圖。如果發(fā)現某個(gè)或某幾個(gè)溫、濕度監測點(diǎn)的溫、濕度出現異常，中央控制計算機將對發(fā)生異常的監測點(diǎn)位置進(jìn)行判斷，通過(guò)優(yōu)化計算確定哪臺通風(fēng)機或空調機工作異常。優(yōu)化計算的原則是：

1) 確保溫、濕度異常在最短時(shí)間內得到控制；
2) 選擇控制距離發(fā)生溫、濕度異常最近的通風(fēng)機或空調機工作。