烟草醇化智能温湿度监控系统方案

发布日期：2023/3/18来源：网络

[背景]

在现代社会里，烟草行业一直备受争议，人们对吸烟与健康问题日益关注，如何提高卷烟产品质量、降低卷烟焦油量、减少吸烟对人体的不良影响一直是烟草行业的重要研究内容，它直接关系到烟草行业能否实现可持续发展，随着国民经济的快速发展，我国烟草行业的规模也在不断扩大，并成为国家的经济支柱产业之一，所以面对国际禁烟浪潮和世界卫生组织框架条约束缚，烟草行业健康地、可持续地发展具有现实的意义。烟草行业在我国属于传统轻工业之一，其生产过程十分复杂，而烟草仓库仓储和管理工作质量是烟草生产和销售中的关键环节，因此建设烟草仓库实时监测控制系统具有非常重要的实际意义和应用价值。

而且在卷烟生产和储存过程中，对于烟草质量的保证至关重要。烟厂中的仓储环境对卷烟品质影响很大，传统烟草仓库环境质量采用人工测量记录，管理人员对仓储环境缺乏有效的监测手段。信息化水平的提高，为改进烟草行业生产和销售阶段的仓储管理方式提供了新的手段，研究建立高效的烟草仓库远程环境监测系统具有非常重要的实际意义和应用价值。

【目的】

烟厂建设本着烟草行业发展方向和产业结构调整政策，大力推进技术进步和产业升级，以科技创新提高生产力水平，充分利用企业现有资源，带动生产要素的合理流动，使企业资源得到优化配置和充分利用，尽量节省建设投资。

网络视频监控系统将计算机技术、多媒体技术、网络技术与监控技术有机地结合起来。它能将监控系统和计算机网络系统连接起来，使两个相互独立的系统开始走向融合，在理念和方式上取得了重大突破。利用计算机网络技术，将封装成IP包的监控信息传送到网络上，与现有的信息管理系统融为一体，使网络中的每一台多媒体计算机上均可实现对监控信息的管理和调用，提高管理水平和管理效率。网络视频监控系统的出现已经超出了传统监控的范畴，在其基础上增加了管理的概念。它事实上已经成为现代化管理的一个有力工具。

“十二五”规划明确提出要以加快经济发展方式转变为主线，发展战略新兴产业，推动物联网研发应用，同时烟草行业“卷烟上水平”总体规划进一步强调要积极推动中国物联网建设，瞄准物联网前沿技术，努力建设覆盖全领域，全过程的中国烟草物联网。基于当前烟草行业在仓储物流方面的物联网（主要是传感器，条码技术，射频识别技术RFID）应用已基本成熟,北京九纯健应用无线数据网络，把环境监测、安防、视频监控三者相结合进行有效联动，形成网络智能化监测系统，以有效解决企业的安全隐患（防火，防水，防潮，防盗,防入侵），并提供准确的实时数据，在烟草的储存与片烟醇化方面提供有利的数据支持，以便企业可以减少各种损失，降低烟草企业生产成本，提高经济效益。

建设烟草仓库实时监测控制系统具有非常重要的实际意义

物联网监控的价值和目的主要表现在以下几个方面。

(1)保证烟叶的产品质量

卷烟成品的质量主要由原材料烟叶的质量决定，烟叶质量在经过挑选后都具备了较高的品质，而持续保持高品质最关键的环节就是其存放环境，由于烟叶储存的特殊性，使得烟叶的存放成为烟厂生产过程中一个很重要的环节烟叶的特性之一是在高温环境下容易吸收大量水分，在温度降低时又释放出来，结露成水，造成微生物的大量繁殖，引起烟叶大面积的冲烧、变色、变质、霉烂、虫蛀等现象，造成严重的经济损失。在自然的状态下，仓库的环境根据气候的变化不能持续满足存储要求，所以需要有效地控制仓库中的温度和湿度，给烟叶存放带来一个安全的环境在实际生产中，烟叶仓储的人工监管存在许多难以避免的人为因素失误，并且对烟叶堆垛内部的温湿度测量更是难以保证数据的及时、准确和可靠。而烟叶仓库监测系统将温度、湿度传感器布置在烟叶堆垛内部和仓库的适宜位置，可以实时测量仓库各处的温度和湿度并及时传送给监控室，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了解烟叶仓库的情况。一旦某点温度、湿度超过预定设置，系统将迅速向监控人员报警，详细显示库房具体位。置的异常温度、湿度变化，并指导烟叶翻垛及通风等生产操作，可以有效预防因温度、湿度变化引起的烟叶变质等各种事件发生。

(2)有助于研究烟叶自然醇化机理

烟叶存储的另一特殊性是烟叶经过相当时间的存储过程后在颜色、香气、吃味方面都有显著变化，这种烟叶品质的变化被称为“自然醇化’’，烟叶存放过程实际就是其自然醇化的过程。烟叶在自然醇化过程中对环境要求很高，不同质量的烟叶其最佳醇化时间、存放要求都不一样；在烟叶自然醇化过程中对仓库环境要求有适当的温度、湿度、二氧化碳和氧气的含量，其中仓库环境的温湿度有决定性影响，不适宜的温湿度会造成烟叶过度醇化使品质严重下降。

烟叶仓库的环境监测系统采集了烟叶的醇化过程中的第一手环境资料，它有助于合理地掌握自然醇化速度调控，也为研究醇化规律和醇化预测模型提供了大量信息，可以逐步建立库存烟叶醇化质量信息档案，并根据烟叶醇化质量提出合理的使用建议。

(3)提高生产效率和管理水平

烟草仓库实时监测管理系统跟人工监管相比具有不可比拟的优势，系统实时性好、可靠性高、操作简便，可有效地提高生产效率和管理水平。烟草仓库监测系统数据采样间隔时间短，监测数据既能定时传输也可随时召唤，布置在烟叶堆垛内的定点监测比人工临时测量更稳定和更准确。烟草仓库实时监测管理系统可以实现自动化生产管理，是烟草行业信息化系统的重要组成部分。

(4)保障生产安全

烟草仓库环境监测系统将已有的气体传感监测装置、防火报警装置和视频防盗装置结合起来，实现监测环境温湿度、检测室内易燃气体、非法闯入报警等系统功能，这样形成一个全方位的仓库环境安全监测系统，可以有效地保障

生产安全。

[系统功能]

1自动监测全部传感器的测定值，并实时显示监控室的计算机屏幕上，

2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；

3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；

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 通过485通讯将各个仓库、发酵库的实时监控统一传送到制定的监控室内，实行统一监控。

6可以实现对各个仓库和位置的温湿度等情况实时监控，通过九纯健的上机软件设定上下限值，超高或超低可以实现现场的声光报警，电话语音自动报警，或是通过九纯健的短信报警器系统，以短信的形式通知相关责任人，也可以通过软件的设定、直接在监控室内显示报警等等。

[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。

系统组成

储藏室和发酵库温湿度控制系统由：中央控制计算机、无线数据网、工业以太网、大屏显示器、无线ZigBee系统、无线检测器（温、湿度传感器）等部分组成。

[系统工程图]

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