储粮智能通风专家控制系统的应用效果
储粮智能通风专家控制系统的应用效果
王晶磊１胡韬纲２
（１中储粮大连直属库１１６０３３）
（２吉林省粮油科学研究设计院１３００６１）
摘要本文通过对储粮智能通风专家控制系统的介绍，并对使用过程中的
应用情况及系统优缺点进行分析说明，以期为管理、决策者提供一整套完整、系统、
经济有效的通风方案，为今后储粮智能化管理工作提供科学依据。
关键词智能通风专家控制应用效果
粮机械通风技术是国内外广泛应用的粮食储藏技术之一［川。国内学者调查发现，常规通风作业时虽大都按照有关技术要求进行，但受天气影响，仓房保管人员无法及时准确掌握“三温两湿”（即粮温、仓温、气温、仓湿、气湿）及仓顶温度等影响通风条件的实时数据，往往通过个人经验判断是否通风及通风时间长短，时常造成低效、无效通风甚至有害通风［ｚＩ。依据储粮技术规范要求，如何结合粮情测控系统，建立粮库智能通风控制系统，实现储粮管理智能化，是粮食仓储行业急需的储粮技术［引。
储粮智能通风就是根据通风目的和通风控制数学模型，自动检测粮情及环境状况，判断通风条件，自动控制通风设备与设施的开启和关停的通风方式。是“以信息技术改造传统产业、以信息化带动工业化’’在粮食仓储行业中的生动运用。智能通风系统实现了夏季排除拱顶积热、秋季粮堆防结露通风、冬季粮堆机械降温、降水等通风作业的自动化、智能化。采用智能控制有利于充分发挥粮情测控系统的功能，自动捕捉有利的通风时机，减轻劳动强度，避免人为判断和操作的失误，避免无效通风甚至有害通风，提高管理水平及仓储经济效益。
本文通过对智能通风专家控制系统的介绍，进一步深化对智能通风技术的认识，以期为管理、决策者提供一整套完整、系统、经济有效的通风方案，为今后储粮智能化管理工作提供理论依据。
・１３‘
绿色储粮技术
１基本情况
１．１系统定义
智能通风专家控制系统是指能够在通风决策过程中以及在通风过程中的控制方面起到一个“高级决策者’’的作用。该套系统通过人机交互的方式及系统自学习方式进行知识获取和修订补充，最终建立各种相关储粮技术知识，比如与储粮机械通风和粮食安全储藏相关的数据及经验，并建立相应的数据模型、图形模型和集成数据。同时通过智能通风专家控制系统，可对不同储粮要求和储粮环境下的机械通风的决策和控制进行模拟和比较，提供给管理者和决策者一套完整的、系统的、经济的、有效的智能通风方案。综上所述，我们将智能通风专家控制系统引入并应用到通风工作中。
智能通风专家控制系统采用智能计算机程序系统，内含大量专业领域专家水平的知识和经验，能够利用专家的知识和解决问题的方法来处理该领域的问题。该专家系统是一个具有大量专业知识与经验的程序系统，通过应用人工智能技术和计算机技术，依据某领域一个或多个专家系统提供的知识和经验，进行推理和判断，并模拟人类专家的决策过程，以便解决储粮通风问题。总之，该系统是一套模拟人类专家解决领域性问题的计算机程序系统。
图１智能通风专家控制系统的组成
１．２系统硬件组成
由图１所示，通过将专家控制系统应用到智能通风系统上，数据库及其管理系统用来存放专家提供的知识，并且能从数据获取机构中学习新的规则。该系统主要是通过数据库中的知识来模拟专家的思维模式。因此，数据库的建立是专家系统质量是否优越的关键所在，数据库中的数据质量和数量决定着专家系统的质量水平。具体到智能通风系统中，即该数据库中存放着不同类型（降温、湿、均温、保湿、排积热、调质）的启动条件和结束条件。
数据获取机构主要负责收集各种启动机械通风的条件和结论，一般由储粮专家或业务・１４。
储粮智能通风专家控制系统的应用效果
人员通过通风人机接口运行，将经验数据加入数据库及其管理系统中。
推理机构主要作用是从数据库中读取周期性数据，主要包括粮温、粮湿、仓温、仓湿以及大气温湿度，如符合通风条件，按照风机类型，计算通风时间。
２系统设计及特点
２．１系统设计
智能通风控制系统主要由系统管理软件、无线传输设备和控制系统３部分组成。系统管理软件作为整个系统的核心，控制整个软件，并对所有数据进行处理。无线传输系统负责把无线传输系统和控制系统连接起来，并把管理软件指令传输到控制系统，并把控制系统的数据回传给系统管理软件，控制系统主要负责对具体执行单元的控制。
２．１．１系统管理软件
该系统是将专家系统应用于机械通风的自动化控制中，主要使用的是无线通讯技术来实现主控端和仓房的数据及命令传输。系统主要通过计算机连接通讯主机，再通过测控风机和设备控制模块将相关信息传送至仓外温湿度传感器、粮温传感器、轴流风机传感器、自动门窗传感器、离心风机传感器和自动通风口传感器。不同模块具有不同的功能。电脑主机主要是运行智能通风软件，负责接收和发送测控模块的数据，启动和关闭通风设备，实时分析粮情温湿度数据，满足用户不同通风启动和结束条件及保存和打印通风记录等功能。通讯主机通过无线模块将电脑主机发来的命令通过无线传输方式发送至测控模块，并且把测控模块发送过来的数据传送给电脑主机。供智能通风软件用来分析并执行相关的通风模式；测控分机模块主要是负责接收上位机发送过来的各种控制指令，将相关指令发送到执行机构，并将执行机构的执行结果返回给上级设备，通过数据分析呈现给用户。设备控制模块主要是为了方便仓内走线，减少通讯电缆的数量，减少设备的安装难度所设置的，主要是通过测控分机引出主线，通过分机来控制设备模块，并进行具体的操作执行。
２，１．２无线传输系统
无线传输系统是采用无线传感器网络进行无线数据传输，耗能低、成本少、施用简单。无线传输系统采用数据双向传输，通过对路由的动态设置，实现最大灵活性。同时通过微型嵌入式系统，实现数据综合以及转发数据到汇聚节点，该节点通过微处理器进行控制，实现无线数据的可靠性收发。
２．１．３测控系统
・１５・
绿色储粮技术
直属库可根据实际情况和智能通风系统需要开发设计，通过控制整仓的离心风机、轴流风机和扇窗等。同时还可连接温湿度传感器，采集粮仓顶层温湿度和大气温湿度的数据，为智能通风模型提供基础数据。
２．２系统特点
智能通风专家控制系统主要性能指标包括：一是实现了储粮机械通风过程的全自动化控制，无需操作人员到粮仓现场就能完成储粮机械通风；二是系统设计有储粮机械通风智能化管理软件，具有智能降温通风、智能自然通风、智能仓顶排热通风、智能降水通风、智能调质通风等功能模块，实现储粮机械通风的智能化管理；三是系统软件适用于我国南北方不同储粮生态区域气候条件，软件在使用上方便灵活；四是系统选用性能稳定的可编程控制器等电器元件作为控制设备，抗干扰能力强，运行稳定、可靠。
３展望
分析模型的完善化。一是通过机器学习功能、学习历史数据、归纳变化规律和修正由于偶然因素造成的预测偏差以自我完善分析模型；二是由于目前受到检测方法以及多方面条件的限制，很多粮堆生态参数特别是生物参数还没有完全融人到智能粮情分析系统中，目前无论是经验模型还是理论模型还需要进一步完善，以便全面地从物理、化学、生物等多角度、多尺度地分析粮情变化规律。
智能通风分析技术与储藏专家系统更加融合。随着分析模型的完善，以及调控措施逐渐升级，智能通风分析技术与储藏专家系统会形成一体化的分析与控制模块，使用更加便捷。人工干预的成分会逐渐降低。当智能通风分析技术发展更加完善的时候，仓管人员对通风过程的控制及工作强度逐步降低。
参考文献
１鲁海峰，王铁钢，时清林等．采用智能通风的科技手段实现仓房节能排熟低温储粮［Ｊ］．粮食储藏，２００９，３７（２）：２７～２９２付鹏程，赵小军，王伟等．智能通风储粮技术在中国的发展应用概况［Ｃ］．第十四届国际谷物科技与面包大会暨国际油料与油脂发展论坛，北京，２０１２：１４３～１４６
３闻小龙，张来林，汪旭东等．智能气调和智能通风系统应用试验［Ｊ］．粮ｕ食流通技术，２０１２，（５）：３２～３５
４余吉庆，李宗良，周智华等．智能通风在储粮降温中扩大应用的研究Ｄ］．粮食储藏，２０１２，４１（６）：２２～２６
５叶露林，洪雪峰．新型智能通风系统［Ｊ］．机电工程技术，２００８，３７（１０）；４５～４７
６冯黎明，陈卫东，吕宗旺等．储粮智能通风系统研ＥＣＪ］．脑知识与技术，２０１３，９（１５）：３５８８～３５９０
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储粮智能通风专家控制系统的应用效果
储粮智能通风专家控制系统的应用效果
王晶磊１胡韬纲２
（１中储粮大连直属库１１６０３３）
（２吉林省粮油科学研究设计院１３００６１）
摘要本文通过对储粮智能通风专家控制系统的介绍，并对使用过程中的
应用情况及系统优缺点进行分析说明，以期为管理、决策者提供一整套完整、系统、
经济有效的通风方案，为今后储粮智能化管理工作提供科学依据。
关键词智能通风专家控制应用效果
粮机械通风技术是国内外广泛应用的粮食储藏技术之一［川。国内学者调查发现，常规通风作业时虽大都按照有关技术要求进行，但受天气影响，仓房保管人员无法及时准确掌握“三温两湿”（即粮温、仓温、气温、仓湿、气湿）及仓顶温度等影响通风条件的实时数据，往往通过个人经验判断是否通风及通风时间长短，时常造成低效、无效通风甚至有害通风［ｚＩ。依据储粮技术规范要求，如何结合粮情测控系统，建立粮库智能通风控制系统，实现储粮管理智能化，是粮食仓储行业急需的储粮技术［引。
储粮智能通风就是根据通风目的和通风控制数学模型，自动检测粮情及环境状况，判断通风条件，自动控制通风设备与设施的开启和关停的通风方式。是“以信息技术改造传统产业、以信息化带动工业化’’在粮食仓储行业中的生动运用。智能通风系统实现了夏季排除拱顶积热、秋季粮堆防结露通风、冬季粮堆机械降温、降水等通风作业的自动化、智能化。采用智能控制有利于充分发挥粮情测控系统的功能，自动捕捉有利的通风时机，减轻劳动强度，避免人为判断和操作的失误，避免无效通风甚至有害通风，提高管理水平及仓储经济效益。
本文通过对智能通风专家控制系统的介绍，进一步深化对智能通风技术的认识，以期为管理、决策者提供一整套完整、系统、经济有效的通风方案，为今后储粮智能化管理工作提供理论依据。
・１３‘
绿色储粮技术
１基本情况
１．１系统定义
智能通风专家控制系统是指能够在通风决策过程中以及在通风过程中的控制方面起到一个“高级决策者’’的作用。该套系统通过人机交互的方式及系统自学习方式进行知识获取和修订补充，最终建立各种相关储粮技术知识，比如与储粮机械通风和粮食安全储藏相关的数据及经验，并建立相应的数据模型、图形模型和集成数据。同时通过智能通风专家控制系统，可对不同储粮要求和储粮环境下的机械通风的决策和控制进行模拟和比较，提供给管理者和决策者一套完整的、系统的、经济的、有效的智能通风方案。综上所述，我们将智能通风专家控制系统引入并应用到通风工作中。
智能通风专家控制系统采用智能计算机程序系统，内含大量专业领域专家水平的知识和经验，能够利用专家的知识和解决问题的方法来处理该领域的问题。该专家系统是一个具有大量专业知识与经验的程序系统，通过应用人工智能技术和计算机技术，依据某领域一个或多个专家系统提供的知识和经验，进行推理和判断，并模拟人类专家的决策过程，以便解决储粮通风问题。总之，该系统是一套模拟人类专家解决领域性问题的计算机程序系统。
图１智能通风专家控制系统的组成
１．２系统硬件组成
由图１所示，通过将专家控制系统应用到智能通风系统上，数据库及其管理系统用来存放专家提供的知识，并且能从数据获取机构中学习新的规则。该系统主要是通过数据库中的知识来模拟专家的思维模式。因此，数据库的建立是专家系统质量是否优越的关键所在，数据库中的数据质量和数量决定着专家系统的质量水平。具体到智能通风系统中，即该数据库中存放着不同类型（降温、湿、均温、保湿、排积热、调质）的启动条件和结束条件。
数据获取机构主要负责收集各种启动机械通风的条件和结论，一般由储粮专家或业务・１４。
储粮智能通风专家控制系统的应用效果
人员通过通风人机接口运行，将经验数据加入数据库及其管理系统中。
推理机构主要作用是从数据库中读取周期性数据，主要包括粮温、粮湿、仓温、仓湿以及大气温湿度，如符合通风条件，按照风机类型，计算通风时间。
２系统设计及特点
２．１系统设计
智能通风控制系统主要由系统管理软件、无线传输设备和控制系统３部分组成。系统管理软件作为整个系统的核心，控制整个软件，并对所有数据进行处理。无线传输系统负责把无线传输系统和控制系统连接起来，并把管理软件指令传输到控制系统，并把控制系统的数据回传给系统管理软件，控制系统主要负责对具体执行单元的控制。
２．１．１系统管理软件
该系统是将专家系统应用于机械通风的自动化控制中，主要使用的是无线通讯技术来实现主控端和仓房的数据及命令传输。系统主要通过计算机连接通讯主机，再通过测控风机和设备控制模块将相关信息传送至仓外温湿度传感器、粮温传感器、轴流风机传感器、自动门窗传感器、离心风机传感器和自动通风口传感器。不同模块具有不同的功能。电脑主机主要是运行智能通风软件，负责接收和发送测控模块的数据，启动和关闭通风设备，实时分析粮情温湿度数据，满足用户不同通风启动和结束条件及保存和打印通风记录等功能。通讯主机通过无线模块将电脑主机发来的命令通过无线传输方式发送至测控模块，并且把测控模块发送过来的数据传送给电脑主机。供智能通风软件用来分析并执行相关的通风模式；测控分机模块主要是负责接收上位机发送过来的各种控制指令，将相关指令发送到执行机构，并将执行机构的执行结果返回给上级设备，通过数据分析呈现给用户。设备控制模块主要是为了方便仓内走线，减少通讯电缆的数量，减少设备的安装难度所设置的，主要是通过测控分机引出主线，通过分机来控制设备模块，并进行具体的操作执行。
２，１．２无线传输系统
无线传输系统是采用无线传感器网络进行无线数据传输，耗能低、成本少、施用简单。无线传输系统采用数据双向传输，通过对路由的动态设置，实现最大灵活性。同时通过微型嵌入式系统，实现数据综合以及转发数据到汇聚节点，该节点通过微处理器进行控制，实现无线数据的可靠性收发。
２．１．３测控系统
・１５・
绿色储粮技术
直属库可根据实际情况和智能通风系统需要开发设计，通过控制整仓的离心风机、轴流风机和扇窗等。同时还可连接温湿度传感器，采集粮仓顶层温湿度和大气温湿度的数据，为智能通风模型提供基础数据。
２．２系统特点
智能通风专家控制系统主要性能指标包括：一是实现了储粮机械通风过程的全自动化控制，无需操作人员到粮仓现场就能完成储粮机械通风；二是系统设计有储粮机械通风智能化管理软件，具有智能降温通风、智能自然通风、智能仓顶排热通风、智能降水通风、智能调质通风等功能模块，实现储粮机械通风的智能化管理；三是系统软件适用于我国南北方不同储粮生态区域气候条件，软件在使用上方便灵活；四是系统选用性能稳定的可编程控制器等电器元件作为控制设备，抗干扰能力强，运行稳定、可靠。
３展望
分析模型的完善化。一是通过机器学习功能、学习历史数据、归纳变化规律和修正由于偶然因素造成的预测偏差以自我完善分析模型；二是由于目前受到检测方法以及多方面条件的限制，很多粮堆生态参数特别是生物参数还没有完全融人到智能粮情分析系统中，目前无论是经验模型还是理论模型还需要进一步完善，以便全面地从物理、化学、生物等多角度、多尺度地分析粮情变化规律。
智能通风分析技术与储藏专家系统更加融合。随着分析模型的完善，以及调控措施逐渐升级，智能通风分析技术与储藏专家系统会形成一体化的分析与控制模块，使用更加便捷。人工干预的成分会逐渐降低。当智能通风分析技术发展更加完善的时候，仓管人员对通风过程的控制及工作强度逐步降低。
参考文献
１鲁海峰，王铁钢，时清林等．采用智能通风的科技手段实现仓房节能排熟低温储粮［Ｊ］．粮食储藏，２００９，３７（２）：２７～２９２付鹏程，赵小军，王伟等．智能通风储粮技术在中国的发展应用概况［Ｃ］．第十四届国际谷物科技与面包大会暨国际油料与油脂发展论坛，北京，２０１２：１４３～１４６
３闻小龙，张来林，汪旭东等．智能气调和智能通风系统应用试验［Ｊ］．粮ｕ食流通技术，２０１２，（５）：３２～３５
４余吉庆，李宗良，周智华等．智能通风在储粮降温中扩大应用的研究Ｄ］．粮食储藏，２０１２，４１（６）：２２～２６
５叶露林，洪雪峰．新型智能通风系统［Ｊ］．机电工程技术，２００８，３７（１０）；４５～４７
６冯黎明，陈卫东，吕宗旺等．储粮智能通风系统研ＥＣＪ］．脑知识与技术，２０１３，９（１５）：３５８８～３５９０
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