奥的斯电梯钢带检测仪上5个指示灯的闪烁情况有16种，但怎么去判断当前故障状态是哪个

一般一个月检查一次，包括断丝、直径减小值、锈蚀情况和是否发生塑性变形，根据国标做出判定

磷化涂层钢丝绳使用寿命较长，是光面钢丝绳的三倍左右，价格略高，使用成本比光面钢丝绳低

这个应该不专门针对于钢丝绳，对于有限元计算的工程对象，有限元分析有什么意义？我想可以从几个方面考虑：1）在结构产生故障阶段，有限元分析，可以帮助人们分析造成结构破坏的原因，只有找到主要原因，才能支持人们改进结构设计。2）对于结构设计阶段，可以帮助人们针对载荷，进行合理的结构设计，以满足结构的使用需求。3）在结构预研阶段，可以减少人们对陌生材料和结构的不熟悉程度，通过有限元快速而低成本地认识新材料、新结构的性能和不足，掌握其可行性和设计原则，减少试验成本和周期。

在钢丝绳的问题上，有限元分析，可以对影响已有的钢丝绳寿命的部位、载荷有清晰的了解。当然，如果什么都不允许变，有限元计算也无法改变任何现状，仅算是没有价值的。计算的目的和价值就在于了解并依此改进。清楚问题后，在钢丝绳材料选用、结构样式、几何参数、载荷条件、环境要求等就可以提出明确的要求，从而使改进后的钢丝绳在其给定的工作环境中满足安全使用需求、达到要求的使用寿命。至于增加涂层的钢丝绳，有限元是可以作分析的，包括从裂纹萌生、裂纹扩展等阶段的涂层作用机理分析，并且可以由计算结果了解涂层的哪些性能是起了关键作用的，为研制和使用更有效的涂层起到指导作用。

当然比较现实的问题是，疲劳寿命是一个很难的问题。表现在两个方面，一是试验，疲劳寿命分散性非常大，即使是试件级的疲劳试验，寿命相差成百上千倍是正常的。二是数值计算，影响疲劳寿命的因素多而复杂，从材料、结构到载荷环境，算准也是不容易的。

一、浅谈国内矿用阻燃输送带的发展

2006 年是 " 十一五 " 开局之年，国民经济继续保持平稳较快发展的良好态势，煤炭工业也保持速度较快、效益较好、价格较高、运行较稳的良好发展势头。产量、销量继续同步增长，供需基本平衡，企业利润继续增加，煤炭固定资产投资增速回落，有利于煤炭工业发展的积极因素不断增加。据统计快报，总体看行业运行质量继续提高，为 2007 年的发展打下了良好基础。

古人云：“居安思危， 思则有备，有备无患 ” 。自 02 年以来，虽然煤炭行业形势一片大好，全国各地大大小小的输送带厂均遍地开花，硕果累累。但是，我们面前的路是不平坦的，要保持头脑的冷静，形势稍好，尤需谨慎。 2006 年 1-12 月，全国煤矿生产死亡人数仍然高达 4746 人，所以，煤矿产品尤其是输送带的质量及检测水平的提高仍是至关重要的。

一．国内的输送带的发展状况

目前，在产输送带厂家有 90 余家，还有数家正在申请。其中， 生产橡胶面整芯阻燃输送带和塑料面整芯阻燃输送带 1600s以上的厂家有 21家， 橡胶面整芯阻燃输送带最高级别为 2800s ，有两家在生产，塑料面整芯阻燃输送带最高级别为 2240s ，只有一家在生产。有 42 家企业既有能力生产输送带整体带芯又能生产阻燃输送带。生产矿用钢丝绳芯输送带厂家有 23 家，共有 54 条生产线，能生产的矿用钢丝绳芯输送带最高级别是 ST/S5400 。

中国年均产煤量在 20 亿吨以上，矿用输送带用量在 1400 万米以上，其中，钢丝绳芯带用量大约在 250 万米左右。吨煤消耗输送带 2000 年之前是 1.8 元，而今是 1.2 元左右。

但是，由于国内生产输送带厂家数量很多，但是真正形成一定规模及品牌的企业少之又少，，加上很多企业不重视技术的创新及自身检测能力的提高，不断重复落后的工艺和配方。于是，在整个胶带工业持续、快速发展的同时，由于国内市场不规范，也存在着诸多无序竞争不利因素。一是盲目发展，企业多小散乱；二是众多小厂无标生产，降价竟销；三是品牌意识差，只求价格低，不顾质量；四是市场缺少必要的整顿和引导。所以，目前国内输送带的生产质量还有待进一步的提高。

二．国内与国外的差距

中国输送带生产厂家的数量是全球其它国家的总和。但是， 对原材料的质量控制、技术文件控制（特别是工艺方面）、操作规程等方面远远落后于国外一些输送带先进生产企业，尤其是在自动化生产和控制方面。同时，在输送带专业人才培养方面，以及生产厂家对售前、售后服务的意识还不够强。

三．需要采取的行动和措施

1 ）要准确把握和了解国家相关的政策和信息，抓住政策精神的同时也为我们提供了一次重新认识市场和分析市场的机会。同时，面对市场的变化，要灵敏的做出反应。

要培养和重视人才，要不断提高企业内部员工的素质，如果把企业比喻成口腔的话，我们的目标是“没有蛀牙”。同时，还要不断提升企业的内部文化和积极的价值观。

3 ）要勇于创新，重视研发。根据输送带不同的工作环境，开发和设计不同性能的产品。

4 ）做好售前、售后服务。售前服务：积极与潜在的客户群进行联系和沟通，充分了解客户的工矿条件（如：输送带的用量及型号、吨煤消耗、单机输送带长度及寿命、运煤量和速度等等）和配套的设备。售后服务：周期性地与客户进行交流，跟踪服务，并及时解决客户出现的问题。

5 ）建立结构合理、实用性强、与国际接轨的煤矿用输送带标准，并严格按照标准的要求进行生产和控制质量。

6 ）管理机构也要加大对输送带生产厂和煤矿用户使用的监督管理 。

总之，要使我们国内的输送带生产企业在日益激烈的国际化竞争中生存下来，就要求我们从发展趋势、产品结构、要求功能、使用材料、工艺设备、市场预测等各个方面严格把关，步步为营。

二、输送带行业知识之其基本知识

运输带又叫输送带，是用于皮带输送机中起承载和运送物料作用的橡胶与纤维、金属复合制品，或者是塑料和织物复合的制品。皮带输送机在农业、工矿企业和交通运输业中广泛用于输送各种固体块状和粉料状物料或成件物品，能连续化、高效率、大倾角运输，操作安全，使用简便，维修容易，运费低廉，并能缩短运输距离，降低工程造价，节省人力物力

输送带种类很多，按照用途分类有：普通用途输送带、阻燃抗静电输送带、一般难燃输送带、耐热输送带、耐高温输送带、耐酸碱输送带、耐油输送带、耐寒输送带等。

按照结构材料分类有：普通棉帆布输送带、尼龙输送带、聚酯输送带、钢丝绳芯输送带、PVC整芯输送带、PVG整芯输送带、钢缆输送带等。

按照产品结构分类有：分层输送带、整芯输送带、钢丝绳芯输送带、钢缆输送带、管状输送带、花纹输送带、挡边输送带、减层输送带等。

为了方便，我们一般都采用统一的表示方法来表示各种输送带，各种类别的输送带的表示方法

1、分层输送带常用表示方法（标准的表示方法与此不同，具体请参照标准GB7984的规定）：

以NN200 1000×6（6+3）为例，NN200表示的是尼龙200型，1000-表示带子的宽度，6-表示尼龙布层数，（6+3）-表示输送带上下覆盖胶分别有6毫米和3毫米厚。

2、钢丝绳芯输送带常用表示方法 ：

以ST1000 H 1000 ? 4.0-6.0-6.0 为例：

ST1000-表示的是强度规格 ，为1000N/mm

H-表示的是覆盖胶的性能级别

1000-表示的产品的宽度，单位mm

? 4.0-表示的是钢丝绳的直径，单位mm

6.0-6.0-表示的是上下覆盖胶的厚度，单位mm

3、整芯输送带的表示方法

一般煤矿用PVC和PVG整芯阻燃输送带用强度级别和带子的宽度来表示。 强度级别一般分为：4级、5级、6级、7级、8级、9级、10级、11级和最高到16级带，分别对应的强度为：680S、800S、1000S、1250S、1400S、1600S、1800S、2000S、2240S、2500s、2800S、3100S 和3400S。 输送带的宽度一般为：500mm、650mm、800mm、1000mm、1200mm、1400mm、1600mm、1800mm等。

我国规定，所有煤矿井下所使用的输送带产品必须为符合我国相关标准的阻燃抗静电输送带。现在煤矿企业常用的输送带有：PVC整芯阻燃抗静电输送带、PVG整芯阻燃抗静电输送带、钢丝绳芯阻燃抗静电输送带。

阻燃抗静电输送带主要规定了产品的安全性能：1、酒精喷灯燃烧；2、表面电阻；3、滚筒摩擦；4、模拟巷道丙烷燃烧。这些检验项目表征了产品的安全性能。

世界传动带发展现状与展望

传动带是将原动机的电机或发动机旋转产生的动力，通过带轮由胶带传导到机械设备上，故又称之为动力带。它是机电设备的核心联结部件，种类异常繁多，用途极为广泛。从大到几千千瓦的巨型电机，小到不足一个千瓦的微型电机，甚至包括家电、电脑、机器人等精密机械在内都离不开传动带。它的最大特点是可以自由变速，远近传动，结构简单，更换方便。所以，从原始机械到现代自动设备都有传动带的身影，产品历经多次演变，技术日臻成熟。

动力传导有链条、齿轮、耦联(联轴)等多种多样形式。然而，从经济性和成本角度来考虑，迄今为止，莫过于弹性体的胶带。因此，世界上现在许多传动方式大多仍以胶带传动为主，而且其发展仍在不断扩大。

传动带最初是由皮革制造的，19世纪中叶为橡胶所取代。20世纪60年代开始，陆续由NR、SBR转向CR、PUR。进入80年代，又进一步扩大到采用CSM和HNBR。胶带的形状也从乎板型扩大到角型、圆型、齿型，使用从单根传动发展到成组并联，从而形成今日的传动带系列群体。

1、发展现状

传动带有传递和变速两种功能，分为摩擦传动和啮合传动两大类别。到目前为止，全球各传动带生产厂在结构形状上已形成V带、平带、齿带和圆带四大体系，包括尺寸规格在内已逾千种。特别是齿带，最近十几年来，随着精密机械和电子信息技术的进步，作为橡胶工业的高新技术产品，在世界各地发展十分迅猛，产量急剧扩大。传动带的品种分类。

1．1平板带

平板带是传动带最老的一个品种，约有100余年的历史，但直至20世纪中叶，仍占据传动带中一半左右的市场份额。它以结构简单、传动方便、不受距离限制、容易调节更换等特点，在各种工农业机械中得到普遍采用。平板带宽度一般由16-600mm，长度最大可达100～200m，层数最多为6一带中最常见的为帆布带，分为包层式、叠层式和叠包式三种。叠层带为包层带(又称圆边带)的改进产品，具有带体柔软，富有弹性，耐屈性好等优点，适于在小带轮和20m／s以上的快速传动装置上使用。而叠包带介于两者之间，用于边部易受磨损的传动。由于平板带的传动效率低(一般为85％左右)，且占据面积较大，因此，从20世纪60年代以后世界各国产量逐年下降。目前在发达国家，除部分农业机械和轻纺机械尚少量使用之外，已处于被淘汰的状态。另一方面，在这一时期，以化纤帆布和帘布为芯体而制成的无接头和热接头环形带，则在全球获得了长足发展。它以强度大、噪声低、传动平稳、运输圆滑、耐屈挠、寿命长和无需接头等为特点，使用领域不断扩大，并在微型传动带中形成主流。

近年来，随着高新技术产业的崛起，这种微型带尤其在电脑周边设备、办公自动化设备以及省力化设备等方面普遍使用。例如，自动检票机、自动售票机、货币兑换机、发券机、取款机、银行结算机、自动检验机、复印机、医疗器械、自动包装机、鱼群探测器等等，美日欧等国家每年都以双位数增长。

这种高性能的无接头平板带，现已发展到有聚氨酯带、聚氨酯芯体带和橡胶帆布芯体带三种类型。在橡胶微型带中，除化纤帆布外，还有使用尼龙膜片、芳纶帘线、玻璃纤维帘线为芯体以及表面橡胶覆以铬皮的特种产品。它们同传统的帆布平板带有着本质的不同，规格要求非常精密，附加价值很高，世界各大胶带生产厂家竞相发展，已成为橡胶工业中的高新技术产品。目前，德国的金珂林、瑞士的哈巴基、雷达，以及日本的新田等公司，都是这一领域的知名大企业，并把以聚氨酯为主的高档和特种微型带作为其全力开发的主导产品。

1．2三角带

三角带又称V型带，是传动带中产量最大、品种最多、用途最广的一种产品。自从1917年首次由美国制成汽车风扇带，20年代初开始推广用于工农机械之后，半个多世纪以来久盛不衰，发展十分迅速，现已成为传动带的主流。在世界各国传动带中，从橡胶用量来看，三角带现已占到65％上，齿型带为25％，平板带则已退减到10％以下。目前，三角带已成为世界各种机械装置动力传动和变速的主要器材，在当今农机、机床、汽车、船舶、办公设备等广泛领域，发挥着日益重要的作用。

按照断面尺寸，三角带可分为产业机械用的Y、O、A、B、C、D、E七种工业型号和汽车、拖拉机等用的各类风扇带，共计两大类别。Y、O型为最小的V型带，主要用于打字机、切书机等办公设备、家电制品(洗衣机、榨汁器、吸尘器)。一般产业机械，随着马力的增大，顺序使用A、B、C、D、E等V型带，其中D、E型为重型带，用于船舶、电力等大型机械。至于风扇带，除了汽车、拖拉机之外，还大量用在水泵、空调等方面。在发达国家，三角带与风扇带的生产比率已达到2：1-3：2的程度，风扇带呈现明显上升的势头。

三角带一般都是指包布式V型带，从20世纪60年代开始，为提高传动带的耐久性，又出现了切边式V型带。这种切边V型带，由于胶带结构侧面没有包布，带体十分柔软，耐屈挠疲劳性能非常好，因而得到迅速发展。进入80年代，为解决三角带多根成组传动时因产生不一样长而带来的传动效率和使用寿命下降等问题，又兴起了多根三角带用平板带固定在一起的三角带。习惯称之为联组三角带的V型平板带，具有极大的优越性，因而又开始出现V型平板带取代包布式和切边式三角带的现象。这种三角带与平板带结合的胶带，虽然对带轮沟槽有特殊的要求，然而由于带体很薄，与带轮的接触面积大，弯曲性好，带轮缩小，可使传动装置进一步小型化、节能化，在世界发达国家的生产量急剧增长。

四、世界传动带发展现状与展望之二

近些年来，为适应各种传动装置的特殊需要，除普通标准型的三角带之外，还出现了数量众多、形状各异的特种三角带，它们主要有：

(1)窄型和宽型三角带

普通三角带的宽高比为1：1．5～1．6，而窄型和宽型的三角带分别为1：1．2和1：2。窄型V带的结构尺寸比普通V带可以减少约50％，能节省大量原材料，同时强力均匀，有效接触面积大，弯曲应力小，可大大延长使用寿命。窄型v带的传动效率可达90％一97％，极限速度达40-50m／s，传动能力提高0．5～1．5倍，最适于短距离、小带轮于变速传动，故又称之为变速带。其特点是在带的上下表面，大多制成单面或双面的弧形或齿形状态，使之易于调速，主要用在低速的圆锥式和圆盘式无级变速器方面。

(2)小角和大角三角带

它同普通三角带的主要区别是，夹角40''改为30''和60''左右。小角V带能使接触面减小，降低所需张力，可延长使用寿命，适于设备的小张力传动。大角V带为上半部呈矩形，下半部呈倒梯形的六角带，能使摩擦损失减小，承载能力增大，带体柔软，适于轻小型设备的高速传动。

(3)活络和冲孑L三角带

活络带由多个小段以金属螺钉连结而成。冲孔带在带体纵向冲有许多等距的透孔用以连接接头。这种V带都是可以接头的三角带，可根据需要长度随意自由接头定长。它弥补了普通三角带无接头，只能按规定长度使用的限制。另外一个好处是，在使用中，当三角带体出现局部损坏后，可更换损坏部位继续使用，同时，它还有可简单自由调节长度大小的优点。但因强度较低，只能用于低速传动，又由于存在精确度低、传动效率差等问题，近些年来使用日趋减少。

此外，对指定用于汽车、拖拉机等各种内燃机驱动风扇而用的三角带，人们专门称之为风扇带。它的特点是以单根使用为主，带轮很小，传距很短，速度与功率常变，是属于接触温度较高、在苛刻环境条件下使用的一种V带。风扇带也常用在发电机、压缩机、动力泵等方面。风扇带由于其性能要求与普通三角带完全不同，在工业上单独分类统计。近些年来，世界风扇带的发展十分迅速，数量已占到三角带总量的三分之一。

风扇带分为普通和窄型两种，细分为包布式平底V带、圆齿V带、切边式平底V带和波浪V带等多种类型。风扇带的结构一般比普通三角带要复杂，见附图，除强力层、伸张层、压缩层和包布层之外，又增加了缓冲层和支撑层。

现在使用最多的是切边式波浪V带，生热低、散热快、摩擦大、噪声小、强度好、效率高，行驶里程可达18～20万公里，比一般风扇带高出约一倍。近年来，随着汽车发动机效率的提高和旋转式发动机的出现，以及液压转向装置和冷风装置的增多，对风扇带的要求日益严酷，不仅带轮小型化，而且采用双向两面驱动的方式越来越多，因此，橡胶和芯体材料也随之产生了重大舀I~,''IIit普通三角带、V型平板带与风扇带比较1-上胶布层：2-下胶布层；3-橡胶伸张层：4-橡胶压缩层：5-线绳强力层；6-橡胶缓冲层：7-~tgrg

1．3圆形带

圆形带为断面呈圆形的传动带，它可以自由弯曲驱动。这种带多为聚氨酯制造的，通常没有芯体，结构最为简单，使用方便。圆形带为胶带传动开辟了新的途径，世界各国在小型机床、缝纫机、精密机械等方面需用量急剧增长，今后潜力很大。

1．4齿型带

齿型带亦称同步带，分为单面齿带和双面齿带两种类型。前者主要用于单轴传动，后者为多轴或反向传动，系从1980年以来世界新出现的又一种高效传动带。齿型带根据齿的形状又分为梯形和圆弧形两种，以圆弧形齿的同步带所承受的扭矩为最大。从所用材料上，齿型带可区分为橡胶型和聚氨酯型两大类，而前者又有普通橡胶(通常为氯丁橡胶)和特种橡胶(多为饱和丁腈橡胶)之分。它们的结构是由钢帘线或玻璃纤维组成的强力层和以橡胶及尼龙布形成的外包橡胶层或聚氨酯胶层构成。

齿型带包括多楔带，近20年来在工业发达国家发展极为迅猛，正在不断地侵蚀传统的金属齿轮、链条以及橡胶方面的平板带和三角带市场。目前，除已大量用于汽车及传统产业之外，并进一步扩大到OA机器(办公设备)、机器人等各种精密机械的传动。由于胶带内侧带有弹性体的齿牙，能实现无滑动的同步传动，而且具有比链条轻、噪音小的特点，现今欧洲80％以上的轿车、美国40％的轿车都已装用了这种齿型带。我国2000年生产汽车200万辆，齿型带需要700万条以上。最近出现的圆齿带较之方齿带，更进一步增大了传动力和肃静性，作为新一代的环保带，其使用范围更趋广泛。现在，已开始成为对同步传动、噪音要求极为严格的家用和工业用缝纫机、打字机、复印机的使用对象。

2、技术展望

半个多世纪以来，世界传动带的技术发展历经了以下几个阶段：

其一，从传动带用的材料来看，橡胶己由天然橡胶发展到合成橡胶，进一步又扩大到特种合成橡胶CSM、HNBR：骨架材料由棉纤维扩大到人造丝、聚酯、尼龙、玻璃纤维、钢丝以及芳纶等，详见表2。品。为提高V型带的耐久性，从60年代开始，出现了切割式三角带，它的侧面没有包布，耐弯曲疲劳性非常好，已取代了大部分包布式三角带。

另一方面，进入80年代之后，平板带与V型带结合的V型平板带得到快速发展，由于其性能优异，产量急剧增大，现已部分取代了切割式V带。紧接着，在美日等国又出现了楔形V带。因为这种带的厚度薄，与带轮的接触面积大，弯曲性能好，可以在小的带轮上使用，因而为传动装置的小型化、节能化做出了很大贡献。

再有，利用传动带背面也可驱动的原理，例如，在汽车风扇、交流电机、动力操纵系统、空调等，采用一根传动带一次驱动的所谓"蛇行传动"方式，引起了各界的关注，使用范围日趋扩大。这种多面、多向、多机传动的代表性产品有，六角带和圆形带。

传动带中的最新一类产品是齿型带，又称同步带。它集齿轮、链条、带传动装置的优点为一体，具有传动效率高、传动比准确、噪声小、节能、维修方便等特点。它的传动原理虽早在1900年即有若干专利出现，然而直到半个世纪之后才开始工业化，80年代起终于成为精密机械的主导传动产品。特别是用饱和丁腈橡胶和聚氨酯弹性体制造的高精度微型带，已经进入了高新技术领域。齿型带与传统传动带的最大不同点在于：同步、静音。因此，它是当今最受推崇的环保型产品。近年来，齿型带的齿牙由方齿改为圆齿之后，更进一步增大了传动力，发展前景极为广阔。

钢丝绳润滑剂的性能：能粘附在扭绳上，不致轻易被擦掉，并在温度变化时不影响润滑效果。这种粘附性能还对防止卷扬鼓轮打滑有一定作用，特别对提升缆绳的附着摩擦力有重要的意义。润滑油要有良好的流动和渗透能力，能迅速渗入扭绳内部以及衬芯进行润滑和防锈，并防止细菌在纤维上滋生。要有较高的油膜强度，能在极重载荷下抵抗相互接触钢丝之间存在的极高正压力。润滑油要有较高的内聚力，能减少润滑油滴落，并避免运动时离心甩失。不能含有引起腐蚀的成分，以致使钢丝锈蚀。钢丝绳润滑油的主要功能是防止其锈蚀。自复的能力要强，钢丝绳工作时不断在弯曲变形，致使其表面润滑油膜也不断受到扩展或挤压。这要求润滑油膜较为柔和，并有较高湿润性才不致出现断裂，即偶尔断裂也较容易自复。在低温工作的钢丝绳（-23℃以下）还必须不硬化和开裂。要能抵抗水洗或乳化，有助于在水湿条件下减少润滑油损失和防止腐蚀和锈蚀。船用钢丝绳常须镀锌防锈。油田钻井设备的钢丝绳常受化学腐蚀，故其必须能抵抗这种侵蚀。如需用溶剂稀释以进行喷涂，则在溶剂蒸发之后，应能迅速粘着并抵抗流失。如为重质油而必须加热使用时，则在涂敷后，应能固化，以提供光滑而均匀的膜层。这就是润滑油对钢丝绳锁具的重要作用。

粮情测控技术是科学保粮的关键技术之一,目前国内已有数十家企业生产粮情测控系统产品,品种繁多,系统结构各异,但其基本功能无外乎粮仓内外温湿度检测、粮食内部温度检测及分析、通风机械的控制等几项,鉴于粮食储藏的特殊性,系统功能的重点放在了储粮内部温度的检测和分析上。粮情测控系统可以根据采用的温度传感器和通信方式的不同进行如下分类：

1.按温度传感器分类

通常粮情测控系统主要选用热敏电阻、数字式温度传感器作为温度传感器,也有选用其它温度传感器例如PN结型温度传感器的粮情测控系统。

1．1．热敏电阻

以温度变化导致阻值的变化为工作原理的热敏电阻,因其具有成本低、体积小、简单、可靠、响应速度快、容易使用等特点,在多项温度测量应用中受到广泛欢迎,同样也是国内粮情测控系统采用最多的温度传感器。热敏电阻的电阻温度系数较高,室温电阻通常也较高,因此其自身发热较小,信号调节较为简单。热敏电阻的缺点是互换性差,温度与输出阻值之间呈非线性关系。热敏电阻分为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻两种,但在温度测量应用中,正温度系数热敏电阻较少得到采用,更多采用的是负温度系数热敏电阻。以下提及的热敏电阻均指负温度系数热敏电阻。

采用热敏电阻作为温度传感器的粮情测控系统的硬件由上位机、通信接口电路、智能分机、温度分线器、测温电缆、湿度分线器、测湿探头和通风控制器组成,典型的系统结构如图1所示。在上位机上运行粮情测控系统软件,对检测到的温湿度数据进行分析,根据粮仓内外温湿度条件判断是否可以进行通风,手动或自动控制通风机械的启动和停止。

通信转换电路分为内置式和外挂式两种,主要完成两种通信协议之间的衔接转换功能。智能分机是由微处理器、A/D转换电路和通信电路等组成,主要功能包括接收上位机下达的指令、将现场采集上来的模拟信号数字化、向上位机传送数字化的温湿度值、向通风控制器下达启动或停止指令等。温湿度分线器主要完成接收智能分机下达的指令、将模拟开关切换到指定的温湿度测量点等功能。通风控制器主要功能是根据智能分机下达的指令控制通风机械的启动和停止。智能分机与温湿度分线器和通风控制器之间均采 用单根多芯电缆连接,具有结构简洁、维护方便、成本低等诸多优点。

采用热敏电阻作为温度传感器的测温电缆是粮情测控系统的重要组成部分,它是将多个热敏电阻置入一根测温电缆之中,电缆内加细钢丝绳提高抗拉强度、外加绝缘护套密封防腐。采用热敏电阻作为温度传感器的粮情测控系统的温度检测范围一般在－40℃～＋50℃之间,检测精度为±1℃,完全满足粮情温度检测的需要。根据其系统结构的特点,一般在单根测温电缆上置入3～4个热敏电阻,特别适合房式仓储粮环境。

1．2．数字式温度传感器

数字式温度传感器的种类也不少,但用于粮情测控系统的温度传感器主要是Dallas的DS18x20系列温度传感器,其温度检测范围为－55℃～＋125℃,检测精度为±0.5℃。DS18x20采用1－WireTM接口,封装形式有PR－35和SSOP－16两种,粮情测控系统中采用的是PR－35封装。DS18x20采用9个位表示测温点的温度值,每个DS18x20内部都设置有一个单一的序列号,因此可以使多个DS18x20共存于同一根数据传输线上。DS18x20内部分为4个部分：1、64位序列号2、保存临时数据的8字节片内RAM3、保存永久数据的2字节EEPROM4、温度传感器。典型的采用DS18x20的粮情测控系统的结构如图2所示。

由图中可以看出,采用数字式温度传感器粮情测控系统的结构与采用热敏电阻粮情测控系统的结构大致相同,只是用测控单元替代了智能分机、扩充接线器替代了温度分线器。测控单元与智能分机的区别在于没有用于将温度信号数字化的A/D转换电路,取而代之的是1－WireTM总线与上层通信总线之间的通信转换电路,如果系统选用了数字式湿度传感器则测控单元将完全由数字电路组成,而智能分机是由数字电路和模拟电路两部分构成的,这将使测控单元的电路设计更为容易。

采用DS18x20温度传感器的粮情测控系统的测温电缆与热敏电阻测温电缆大不相同,该测温电缆最多只需3根导线即可连接多个DS18x20温度传感器。最为简洁的结构是利用DS18x20可以通过数据线供电的特点,在测温电缆中只放置两根平行的细钢丝绳即可连接多个DS18x20温度传感器,这样不仅使测温电缆的制造简便、成本下降,而且提高了测温电缆的抗拉强度、便于温度传感器的更换。正是这些特点使得采用DS18x20温度传感器的粮情测控系统更适用于高大粮仓（诸如浅圆仓、立筒仓）的应用环境,可以解决高大粮仓在不需重新安装测温电缆的情况下更换测温电缆内部的温度传感器以及改变温度传感器相对位置。由于这种温度传感器的价格比热敏电阻高出许多,所以DS18x20温度传感器粮情测控系统在房式仓中应用时不如热敏电阻粮情测控系统更具有性能价格比的优势。

2．按通信方式分类

国内粮情测控系统的通信方式主要采用RS485总线技术和现场总线技术两种。

2．1．RS485总线技术

RS485是使用较为广泛的双向有补偿传输线标准,其最大每段总线长度为1200米,每段最多支持32个节点,采用单组双绞线双向主从通信。当总线加长或节点增多时需要使用中继器连接,全网络支持最多256个节点。

RS485通信技术应用时间较长,软硬件实现较为容易,因此是国内粮情测控系统采用较多的通信方式。由于RS485总线技术不支持多主结构,系统容量、通讯距离等方面具有很大的局限性,所以随着现代化大型粮食储备库的逐年增多,RS485通讯方式显得愈来愈力不从心。

2．2．现场总线技术

现场总线技术是一个全新的总线技术,是一种互连现场自动化设备及其控制系统的双向数字通讯协议,它的出现为自动化控制和仪器仪表工业带来了巨大的变革,它代表着未来发展的方向。目前国内粮情测控系统采用了两种现场总线：LONWORKS总线技术和CAN总线技术。

LONWORKS的技术特点是总线开放、互操作性强、可靠性高、通信速度最高可达1.25Mbit/s,最大通信距离可达2700米,最多节点数为32000个。由此可以看出它在性能上要比RS485总线好的多。

CAN总线技术在粮情测控系统中的应用比LONWORKS总线技术更为广泛。CAN总线技术具有先进的多主网络结构、通讯距离远、价位低、可靠性高、系统容量大等优点, CAN总线技术废除了传统的站地址编码,取而代之的是对通信数据块进行编码,使得网络中的节点数在理论上不受限制,从而大大增加了系统的容量,使得大型现代化储备粮库的粮情检测控制在同一系统下得以实现。先进的多主结构不仅使得系统内可以有多台上位机存在以适应不同操作人员和管理人员的多种需要,而且使得网络中智能分机摆脱了只能被动受控状况,整个系统高度智能化,从而大大提高了系统运行的可靠性。CAN总线最大通讯距离可达10公里,这对库区较大、粮仓分布较分散的大型储备粮库是非常适用的。现场总线技术的另一个优点是可以大大节约连接导线以及安装维护费用,使得整个系统在大大提高系统整体性能的同时具有很高的性能价格比。

随着大型国家粮食储备库的日益增多和更多新技术的不断涌现,预计未来国内粮情测控系统将在以下几个方面得到进一步的发展：

首先,热敏电阻和数字温度传感器在同一粮情测控系统中使用。根据以上分析,热敏电阻和数字温度传感器在房式仓和高大仓房两个不同场合各自具有优势,随着大型国家粮食储备库的增多,在同一储备库中将存在不同的仓型,而现存的粮情测控系统中只能选择热敏电阻或数字温度传感器二者之一作为温度检测元件。为了更好地发挥热敏电阻和数字温度传感器各自的优势,在同一粮情测控系统中选用这两种传感器是未来市场发展的需求之一。

其次,现场总线技术的应用将更为广泛。现场总线技术是一个全新的通信技术,它代表着控制系统未来的发展方向,未来的粮情测控系统将不可避免地放弃RS485通信方式转而采用新型的现场总线技术,这将使系统的可靠性、性能价格比大大提高。

再者,系统功能的进一步完善。目前粮情测控系统仅局限与温湿度的检测和通风控制,诸如粮食储藏过程中倍受关注的水分检测和虫害检测均未得到解决,预计未来的粮情测控系统将会把更多种类的粮情检测综合数据采集上来,与粮情专家分析软件密切配合,共同保障粮食的储藏安全。