ICS35.240.99CCSB20IntelligentgraindepotOnlinemonitoringsystemforgrainqPressuresensormetI前言 2規范性引用文件 3術語和定義 4系統組成 4.1硬件組成 24.1.1壓力傳感器 24.1.2數據采集與傳輸設備 24.2軟件組成 24.2.1軟件數據輸出接口 24.2.2模型控件接口 25技術要求 25.1外觀要求 25.2功能要求 35.2.7硬件技術要求 45.2.8軟件技術要求 45.3技術指標 45.5數據采集及通信系統 55.6WEB子系統架構 55.7通信服務子系統架構 66試驗方法 66.1系統功能檢驗 66.2環境試驗 66.3電磁兼容試驗 66.4安全性試驗 66.5壓力傳感器靜態性能試驗 67設備安裝 67.1土建條件 67.2檢查驗收 67.3設備保管 67.4設備安裝要求 68檢驗規則 78.1檢驗分類 78.2出廠檢驗 78.3型式檢驗 79標志、包裝、使用說明書、貯存及運輸 79.1標志 79.2包裝 79.3使用說明書 79.4貯存 89.5運輸 8附錄A（資料性）壓力傳感器布置模型 9A.1房式倉、筒式倉壓力傳感器的布置模型 9A.2布置模型說明要求 9A.3布置模型的建立原則 9附錄B（資料性）糧倉儲糧重量計算模型 10B.1模型計算精度 B.2模型控件接口定義 本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國信息協會提出并歸口。本文件起草單位：北京航天金泰星測技術有限公司、中儲糧成都儲藏研究院、航天愛信諾智慧科技有限公司、杭州安鴻科技股份有限公司、湖北葉威（集團）智能科技有限公司、成都比斯特科技有限公司。本文件主要起草人：張弢、史青、李振國、嚴曉平、胡坤、陳召安、謝勝利、葉維林、林榮華。1智能化糧庫糧食數量在線監測系統壓力傳感器法本文件規定了糧食數量在線監測系統（壓力傳感器法）系統組成、技術要求、試驗方法、設備安裝、檢驗規則、標志、包裝、貯存及運輸。本文件適用于糧食數量在線監測系統（壓力傳感器法）設計、制作、安裝與測試等。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB4793.1—2007測量、控制和實驗室用電氣設備的安全要求第1部分：通用要求GB/T191包裝儲運圖示標志GB/T6587—2012電子測量儀器通用規范GB/T9969—2008工業產品使用說明書總則GB/T13384—2008機電產品包裝通用技術條件GB/T15478—1995壓力傳感器性能試驗方法GB/T17626電磁兼容試驗和測量技術JJG882-2004壓力變送器LS1206-2005糧食倉庫安全操作規程LS1207-2005糧食倉庫機電設備安裝技術規程3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1糧倉壓力傳感器granarypressuresensor用于測量糧食壓力并輸出電信號的傳感器，以下簡稱壓力傳感器。4系統組成系統由硬件和軟件組成。硬件一般包括壓力傳感器和數據采集與傳輸設備；軟件包括軟件數據輸出接口和模型控件接口。典型結構如下圖1所示圖1系統組成圖24.1硬件組成4.1.1壓力傳感器壓力傳感器基于變電容原理的傳感器，壓力傳感器外殼為不銹鋼材質。當檢測到測量信號發生變化，信號處理和轉換電路檢測將這一變化轉換為數字壓力信號輸出。壓力傳感器布置模型參照附錄A。4.1.2數據采集與傳輸設備數據采集與傳輸設備是外殼是硬鋁材質。可以將壓力傳感器輸出的數字壓力信號進行處理，根據糧食重量計算模型，實時計算出糧倉儲糧數量。對糧倉儲糧數量進行實時監測、動態監管和緊急情況預警。4.2軟件組成4.2.1軟件數據輸出接口糧倉壓力傳感器采用RS485協議。4.2.2模型控件接口顯示倉房信息、壓力傳感器部署信息、壓力值、儲量值。糧倉儲糧重量計算模型參照附錄B。5技術要求5.1外觀要求5.1.1壓力傳感器5.1.1.1壓力傳感器外觀應符合圖紙（圖2）要求，銘牌應完整、清晰。圖2壓力傳感器外形圖5.1.1.2傳感器零部件應完好無損，緊固件不得有松動和損傷現象。5.1.1.3傳感器的外表面不應有明顯的凹痕、裂縫和變形。5.1.1.4壓力傳感器外殼為不銹鋼材質。5.1.1.5壓力傳感器膜片為不銹鋼材質。5.1.2壓力數據采集與傳輸設備5.1.2.1整體結構簡潔美觀，便于安裝、維護。5.1.2.2數據采集與傳輸設備是外殼是硬鋁材質。35.1.2.3數據采集與傳輸設備的外形尺寸應符合圖紙（圖3）要求。5.1.2.4表面色澤一致，并明顯變形、劃痕、永久性污漬，亦無起泡、腐蝕、毛刺龜裂、脫落等現象，金屬表面不能有銹蝕。5.1.2.5說明文字應清晰。圖3數據采集與傳輸設備5.2功能要求5.2.1在線檢測糧倉儲糧數量通過測量糧堆壓力，對糧倉儲糧重量進行實時檢測和動態監管。5.2.2儲糧狀態智能分析與異常預警實時判斷空倉、滿倉、倒倉狀態，對異常情況及時作出報警。5.2.3數據存儲與檢索具備數據存儲、歷史數據查詢和網絡共享功能。5.2.4數據顯示具備傳感器壓力、糧倉儲糧重量等儲糧數據表格與圖形等方式的顯示功能。5.2.5管理權限設置向不同的管理者提供相應權限下的數據。5.2.6使用場合4用于房式倉、筒式倉等散裝儲藏糧倉，根據倉容選擇傳感器型號。5.2.7硬件技術要求測量設備硬件應符合LS/T1203-20025.2的要求，具體包括計算機、元器件、通信電纜和電源電纜、抗干擾、防護、安全、防爆和工藝等方面的要求。5.2.8軟件技術要求系統軟件平臺及應用軟件的開發應符合LS/T1203-20025.3的要求。5.3技術指標5.3.1糧倉壓力傳感器5.3.1.1量程：0～500kPa。5.3.1.2電源：5V±0.5VDC。5.3.1.3工作溫度：-20℃~+50℃。5.3.1.4為保證糧食壓力測量精度，傳感器受力面直徑應不小于100mm。5.3.1.5測量誤差：0.5%FS。5.3.1.6單機功耗：≤10mA。5.3.1.7過載能力：150%FS。5.3.1.8長期穩定性：能夠連續工作五年以上，零點漂移不超過0.3%/年。5.3.1.9信號輸出方式：采用RS485總線。5.3.1.10接線方式：VCC（紅）；GND（黑）；信號A（黃）；信號B（藍）。5.3.1.11通信地址編號：從1開始（不間斷）。5.3.2壓力數據采集與傳輸設備5.3.2.1使用220V交流供電，自帶備用電池（用于外部電源暫時中斷期間）。5.3.2.2為壓力傳感器提供5.0V直流電源，負載能力：≥3A。5.3.2.3定時采集數據，采集周期可調，保證數據采集穩定性。5.3.2.4與壓力傳感器的通訊協議按照5.6。5.3.2.5工作溫度：-40℃~+75℃。5.3.2.6通信距離：控制室到各倉設備通信距離不超過2km。5.4軟件數據輸出接口定義糧倉壓力傳感器對外通信物理層采用RS485協議（圖4鏈路層和應用層采用MODBUS協議。物理層為RS485，波特率9600，120Ω雙絞線，三線（A，B，GND），外加VCC給壓力傳感器供電。鏈路層采用RTU傳輸模式。圖4壓力數據傳輸協議5單字符幀為11位（圖5），偶校驗：圖5單字符幀格式16位CRC生成多項式：1+x2+...+x15+x16表1內部保持寄存器序列0低4BCD碼壓力1數據狀態（4BITS）高3BCD2低4BCD溫度溫度3數據狀態（4BITS）高3BCD備注：一個寄存器為2字節。數據狀態：前三位代表數據是否正常，000為正常，111為故障。第四位代表數據的正負，0為正，1為負。讀取寄存器指令：表2請求功能碼1個字節0x03起始地址2個字節0x0000~0xFFFF寄存器數量2個字節1~125(0x7D)功能碼1個字節0x03字節數1個字節2×N*寄存器值N*×2個字節N*=寄存器的數量表4錯誤差錯碼1個字節0x83異常碼1個字節01或02或03或045.5數據采集及通信系統數據采集系統主要是將現場傳感器所采集的數據通過電纜傳輸給數據處理機，然后經數據處理機處理后，數據再經由電纜傳輸到上位機，進入數據庫系統。5.6WEB子系統架構Web子系統包括表示層、業務層、業務數據訪問層、數據訪問層：表示層：由UI（UserInterface）和UI控制邏輯組成；業務層：封裝了實際業務邏輯，包含數據驗證，事物處理，權限處理等業務相關操作，是整個應用系統的核心；業務數據訪問層：是一個針對具體應用系統的專屬層，它為業務層提供與數據源交互的最小操作方6數據層：為數據源提供一個可供外界訪問的接口。5.7通信服務子系統架構通信服務子系統分為業務服務層、協議引擎層、數據訪問層、調度器層、通信服務層：業務服務層：實現用戶數據處理及解析，并根據通信協議的要求解析數據包并對數據進行相應的數據分析及處理；協議引擎層：實現通信協議的實現及維護；協議處理層：使通信服務器能夠對多種應用層協議同時進行處理，該層使用有限狀態機對通信協議的通信過程進行定義；數據訪問層：負責訪問數據庫；調度器層：實現調度底層通信數據和上層的協議解析及數據處理；通信服務層：實現底層的數據通信。6試驗方法6.1系統功能檢驗系統功能按照本文件5.2要求逐項對照檢查，檢驗表的制定參照LS/T1203-2002糧情測控系統8.8。6.2環境試驗設備的環境試驗方法按照LS/T1203-2002糧情測控系統8.1。6.3電磁兼容試驗設備的電磁兼容試驗方法按照LS/T1203-2002糧情測控系統8.2。6.4安全性試驗設備的安全性試驗方法按照LS/T1203-2002糧情測控系統8.3。6.5壓力傳感器靜態性能試驗壓力傳感器的零點、滿量程、測量誤差、過載能力等靜態性能的測定以及工作溫度范圍等按照GB/T15478-1995。7設備安裝7.1土建條件必要時，與設備安裝有關的土建工程（含設備預埋件和預埋布線管、接線盒等應在設備安裝開始前完成。預埋件的數量、位置、幾何尺寸、位置偏差和質量，以及預留孔洞的數量、位置、尺寸應符合設計要求。7.2檢查驗收設備和材料到達現場后，應在規定期限內開箱驗收檢查，檢查方法參照LS1207-2005糧食倉庫機電設備安裝技術規程3.1。7.3設備保管設備保管方法按照LS1207-2005糧食倉庫機電設備安裝技術規程3.2。7.4設備安裝要求7.4.1糧倉壓力傳感器需在空倉狀態安裝。7.4.2去掉壓力傳感器外包裝，根據裝箱清單及設計圖紙，清點壓力傳感器數量及通信地址。77.4.3檢測壓力傳感器零壓力輸出（必要時校零）。7.4.4根據設計圖紙、設備安裝技術規程，安裝壓力傳感器。7.4.4倉內壓力信號以485總線方式傳輸，最終出倉電纜為一根電纜。7.4.5鋼管、電纜、電線敷設應符合LS1207-2005中的相關規定。7.4.6倉外測控設備的安裝，應符合LS/T1203-2002中7.1的要求。8檢驗規則8.1檢驗分類產品檢驗分出廠檢驗和型式檢驗。8.2出廠檢驗8.2.1外觀檢驗目力觀測，檢驗產品是否符合5.4的規定。8.2.2性能檢驗a)檢驗壓力傳感器產品是否符合5.3.1的規定。b)檢驗數據采集與傳輸設備產品是否符合5.3.2的規定。8.3型式檢驗型式檢驗是對產品質量的全面考核。檢驗項目包括5.3.1、5.3.2中所有項目。型式試驗的樣本應從出廠檢驗的合格批次中隨機抽取三套進行型式試驗。8.3.1有下列情況之一應進行型式試驗：a)新產品定型鑒定時；b)產品結構、材料、工藝、有較大改變，可能影響性能時；c)正常生產時，每三年進行一次；d)出廠檢驗結果與上次型式試驗有較大差異時；e)產品停產一年后，恢復生產時；f)國家質量監督機構提出進行型式試驗要求時。8.3.2判定規則a)全部項目合格則判定型式試驗合格。b)如不合格項目可加倍抽樣，對不合格項目進行復檢，如仍不合格則判定型式試驗不合格。9標志、包裝、使用說明書、貯存及運輸9.1標志產品標志應包括產品名稱、型號、生產廠家、出廠日期和產品的主要技術參數。9.2包裝產品的包裝應符合GB/T13384-2008和GB/T191的規定，應連同合格證和說明書規定的成套附件進行包裝。9.3使用說明書產品的使用說明書應符合GB/T9969-2008的規定。89.4貯存產品應貯存于通風干燥的室內，長期存儲應保留原包裝。9.5運輸包裝好的產品應適用于車運環境應力要求，中途不得受強烈的振動和碰撞，長途運輸時，應注意防潮防水。9（資料性）壓力傳感器布置方法A.1房式倉、筒式倉壓力傳感器的布置方法房式倉傳感器布置如圖A.1所示，筒式倉如圖A.2所示，底面壓力傳感器按外圈和內圈兩圈布置，外圈壓力傳感器均與側面墻距離為d>0且dx1m，內圈傳感器均與側面墻距離D為2~3m。每圈傳感器數量均為6~10臺，傳感器間距應不小于1m。圖A.1房式倉底面壓力傳感器布置模型圖A.2筒式倉底面壓力傳感器布置模型A.2布置模型說明要求系統應編制壓力傳感器布置模型說明。說明中明確壓力傳感器的量程、數量、在倉房中的安裝位置（墻壁或地面）、具體在倉內的坐標尺寸等。應使得現場施工人員能夠利用該布置模型，結合待安裝倉房信息，自行設計或使用相關軟件，明確繪制出具體某一個厫間的壓力傳感器布局圖。A.3布置模型的建立原則a)建立壓力傳感器布置模型時，應從工程實用角度，遵循以下原則：b)經濟性原則：在滿足測量精度的同時，壓力傳感器的數量應盡可能少。c)便