基于工业 4G DTU 智能酒库酒窖无线温湿度环境监控系统方案 一、概述 酒是世界上最古老的具有保健功能的含酒精饮品，为广大消费者所喜欢。为了得到高品 质的酒，不仅要讲究酒的酿造工艺，而且要讲究酒的存放条件。酒一般都存放在酒窖里，恒 定的环境是酒贮存的关键。 酒类收藏家们认为，酒最好的储藏温度 13℃左右相对湿度长期维持在 50%-70%，才能 保证酒的储藏效果。大学化学系教授 曾经做过试验研究，如果以酒储存的通用标准摄氏 13 度作为基准，若温度上升到摄氏 17 度，酒的成熟速度会是原来的 1.2～1.5 倍，若温度增 加到 23 摄氏度，成熟速度将变成 2～8 倍，若温度升高到 32 摄氏度， 成熟速度将变为 4～ 56 倍。而成熟速度快，不仅酒的风味比较粗糙，而且可能会发生过分氧化让酒变质的可能。 湿度一般认为在 60～70%是比较合适的，湿度太低，影响密封效果，让更多的空气与酒接 触，加速酒的氧化，导致酒变质。即使酒没有变质，如果湿度过高有时也不好，软木塞容易 发霉，而且在酒窖里还容易滋生一种甲虫。 所以，恒定的温度和湿度对酒陈酿的质量起着至关重要的作用。 对于厂家来说酒一般 都存放在地下酒窖里，但是并不是可以随意的挖制地下酒窖，应根据产品的工艺和质量的要 求，并结合当地气候、土壤、地下水位及材料来源等因素决定。北方应考虑防冻，南方应注 意过高气温的影响。另外对于不同的酒所要求的最佳储存温度，天然酒窖在精确控制方面还 是很欠缺的。 专业的电子酒柜是恒温恒湿的，但是价格也非常的贵。 传统的酒窖需要日常维护，采 用人工调节和测量环境，其工作量大，工况点的调节慢，数据的维护和分析困难。此外，在 许多偏僻的酒窖，工作人员工作起来既不方便也会增加维护成本。在这个方面，急需一种更 好的方法来实施酒窖温度和湿度控制。在此基础上，才茂充分利用实验室的资源和现代先进 技术，研究并开发基于 485 总线的温度湿度监控系统。对酒窖的温度和湿度的监控，既保证 酒的品质的可靠性和经济性，可以降低维护费用，在生产实际中具有重要的意义。 二、实施设计原则 1、合理性投资，降低成本； 2、环保设计，充分利用新技术，合理利用新能源原则； 3、设计布局合理，项目系统性能稳定，技术先进，软件管理操作简单易懂； 4、符合安全保护的科学管理、安全有效的原则；《建筑设计防火规范》 GB50116-98《火灾 自动报警系统设计规范》 JJG874-2007《温度指示控制仪》 GBJ93-86《自动化仪表选型规定》HG20507-92《工业自动 化仪表工程施工及验收规范》 GB50054-95《低压配电设计规范》JB/T5243-91《工业控制计 算机系统验收大纲》 GB11032-89《交流无间隙避雷器》ITU.TS.K20∶1990《电信交换设备耐 过电压和过电流能力》 三、指标要求 系统选型高起点 技术先进性：选用最专业的厂家产品系统高 可靠性：系统的硬件和软件均采用技术成熟的产品 系统运行管理方便：软件系统中文化，操作方便技术支持能力强：承建单位技术实力强，服 务完善系统可扩展性能强：模块化结构有利于扩容与扩展投资少：系统选型具有高性能价格 比建设时间短：在较短的时间内完成系统的安装调试 1、由智能温湿度传感器（自带控制）采集每个酒曲室的温湿度数据，通过 485 MODBUS RTU 总线通讯方式上位机通讯上传数据、控制各种设备运行。具有防死机 防雷 抗干扰等功能！ （1） 温湿度安装位置： 根据酒曲室实际面积和环境状态情况，将酒曲室温湿度传感器合理分布，实现自动监测、调 控管理； （2） 安装与布线： 温湿度传感器壁挂在墙体表面，通过 RVVP 屏蔽通讯线缆将其连接至上位机，系统电源由 中心机房统一供电。为系统的运行更为可靠稳定，布线时将弱点和强电分开进行布置！ （3）温湿度控制系统介绍： 温湿度传感器将探测到的数据以 RS485 总线的形式上传到上位机，由上位机进行数据处理、 打印报表 短信报警 超限报警 记录数据 存储数据等及发出指令到智能控制器来实现对被 控设备的控制（加湿器 加热器 排风机等）运行！每个房间外都带有温湿度显示功能； （4） 按照酒曲室温湿度管理，分为人工和自动两种控制方式。软件可以设定合理的设备开 启、关闭温湿度阀值；根据设定值与实时数据的比较，计算机 24 小时通过电磁阀自动对加 热器、加湿机、排气风扇的开（关）机进行控制，或设定开（关）机的时间段。在人工控制 方式下，按设定的时间进行自动控制电磁阀、加湿机、排气风扇的开（关）机。 2、软件实现功能： 1、软件登陆界面为窗口化，简易操作，明了读取； 2、显示酒曲室各个温湿度值及各个报警超限点； 3、具有自动控制和人工控制外部设备启动与关闭功能； 4、温湿度控制点的自由设定及控制设备时间段的自由设定； 5、可查询酒曲室的历史数据报表，转化成 excel 表打印； 6、酒曲室的温度 湿度 报警点曲线查询； 7、可通过内部区域网查看每个酒曲室采集数据； 8、软件留有系统扩展功能，简易 方便扩展。 四、方案配置 1、温湿度变送器（高湿型） 电源：24VDC 温度：-40-80℃ 湿度：0-100%RH 湿度分辨率：0.1％ 湿度精度：3％RH（20-90%RH） 温度分辨率:0.1℃ 温度精度：<±0.5℃（0-50） 输出信号：4-20MA 2、高精度温湿度通信仪供电电源：24VDC 输入信号：4-20ma 输出信号：RS485 3、智能控制箱供电电源：24VDC 控制通道：16 路输出信号：开关量通讯接口：RS485 用于 控制电磁阀 4、综合温湿度监测软件 采用正版组态软件平台， 软件带加密锁 无限点数监测 100 点温湿度，300 路控制输出及 相对回差设定 I/O 输出软件具有性能稳定、界面美观、易于操作、易于管理、方便系统扩 展及升级、功能：具有实时曲线、 实时曲线、历史曲线显示；软件支持数据查询 数据自动 存储 按年、月、周、日生成数据报表打印 具有 回差设定 超限报警、 对加湿、、排风机 加 热器等进行自动控制等功能支持局域网查询数据 五、文字描述 （一）细节描述： 发酵间现场结构为 N 层楼宇式，每层 N 间发酵室，每个发酵室面积约 N ㎡；房间内受控 设备有三种，都采用了电磁阀进行控制； 系统采用了智能控制器对电磁阀进行控制，智能控制器为 N 路控制输出即可控制 N 个电 磁阀，现分布为 N 个房间用一台智能控制器来实现控制，所以采用 N 台智能控制器即可 完成所有设备的控制！（系统分布易更改）由于现场为系统为有线连接方式，结构为 5 层 楼宇式，所以通讯转换器采用了多路集成通讯器，将每层楼宇采集的数据总线分别接到该通 讯器上，这样更有效的保证了整个系统的运行稳定性，提高了传输速率，而且布线变得简易 方便，节省线缆用量从而节省成本！ 酒曲发酵室环境比较特殊，温度需控制在 50-60℃间，湿度达到 98％RH，在这种环境下， 我公司建议加湿器采用蒸汽喷雾式来进行加湿工作！由于温度与湿度有密切的关系，所以采 用蒸汽喷雾式加湿器才能有效的保证房间湿度达到高湿度状态！ 传感器采用了高湿环境研发的一款， 高湿度传感器，该传感器经大量的试验环境试验，现 以广泛应用水泥养护 面包发酵室 食用菌种植车间 锂电池养护车间 酒曲发酵室等高湿度 环境，长期运行稳定，精度高，整体性能稳定！ 根据现场采集及受控设备数量，系统采用了正版组态软件平台，软件带加密狗， 功能丰富， 简便易操作，软件选择了无限点数模式，可将现场所有系统数据进行采集和控制，并为以后 系统扩展提供了操作空间！性价比高，运行稳定！ （二）系统运行步骤简易描述 该系统由温湿度传感器采集酒曲发酵间每个房间数据后，直接将信号接入温湿度仪表显示， 仪表实时显示温湿度测量值，通过仪表通讯接口经通讯转换器接入中控室，将数据上传到监 控平台；监控平台将得到的数据做进行处理后，根据平台设定好的温湿度值，某房间出现温 湿度超限情况，监控平台发出指令到智能控制器，智能控制器接到指令后发出信号，使电磁 阀做出相应动作，启动超限处理设备运行！当现场超限点处理完毕后，监控平台自动恢复到 监测状态！并且可以通过内部局域网进行浏览现场数据状态！