本發(fā)明涉及糧食工程，具體是一種倉儲糧堆均溫通風分區(qū)管理的溫度變異系數(shù)調(diào)控方法。

背景技術：

1、目前糧食產(chǎn)后儲藏熱濕的傳遞均勻性和通風調(diào)監(jiān)控優(yōu)化是困擾規(guī)模化低溫保鮮儲藏的瓶頸問題，在糧食儲存過程中，維護良好的儲糧環(huán)境至關重要。其中，溫度的均衡管理不僅影響糧食的質(zhì)量和保鮮期，還直接關系到儲糧的安全性。因此，研究和開發(fā)適用于儲糧均溫通風分區(qū)管理的溫度變異系數(shù)調(diào)控策略方法，具有重要的實際意義和應用前景。近年來，各國紛紛加大對糧食儲存技術的投入，采用先進的控制技術來提高糧食儲存的效率與安全性。以歐美國家為例，他們在溫濕度監(jiān)測、通風系統(tǒng)優(yōu)化以及糧堆管理方面已有多項專利技術。其中，部分專利涉及基于智能感知和機電一體化的通風控制系統(tǒng)，但受實際行業(yè)情況來看，上述技術方法多數(shù)停留在對倉儲鋼板倉、立筒倉和淺圓倉等的機械化運行，存在著對不同儲糧分區(qū)溫度調(diào)控能力不足的問題。

2、對應目前糧食產(chǎn)后主要倉儲類型高大平房倉來看，平面跨度較大且單倉儲藏規(guī)模量足，統(tǒng)一的溫度通風調(diào)控缺乏精細化管理，極容易出現(xiàn)過冷和通風死角的存在，給糧堆結(jié)露、霉變和蟲害發(fā)生埋下了重大隱患。通常，現(xiàn)有的糧倉測溫點數(shù)量眾多，標準廒間通常會設置超過200個以上糧情測溫點，極容易出現(xiàn)個別的機械故障，導致檢測點數(shù)據(jù)異常。如果不進行補償修正，這些異常數(shù)據(jù)可能被誤解為糧堆溫度異常，實際上只是監(jiān)測設備自身的故障，并不存在糧堆溫度的真實異常。在這種情況下，僅能依賴人工經(jīng)驗進行判斷，而當前技術在處理此類異常情況時缺乏有效的數(shù)據(jù)清洗和空間補償機制。然而，現(xiàn)有的均溫通風方法往往忽略這方面實際客觀存在，極容易造成通風程序與實際糧情不符的運行模式。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術的問題，提供了一種倉儲糧堆均溫通風分區(qū)管理的溫度變異系數(shù)調(diào)控方法，實現(xiàn)糧食儲藏主流倉型高大平房倉開展通風區(qū)域分區(qū)劃分，開展全倉不同分區(qū)糧堆溫度數(shù)據(jù)平均數(shù)值、標準差和變異系數(shù)的統(tǒng)計與分析，提升了后期數(shù)據(jù)分析準確性，形成智能化的均溫通風調(diào)節(jié)系統(tǒng)，提高儲藏過程中糧堆微生態(tài)的穩(wěn)定性，降低糧堆內(nèi)部的微氣流流動和結(jié)露等風險發(fā)生，對糧食綠色儲藏和機械通風均勻性提高具有重要推動作用，也為糧食產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供技術儲備。

2、本發(fā)明包括以下具體步驟：

3、步驟1：明確糧倉廒間跨度后進行分區(qū)劃定并設計溫度傳感器采集位置：以糧倉中心點為原點，依據(jù)倉房橫縱對稱軸分別設置不同象限，并以地面為基礎平面，以固定垂直距離高度設置不同分區(qū)，要求每個分區(qū)測溫點設置合適數(shù)量的溫度采集傳感器；

4、步驟2：原始糧堆溫度數(shù)據(jù)異常判定和有效保留：對采集上的原始溫度數(shù)據(jù)進行異常判定，消除無效數(shù)據(jù)和異常數(shù)據(jù)；

5、步驟3：清洗后的糧堆溫度數(shù)據(jù)空白補償：在原始數(shù)據(jù)異常判定和有效保留的基礎上，對清洗后的空白數(shù)據(jù)采用時間鄰近點的數(shù)據(jù)插值進行填補，根據(jù)八面體空間相鄰6點的數(shù)據(jù)插值進行空白補償，完成全體所有采集位點的空白填補后視為補償結(jié)束；

6、步驟4：糧堆溫度變異系數(shù)計算：以目標傳感器為中心位點，統(tǒng)計分析所在空間相鄰6點的糧堆溫度數(shù)據(jù)平均數(shù)值、標準差和變異系數(shù)；若目標傳感器為糧堆邊緣測溫點，按實際相鄰點進行計算；同步計算不同象限不同垂直分區(qū)的糧堆溫度平均數(shù)值、標準差和變異系數(shù)；

7、步驟5：糧堆溫度均勻程度判定：根據(jù)不同分區(qū)、測溫點的糧堆溫度變異系數(shù)，進行通風均溫邏輯規(guī)則的組建，用以適應不斷變化的糧堆通風氣流溫度，構(gòu)建特異性的糧堆內(nèi)循環(huán)通風模式；

8、步驟6：內(nèi)環(huán)流風機運行模式匹配：基于變異系數(shù)和溫度均勻性的分析結(jié)果，制定調(diào)節(jié)風機運行功率策略，為每個分區(qū)設定風機的工作模式，其功率調(diào)整依據(jù)分區(qū)狀態(tài)和獨立測溫點的溫度變異系數(shù)的大小；

9、步驟7：內(nèi)環(huán)流風機控制系統(tǒng)自動化：通過對環(huán)境溫度、濕度及糧堆內(nèi)部溫度分布的實時監(jiān)測，實現(xiàn)風機與監(jiān)測數(shù)據(jù)集成，確保風機能夠根據(jù)實時數(shù)據(jù)自動調(diào)節(jié)運行功率，滿足儲糧內(nèi)均溫要求；

10、步驟8：效果反饋與優(yōu)化循環(huán)：實時監(jiān)控調(diào)控效果并持續(xù)優(yōu)化，定時收集風機運行數(shù)據(jù)和儲糧區(qū)域的溫濕度信息，基于反饋結(jié)果，調(diào)整異常值判定標準、變異系數(shù)的計算方式及風機運行策略，實現(xiàn)持續(xù)優(yōu)化。

11、進一步改進，步驟1中，所述的設置象限以糧倉地面為基礎平面，以基礎平面的物理對稱中心點為基礎原點對稱設計4個象限，垂直方面每間隔1m設置獨立分區(qū)；溫度監(jiān)測位點相鄰水平間隔要求低于5.0m，縱向要求間隔低于1.75m；每個獨立分區(qū)要求設置不少于9個溫度監(jiān)測位點。

12、進一步改進，步驟2中，所述無效數(shù)據(jù)包括因溫度傳感器自身非人為因素造成的偶然故障、運行異常和數(shù)據(jù)傳輸丟失的數(shù)據(jù)，所述異常數(shù)據(jù)為對長期出現(xiàn)超檢測量程數(shù)值、重復數(shù)值、空白值和相鄰兩次時間采集差值過大的單點溫度數(shù)據(jù)。步驟2中，出現(xiàn)的溫度傳感器非人為因素造成的偶然故障統(tǒng)計數(shù)據(jù)判斷標準為傳感器對應數(shù)值超過傳感器的最大檢測范圍；重復數(shù)值判斷標準為連續(xù)3次級以上采集的溫度數(shù)值精確至小數(shù)點后3位完全相同，視為異常重復；傳感器采集數(shù)據(jù)為空或確實視為空白異常；相鄰兩次有效溫度采集數(shù)值差異超過設定閾值10℃視為差值異常過大。

13、進一步改進，步驟3中，對數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)插值補償之前，須確保原始數(shù)據(jù)經(jīng)過異常判定并剔除無效數(shù)據(jù)。對數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)插值補償過程采用八面體空間相鄰6點插值方法以補償空白數(shù)據(jù)，插值算法采用加權平均法進行：

14、

15、dfill表示插值數(shù)據(jù)，di表示為相鄰點數(shù)據(jù)，wi表示相應權重，其中空間相鄰6點中，水平方向4點權重系數(shù)分別為0.2，垂直方向2點權重系數(shù)分別為0.1；若補償數(shù)據(jù)為邊界點，按所在相鄰點進行等權重系數(shù)補償；當所有采集位點的空白數(shù)據(jù)均被填補后，視為清洗數(shù)據(jù)空白補償完成。

16、進一步改進，步驟4中，采用目標傳感器為中心點，圍繞其進行相鄰點溫度數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，統(tǒng)計指標包括目標位點及空間相鄰6點的平均數(shù)、標準差和變異系數(shù)，計算公式如下：

17、

18、mean表示目標測溫點及相鄰點平均值；stddev表示標準差；cv表示該點對應與相鄰6點的變異系數(shù)；同理，不同象限及其分區(qū)的總體平均值、標準差和變異系數(shù)同步計算，用于評價分區(qū)總體溫度均勻性。

19、進一步改進，步驟5中，若測溫點對應的cv<10％，定義為溫度相對穩(wěn)定；若10％≤cv<20％，定義為溫度“待監(jiān)控”狀態(tài)；20％≤cv，定義為“需調(diào)節(jié)”；若測溫象限分區(qū)平均cv值<15％，定義為“溫度平均”，測溫象限分區(qū)平均cv值≥15％，定義為“均溫異常”；依據(jù)均溫邏輯規(guī)則，制定針對不同分區(qū)和通風狀態(tài)的通風模式，包括動態(tài)風速調(diào)整：基于溫度波動情況，在不同區(qū)域采用不同風速和風向配置，以優(yōu)化氣流分布；和定期調(diào)節(jié)周期：設定定時監(jiān)測與調(diào)節(jié)頻率，以確保對氣流溫度的實時適應與調(diào)整。

20、進一步改進，步驟6中，當分區(qū)處于均溫異常時，通風風機處于額定功率恒常運行；分區(qū)處于溫度平均，測溫點cv出現(xiàn)1個及以上“需調(diào)節(jié)”狀態(tài)或3個及以上“待監(jiān)控”狀態(tài)，風機處于減速模式，運行功率為上次檢測運行的0.8；當分區(qū)處于溫度正常，且所有測溫點cv處于溫度相對穩(wěn)定或“待監(jiān)控”狀態(tài)低于3點時，均溫風機處于低頻狀態(tài)。

21、進一步改進，步驟7中，風機與監(jiān)測數(shù)據(jù)集成過程具體為將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至pls控制器，利用plc可編程邏輯控制器實現(xiàn)風機與監(jiān)測數(shù)據(jù)集成。

22、本發(fā)明有益效果在于：

23、1、實現(xiàn)糧食儲藏主流倉型高大平房倉開展通風區(qū)域分區(qū)劃分；

24、2、在構(gòu)建溫度監(jiān)控采集系統(tǒng)基礎上，完成對原始數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、清理和補償，提升后期數(shù)據(jù)分析準確性，克服了由溫度傳感器自身機械故障、數(shù)據(jù)傳輸接口異常以及度數(shù)顯示信號丟失等造成現(xiàn)實糧情誤判；

25、3、基于空間分布原則，開展全倉不同分區(qū)糧堆溫度數(shù)據(jù)平均數(shù)值、標準差和變異系數(shù)的統(tǒng)計與分析；

26、4、聯(lián)動物聯(lián)網(wǎng)技術，聯(lián)動高大平房倉的地上籠通風系統(tǒng)，與現(xiàn)有的糧倉機械通風系統(tǒng)無縫對接，適用于所有地面式垂直通風方法，取代了原有的糧倉機械通風的人為判斷操作，完成了全倉糧倉溫度的實時監(jiān)測、判斷和調(diào)控，能提升糧倉通風數(shù)字化智能化；

27、5、對糧堆溫度分布均勻性判定準確，結(jié)合點-面-體式多維度的變異系數(shù)分析，完成了糧倉均溫通風過程的變頻節(jié)能控制，提高儲藏過程中糧堆微生態(tài)的穩(wěn)定性，降低糧堆內(nèi)部的微氣流流動和結(jié)露等風險發(fā)生，對糧食綠色儲藏和機械通風均勻性提高具有重要推動作用，也為糧食產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供技術儲備。