Облачная термометрия зерна: удаленный мониторинг хранения в режиме реального времени

Сохранность урожая – ключевая задача любого агропредприятия. После сбора зерно продолжает «жить»: в нем протекают биохимические процессы, на которые напрямую влияет температура. Эффективный контроль температуры зерна является фундаментом безопасности хранения и залогом сохранения его качества и массы.

В соответствии с требованиями к безопасной эксплуатации элеваторов и зернохранилищ контроль температуры зерна осуществляется с использованием автоматизированных систем термометрии, позволяющих в режиме реального времени контролировать температуру, выявлять очаги самосогревания и предотвращать потери продукции при хранении.

Для чего нужна термометрия?

При организации контроля хранения сыпучих продуктов часто используются понятия «термометрия», «система термометрии» и «система мониторинга». Система термометрии – это программно-аппаратный комплекс, который осуществляет измерение и мониторинг значений температуры и влажности продукции, уровень загрузки сырья, формирует отчеты и графики. Данный функционал позволяет вовремя обнаружить и препятствовать неблагоприятным процессам на ранних стадиях, таким как:

Повышенная влажность. Высокая влажность (выше 14%) способствует развитию фузариоза и плесени, снижая качество зерна и делая его непригодным для продовольственных целей;

Самосогревание. Повышенная влажность и недостаточная вентиляция могут привести к самосогреванию зерновой массы, образованию очагов перегрева и, в отдельных случаях, возникновению возгорания.

В данной статье описаны функциональные возможности, особенности работы и области применения облачной термометрии, а также приведены примеры внедрения системы на объектах хранения зерна.

Предпосылки для появления облачной версии термометрии

Система измерительная «Грейн» предназначена для автоматизированного измерения и контроля температуры и уровня загрузки сыпучих продуктов в хранилищах силосного типа, а также на других объектах.

Система производят сбор данных о температуре с термоподвесок элеватора и записывает их значения на жесткий диск компьютера. Система позволяет просматривать и отслеживать на компьютере значения температуры и тенденцию её изменения за любой промежуток времени, а также распечатывать отчет на принтере. Для быстрой оценки состояний силосов используется отображение температуры с помощью цвета.

Локальный формат работы системы, при котором данные доступны лишь на одном ПК и отсутствует централизованный удалённый контроль, стал драйвером развития облачной термометрии – решения, которое даёт доступ к информации из любой точки и полностью устраняет географические барьеры.

Облачная версия не заменяет систему термометрии «Грейн», а дополняет её. Система «Грейн» выполняет сбор, обработку и хранение данных о температуре зерна, а облачный сервис предоставляет удобный доступ к этой информации с персонального компьютера, планшета или смартфона через веб-интерфейс

Что такое облачная термометрия ?

Облачная термометрия зерна – современная технология непрерывного удаленного мониторинга зерна с передачей данных в облачную платформу и доступом к информации через веб‑интерфейс. Оно реализует функционал, аналогичный измерительной системе «Грейн», при этом обеспечивает online доступ к данным и консолидирует информацию со всех объектов заказчиков. Функциональная схема работы системы представлена на рисунке 1.

С целью демонстрации функциональных возможностей облачной термометрии и её практической значимости предлагается рассмотреть два примера реализации системы на зернохранилищах.

Рассмотрим ситуацию, при которой возникает необходимость решения следующей задачи: осуществлять мониторинг показателей температуры и влажности в силосах со всего агрохолдинга, чаще всего при решении данной задачи используется подход, основанный на локальном контроле каждого объекта. За каждым АРМ закрепляется наблюдатель/оператор из штата сотрудников, который должен в течении рабочего дня вести наблюдение за изменениями температуры и отслеживать динамику её изменений. При использовании облачной термометрии необходимость постоянного контроля со стороны оператора значительно снижается. Система автоматически формирует уведомления при выходе контролируемых параметров за установленные пределы и обеспечивает удалённый доступ к данным с любого устройства, имеющего подключение к сети Интернет.

В ходе эксплуатации систем термометрии специалисты нашей компании сталкивались с ситуациями, когда сотрудники, ответственные за контроль хранения зерна, несвоевременно реагировали на изменение температурных показателей, ненадлежащим образом исполняли должностные обязанности, что приводило к несвоевременному выявлению перегрева зерновой массы и, как следствие, к возгоранию в одном из силосов. После данного инцидента руководство агрохолдинга приняло решение о внедрении облачной термометрии на все свои объекты для сбора, обработки и хранения данных в аналитическом центре. На сегодняшний день вместо 4-х операторов данную задачу закрывает один сотрудник. При этом доступ к данным и информацию о внештатных ситуациях теперь получают, не только операторы на стационарных АРМ, но и руководство агрохолдинга.

Ниже рассмотрены ключевые возможности облачной термометрии и области её применения при мониторинге температуры зерна на элеваторах и зернохранилищах.

Принцип работы системы

1. Сбор данных. Система обеспечивает автоматизированный, непрерывный и синхронизированный сбор данных  с термоподвесок, размещённых в зернохранилищах. Опрос оборудования производится через специализированное программное обеспечение NLGrain, которое по гибко настраиваемому расписанию (с возможностью перехода в режим реального времени) инициирует циклы измерений по всем установленным датчикам
2. Передача информации: программа отправляет данные на сервер с периодичностью от 15 до 30 минут.
3. Хранение и анализ данных: в облаке данные сохраняются в базе данных до 1 года. Встроенные алгоритмы облачной термометрии анализируют динамику температуры, выявляют аномалии и тренды, автоматически определяя пласты перегрева на ранней стадии.
4. Формирование уведомлений и отчетов: при обнаружении предупредительных или аварийных отклонений система мгновенно формирует уведомления о превышении температуры и отправляет их ответственным сотрудникам на электронную почту или через push-уведомления. Предусмотрена также автоматическая выгрузка отчётов за любой промежуток времени без ограничений по длительности периода..
5. Доступ к информации: пользователь получает круглосуточный доступ к актуальным данным о состоянии зернохранилищ из любой точки мира через веб-интерфейс при авторизации в личном кабинете.

Для чего используется облачная система «Грейн»:

Доступ 24/7 из любой точки мира: руководителю или технологу не нужно находиться физически на объекте, чтобы знать текущую ситуацию на объекте. Пользователь может получить доступ к данным с любого устройства, имеющего подключение к сети Интернет, выполнив вход в веб-интерфейс системы под своей учётной записью на сайте: https://thermo.grainautomation.com. [ГАВ1] 

Снижение эксплуатационных затрат: автоматизация рутинных замеров высвобождает рабочее время персонала. Своевременное реагирование предотвращает потери, которые обходятся значительно дороже стоимости внедрения системы.

Повышение сохранности зерна: минимизация рисков на ранних этапах обеспечивает сохранность каждой партии зерна.

Контроль нескольких объектов хранения из единого интерфейса: получать аналитику данных со всех элеваторов и складов можно с одного экрана, важно чтобы объекты имели бесперебойный доступ к сети интернет (Рисунок 2).

Быстрое выявление очагов самосогревания: система позволяет обнаружить проблему на самой ранней стадии, когда температура достигает предупредительной отметки, что является главным условием для предотвращения внештатных ситуаций работы элеватора. На рисунке 3 приведено схематическое изображение силосной ёмкости бетонного элеватора, содержащей термоподвески  и отражающей уровень загрузки хранимой продукции.

История измерений и аналитика: накопленные данные позволяют анализировать сезонные тренды, оптимизировать процессы сушки и вентиляции, именно они служат доказательством соблюдения технологии хранения. Данный функционал достигается за счет сбора информации о температуре воздуха на объекте с внешних интернет-ресурсов, метеостанции из состава системы термометрии и значениями термоподвесок.

Пользователь с функцией администратора может осуществлять контроль за пользователями объекта, видеть кто и когда подключался к облачной термометрии наблюдаемого объекта (Рисунок 6).

Где применяется облачная термометрия

Технология универсальна и находит применение на всех этапах хранения и переработки:

• Элеваторы;
• Зерносклады (напольные);
• Металлические силосы;
• Перерабатывающие предприятия;
• Семенные комплексы.

Особенности функционала облачной термометрии

• Отображение измеряемых параметров хранимого продукта. максимальная температура, уровень загрузки, тип хранимого продукта, влажность (при наличии сенсоров);
• 2D | 3D графическое представление для различных типов силосов. Графический интерфейс позволяет точно определить место возникновения проблемы и установить пороговые значения для каждой подвески. Данный функционал позволяет выбрать наиболее удобный формат отображения данных. Пример визуализации показан на рисунках 8 и 9.
• Протоколирование негативных событий на объекте. В журнал событий (Рисунок 10) записываются все события связанные с критическими изменениями температуры и влажности внутри зернохранилищ. Данные о внештатных ситуациях хранятся 1 год. При возникновении внештатной ситуации пользователь получает письмо на свои почту или телефон.

Облачная термометрия зерна – современное решение для удалённого мониторинга хранения зерна в режиме реального времени. Она расширяет возможности системы термометрии «Грейн» и обеспечивает доступ к данным о состоянии зерновой массы через веб-интерфейс с персонального компьютера, планшета или смартфона.

Заключение

Использование облачной платформы позволяет оперативно получать информацию о температуре и других контролируемых параметрах, своевременно выявлять признаки самосогревания, контролировать несколько объектов хранения из единого центра и повышать эффективность работы персонала. Автоматические уведомления о выходе параметров за установленные пределы помогают сократить время реакции на внештатные ситуации и снизить риски потери продукции.

Благодаря возможности централизованного мониторинга облачная термометрия особенно востребована на предприятиях с территориально распределённой структурой — агрохолдингах, элеваторных комплексах и зерноперерабатывающих предприятиях. Решение обеспечивает удобный доступ к данным, повышает прозрачность процессов хранения и способствует сохранению качества зерна на всех этапах его хранения.