1. Achtergrond van het project
Een nationale graanreservefaciliteit zorgt voor de langetermijnopslag en -rotatie van tarwe, maïs en rijst. Het depot bevat 32 verticale silo's, waaronder:
| Materiaal | Diameter | Hoogte | Aantal |
|---|---|---|---|
| Tarwe | 8 m | 25 m | 20 silo's |
| Maïs | 10 m | 30 m | 8 silo's |
| Rijst | 12 m | 28 m | 4 silo's |
De totale opslagcapaciteit bedraagt 150.000 ton.
Uitdagingen vóór de systeemupgrade
Jarenlang was het depot afhankelijk van handmatige invoer + radarpeilmeters met één meetpunt, wat tot een reeks problemen leidde:
- Elke maand handmatig de silo-gegevens invoeren verplichtte de operators om in de silo te klimmen, waarbij ze 1,5 uur per silo, met de volgende risico’s:
- Inademing van stof
- Vallen van hoogte
- Een radar met één meetpunt kon alleen het middelpunt meten en kon het volgende niet detecteren:
- Materiaalsegregatie (komt vaak voor in maïssilo’s)
- Condensatie en afzettingen op de muren (opslag van rijst bij hoge luchtvochtigheid)
- Lokale zones op hoog niveau waardoor structurele belastingsrisico’s ontstaan
- Er zijn fouten opgetreden bij de volumeberekening 8%–12%, wat gevolgen heeft voor de planning van de graanrotatie.
- In 2023 ontsnapte een maïssilo ternauwernood aan structurele overbelasting als gevolg van onopgemerkte lokale overvulling.
Om een veilige opslag te waarborgen en te voldoen aan de moderne normen voor het beheer van graanreserves, heeft het depot het volgende ingevoerd: KLD900-serie 80 GHz 3D-radarniveausensor om een intelligent monitoringsysteem op volledige schaal op te zetten.
2. Keuze van apparatuur en systeemontwerp
(A) Keuze van het apparaat — KLD900-serie 3D-radarniveausensor
Er is voor de KLD900 gekozen omdat deze volledig voldoet aan de belangrijkste eisen van uiterst nauwkeurige metingen, 3D-visualisatie, risicobeheersing en dekking van silo’s met een grote diameter.
Belangrijkste technische voordelen van de KLD900
(1) 360° 3D-monitoring op basis van phased-array-technologie
- Genereert een volledig 3D-puntenwolkmodel van het materiaaloppervlak
- 16.200 meetpunten per scan
- Geeft aan:
- Hoogte- en dieptepunten
- Segregatie
- Wandopbouw
- Onregelmatige vormen van materialen
(2) Hoge nauwkeurigheid en groot bereik
| Specificatie | Prestaties van de KLD900 |
|---|---|
| Afstandsnauwkeurigheid | ±2 mm |
| Volumenauwkeurigheid | 2%–3% (volle silo) |
| Effectieve straal | 15 m |
| Geschikt voor | Silo’s met een diameter tot 12 m |
Eén KLD900 dekt zelfs de grootste rijstsilo, zonder dat beelden van meerdere apparaten aan elkaar moeten worden gekoppeld.
(3) Aanpassingsvermogen aan de omgeving
- Handgrepen stofconcentratie ≤ 30 g/m³ met algoritmen voor hoogfrequente penetratie
- Bedrijfstemperatuur –40 ℃ tot 75 ℃
- IP68-bescherming, bestand tegen regen, sneeuw en condensatie
(4) Gegevensinterfaces en compatibiliteit
- Ondersteunt Ethernet (Profinet / EtherNet/IP), Modbus-TCP en 4G-draadloos
- Streams:
- 3D-puntenwolkgegevens
- Gegevens over niveau en volume
- Volledig compatibel met de bestaande systemen van het depot systeem voor het monitoren van de toestand van graan
(temperatuur-, vochtigheids- en gassensoren)
(B) Systeemontwerp
(1) Implementatie van apparaten
| Type silo | Diameter | Aantal | Model KLD900 |
|---|---|---|---|
| Tarwesilo’s | 8 m | 20 | Standaard KLD900 |
| Maïssilo’s | 10 m | 8 | KLD900 met groothoekmodule |
| Rijstopslagplaatsen | 12 m | 4 | KLD900 met groothoekmodule |
Installatieprocedure:
- Montage aan de bovenkant, met flens
- Gemonteerd in het midden van de silo
- Minimum 4 m afstand tot de vulopening om schokbelasting door graan te voorkomen
(2) Systeemarchitectuur
A drielaags slim monitoringraamwerk werd ingezet:
① Perceptielaag
- KLD900 3D-radarniveausensoren
- Temperatuur- en vochtigheidssensoren
- Druksensoren voor silowanden
② Transmissielaag
- Industrieel Ethernet-LAN voor 28 silo's in de buurt
- 4G-mobiel internet voor 4 silo’s op afstand
③ Toepassingslaag
Een geïntegreerde Slim platform voor silobewaking, met:
- 3D-visualisatie
- Intelligente volumeberekening
- Multidimensionaal veiligheidswaarschuwingssysteem
3. Uitvoering en inbedrijfstelling van het project
| Podium | Belangrijkste maatregelen | Samenvatting |
|---|---|---|
| Installatie | Voorbereiding van de locatie, controle van de flens, montage in het midden bovenaan | Installeer de KLD900 in het midden bovenaan de silo; DN150-flens; houd de antenne horizontaal; zorg voor een beschermde kabelgeleiding |
| Kalibratie | Statische en dynamische tests | Batchkalibratie (50 t/stap); volumafwijking geoptimaliseerd tot 2–3%; stabiel scannen tijdens het laden en lossen |
| Systeemintegratie | Alarm- en gegevenskoppeling | Alarm op hoog niveau → melding in de controlekamer → pushmelding via de app → automatische afsluiting van de inlaatklep; 3D-gegevens geïntegreerd met het temperatuur- en vochtigheidssysteem |
| Resultaat | Implementatie en stabiliteit | Alle 32 silo’s zijn voltooid; binnen 15 dagen opgeleverd; het systeem werkt betrouwbaar |
Raadpleeg de handleiding voor instructies over het kiezen van de juiste flens en de installatiestappen: Gebruikershandleiding voor de 3D-radarniveausensor uit de KLD900-serie.pdf
4. Resultaten en voordelen
- Nauwkeurigheid en efficiëntie: 3D-monitoring van volledige silo’s de volumafwijking teruggebracht tot ±0,51 TP3T en de controletijd terug te brengen van 1,5 uur tot 10 seconden per silo.
- Veiligheid: Er werden gevallen van materiaalsegregatie en wandopbouw gedetecteerd, waardoor mogelijke structurele schade werd voorkomen.
- Beheer en kosten: Realtime voorraadbeheer; lagere arbeids- en onderhoudskosten; geoptimaliseerde graanrotatie; verhoogde operationele efficiëntie.
5. Conclusie
Door het gebruik van 3D-radarniveaumeters bij het monitoren van silo’s in deze graanopslagfaciliteit zijn de beperkingen van traditionele meetmethoden, die beperkt bleven tot “metingen op één punt en het onvermogen om de vorm te beïnvloeden”, overwonnen. Hiermee is de doelstelling van intelligent beheer – “zichtbare vorm van de materiaalhoop, nauwkeurige meting en beheersbaar risico” in silo’s – bereikt, wat een haalbare oplossing biedt voor veilige opslag en efficiënte bedrijfsvoering in de graanopslagsector. In de toekomst is de opslagfaciliteit van plan de functies van het systeem verder uit te breiden door AI-algoritmen te combineren om trends in veranderingen van de vorm van de materiaalstapel te analyseren en het risico op “condensatie en oververhitting” van graan te voorspellen. Tegelijkertijd zullen de 3D-radargegevens worden geïntegreerd in het provinciale toezichtplatform voor graanreserves, waardoor een gegevenskoppeling op drie niveaus mogelijk wordt tussen “magazijn, stad en provincie”, wat de digitale transformatie van het beheer van graanreserves bevordert.
