1、飼料工廠自動化(上)一、前 言 臺灣畜牧養(yǎng)殖業(yè)企業(yè)化經營後，與禽畜養(yǎng)殖業(yè)息息相關之飼料業(yè)亦迅速蓬勃發(fā)展。根據統(tǒng)計，目前國內飼料廠約有700馀家，大多數集中在中南部地區(qū)，其從業(yè)人員約11600人左右，年銷售金額達500億元。 中國生產力中心為經濟部所屬財團法人機構，負責推動(全面提高生產力)運動，積極輔導中小企業(yè)經營管理合理化、生產自動化、電腦化等各項輔導，期使臺灣中小企業(yè)能降低成本，提高市場競爭能力，使企業(yè)的明天會更好。而中國生產力中心中區(qū)服務處，在生物自動化電腦化的領域上，即扮演一個尖兵，我們希望藉著我們的輔導能改變企業(yè)生產經營結構，并在整個行業(yè)上，造成沖擊，產生無蕪存菁之作用，這亦是我們全

2、面提高生產力的一個目標。 中國生產力中心，沿革經濟部自動化技術服務團，在整合性電腦化輔導已有一些成果與經驗，并且於民國75年3月受某企業(yè)股份有限公司之委托，開始進行其飼料廠自動化之規(guī)劃，其間由於該公司總經理之魄力，飼料廠經理、廠長之協(xié)助與關懷，使我們終能於民國75年12月完成飼料廠自動化工程，而目前我們亦正積極從事臺糖公司小港飼料廠以及臺糖屏東紙漿廠之自動化規(guī)劃，由於上述二個飼料廠之自動化專案，使我們對飼料業(yè)之制程、生產、經營管理，有些粗淺之了解，期望藉著本文，將飼料廠之自動化，作概括性的介紹并希望飼料業(yè)先輩們不吝指正。二、飼料工廠自動化原因 (一)配料系統(tǒng)之復雜性。 (二)配方中每一種原料實

3、際消耗值無法有效掌握。 (三)產品品質之確保。 (四)人工成本之降低。 (五)制程之最佳化與節(jié)約能源。 (六)電動機之數目與連鎖之復雜程度。說 明： 1.該飼料廠之配方，包含雞、鴨、牛、豬、水產等適應各種禽畜及不同生長期所需，其配方種類高達六、七十種，每一種配方須控制約15個配料桶之落量，總共約有四十個配料桶，整個配料控制非常復雜，因而配料之自動化一直是每一飼料廠多年來急欲解決之問題。 2.目前大多數中小型飼料廠，其配料磅秤或散裝磅秤大多數為機械式，因而每一配方中各種不同原料之實際消耗量無法得知。在配料品質控制以及原物料倉儲管理，飼料成本計算，都是一個黑箱(Black Box)，造成管理上一大

4、困擾。 3.由於自動配料系統(tǒng)以及成品輸送之復雜，因而需要熟練之操作人員，造成人力無法彈性運用。 4.由於能源價格之昂貴，而能源節(jié)約是一件在運轉成本、產品品質和安全性三者之最佳化成果，而利用電腦之精確控制，復雜之運算功能，使得產品品質(配料落量之準確性)及其能源控制(需量控制，demand control)，制品之最佳化，皆能提供最佳之解決辦法。三、輔導范圍介紹 (一)輔導范圍依制造流程可分為下列各項之電腦軟硬體規(guī)劃、設計、程式書寫、現場工程安裝、試車、工程資料整理歸檔，對輔導廠商之完整教育訓練。 1.粉碎破碎及原料輸送系統(tǒng)。 2.配料系統(tǒng)及混合、液體添加控制。 3.成品(袋裝、散裝)輸送及換桶

5、控制。 4.二次加工系統(tǒng)(制粒、水產飼料)控制。 (二)輔導范圍如依控制型式可區(qū)分為如下： 1.各種馬達輸送控制、高低料位、堵料、速度檢測、換桶等相關設備控制。 2.液體添加(如糖蜜、牛油、魚油)控制。 3.自動配料系統(tǒng)。 4.整廠生產監(jiān)視控制系統(tǒng)(SUPERVISORY CONTROL SYSTEM)四、作法說明 (一)現場輸入、輸出(INPUTOUTPUT)信號之收集與監(jiān)控畫面切割 首先依照制造流程特性，收集現場輸入、輸出信號，并且將整個制程區(qū)分為各個獨立之子系統(tǒng)，而屬於此子系統(tǒng)之相關設備如各種輸送機、粉碎機、篩選機、配料桶、磅秤等以簡單示意圖顯示在監(jiān)控電腦銀幕上，而可程式控制器(prop

6、rammable logic controller)即可每一畫面(display)作為其控制單元(control unit)，因而所有的制程就由不同之畫面所構成，如同書本一樣，可以翻到任一畫面，去觀察現場設備之運轉狀況，藉以取代傳統(tǒng)之流程板(mimic Diagram)。(二)系統(tǒng)需求評估 依照現場收集之輸入輸出，及廠商系統(tǒng)需求，決定硬體架構與采購規(guī)范，以及記憶體容量等。(三)系統(tǒng)控制與監(jiān)視說明1.系統(tǒng)啟動與停止： 每一畫面之生產設備，只須按一個鍵後，以Group方式啟動，即同一畫面之設備，因制程特性，由後往前啟動，每臺馬達中間間隔3秒以避免啟動電流過大，其間有連鎖關系，上一臺馬達沒啟動，下一

7、臺即無法啟動，直到一個畫面啟動完後，再啟動下一個相關之Group。 欲啟動飼料配合系統(tǒng)之馬達，只須在人機介面(menmachine interface)之監(jiān)控電腦顯示幕上，翻出圖三畫面，按START WARNINGSTARTF5則圖三消失，并且馬達依糖蜜混合機(M313)斗升機(M312)帶運機(M311)混合機(M310)帶運機(M307)的次序啟動，完成一個畫面之啟動，若要停止只須按圖三之STOPF5，則其後之所有連鎖馬達一起停止。圖三123STARTSTART WARNIHECONCEL 456STEPSTEP WARNINGRESETRETURN2.運轉狀況監(jiān)視說明： 每一個畫面上之生

8、產設備運轉狀況，如高低料位、堵料、閥板開關、馬達運轉或跳脫等均可在畫面上以不同顏色在其畫面上之設備示意圖形中顯示，并可發(fā)出警報，例如以紅色表示運轉正常，閃爍紅色表示故障，如此便能在中央控制室中掌握到所有現場之運轉正常與否，迅速解決故障所在點。3.自動配料控制說明： 操作員只要選擇要作那一種配方(配方名稱以中文方式在監(jiān)控電腦上顯示，由操作者自由選擇)，做多少批次，則電腦即自動將有設定值之配料桶落完設定量後，再自動跳至另一有設定值之配料桶，直到所有設定桶落完定量後，完成一批次，并且自動再作另一批次，作完設定批次後停止。在配料桶落料期間，若料不足，則配料桶底下之閥板會一直開著，等到落量達設定量後才會

9、閉合。如圖五、圖六所示欲作某一配方(配方號碼：0030)，則在監(jiān)視控制電腦顯示銀幕上之按鍵次序為配料系統(tǒng)選擇SET BATCH批次次數2932(圖六)START0030即可。 圖五 ： 配 方 選 擇 與 批 次 設 定145891213161112131411TON4TON2122232421720212425282932313233343SET BATCH4142434443336374041444548515253545616263646CANCEL4952535657606164717273747818283848 RETURN65686972737677809192939491020

10、304050圖六：自 動 配 料 配 方 起 動00290031STARTRETURN00300032CANCEL 目前可儲存80個配方值，同一配方可連續(xù)作50批次，并可按照廠方之實際需要，很容易的再加以擴充。由於所有配方值全存在電腦中，所以操作員并不需要設定每一配料桶之落量，并且液體添加，亦能依不同配方，自動添加控制而不致添加錯誤。4.配方實際耗用量報表說明： 每作完一批次時，電腦會自動由列表機印出起始時間，結束時間，配方名稱，配方設定量，原料實際消耗量，誤差，設定批次，并與主電腦連線，以作為主管資材管理及成本計算之重要數據，報表形式如圖七所示。 圖七 ： 報 表 形 式Formula：31

11、 Start：20：23：44 End：20：35：44 1Ton：0 4Tone： 5BINIngredientSettingActualOver5 6132224252627283843464952620 6024020161001228403003001096120080620 59237241810113324329930210901198800 -1-3421143-12-6-20圖八 ： ALARM 畫 面 STSTEM ALARM F1 F2F3 F4 F5 F6 F21 F22 F23 F24 F25 F16 F15 F14 RETUEN 5.警報處理說明： 當現場任何一個系統(tǒng)

12、有警報故障時，則在每一個畫面之中上角位置ALARM會閃爍，按下ALARM，則畫面出現下圖，而發(fā)生故障之系統(tǒng)(例如F1)，則F1會閃爍，我們按F1時，畫面呈現F1之所有設備示意圖，并且在故障點或警告點如堵料、高低料位等位置發(fā)生閃爍，如此，不管我們在那一個畫面，我們仍可監(jiān)視全廠之生產狀況。五、系統(tǒng)硬體架構 系統(tǒng)硬體架構如圖九所示： 圖九： 電 腦 硬 體 架 構 圖 19監(jiān)控CRT 列表機 監(jiān)控電腦 PLC通訊網路 主機(HOST Computer) 個人電腦 可程式控制器 程式書寫器 IO通訊網路 Remote IO 原料輸送 二次加工 成品輸送 自動配料 在這個飼料廠自動化規(guī)劃中，我們選用一臺大型的可程式控制器來控制現場約1,000點INPUTOUTPUT信號，并且利用ASCII埠將可程式控制器收集之配方原料實際用量，傳輸到個人電腦，透過個人電腦中Basic程式之處理，將資料存於軟式磁碟片中，并且即時列印出來。我們并且利用一臺彩色的監(jiān)控電腦來下達配料、系統(tǒng)啟動、停止等命令，并利用其19之顯示幕來監(jiān)督其現場生產控制狀況。 (76年度飼料制造技術研習會研討專題) 飼料營養(yǎng)雜志(7282)游本桓吳鴻成八八年一期Copyright 1998 HYPERLINK .tw/ t _blank 茂群峪畜牧網. 本網站圖文系屬茂群峪有限公司，內文之版權為該雜志社所有，非經本公司及該雜志