基于PLC控制的精準(zhǔn)投料控制系統(tǒng)設(shè)計摘要隨著人民群眾生活質(zhì)量的提高，對牛羊肉的需求日益增長，發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)的信息化和自動化勢在必行。本文針對羊舍的投料方式和投料現(xiàn)狀，在充分調(diào)研相關(guān)信息以及了解之前的研究成果后，考慮PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域的穩(wěn)定性和可靠性,并且也可以通過現(xiàn)場總線技術(shù)將現(xiàn)場的智能設(shè)備組成一個上位監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，自主開發(fā)了一套羊舍基于總線的精準(zhǔn)投料控制系統(tǒng)。本文我們深入了解了自動上料技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展，對系統(tǒng)總體設(shè)計分析和研究自動控制系統(tǒng)的基本標(biāo)準(zhǔn)，明確自動投料控制系統(tǒng)的總體布局。而系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)是從軟硬件兩方面來實現(xiàn)。本操作系統(tǒng)在經(jīng)過實地表現(xiàn)和總體測驗后的成績分析，相對于以前系統(tǒng)的工作處理水平以及反饋反應(yīng)大大提升。通過簡單的人機(jī)交互界面和直觀清晰的報表系統(tǒng)，并由存儲區(qū)記憶歷次的工作記錄，可以輕松查詢數(shù)據(jù)記錄。且系統(tǒng)開發(fā)成本低，設(shè)備零件延伸升級性好。關(guān)鍵詞：投料系統(tǒng)；組態(tài)軟件；PLC控制；自動投料目錄1緒論 。圖5-4窗口界面Fig.5-4Windowinterface(1)智能投料系統(tǒng)界面圖5-5智能飼喂系統(tǒng)界面Fig.5-5Smartfeedingsysteminterface界面中的運(yùn)行狀態(tài)（前進(jìn)、后退或投料）依據(jù)VB20內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)，如下表5.2所示。系統(tǒng)當(dāng)前處于哪種運(yùn)行情況，窗口界面的左上角顯示框就會閃出與其相對的光標(biāo)，這個光標(biāo)就會表明現(xiàn)在系統(tǒng)所進(jìn)行的運(yùn)行狀態(tài)。表5-2直VB20值與對應(yīng)飼喂系統(tǒng)狀態(tài)Tab.5-2VB20valueandcorrespondingfeedingsystemstatus界面上的1~8號槽分別對應(yīng)了實際喂養(yǎng)小羊的槽位，投料小車和槽口信息VB10綁定對應(yīng)，也就是指VB10的1~8代表了小車當(dāng)前所在。例如如果VB10的值取3，就說明小車現(xiàn)在位于3號槽口，那么此時界面上就只有3號小羊圖片下方閃爍小車圖。界面上的啟動、暫停、復(fù)位按鈕分別對應(yīng)控制信號M0.0，M0.1，M0.2，系統(tǒng)的正常運(yùn)作更需要依靠這些信息綁定信號。定時飼喂選項與信號M8.2對應(yīng)。如果M8.2的值是0，就說明設(shè)定成自動定時模式，操作人員設(shè)定好一定參數(shù)以后，系統(tǒng)便會自動的根據(jù)參數(shù)去實現(xiàn)一定時間的投料任務(wù)。（2）故障處理界面圖5-6故障處理界面Fig.5-6Faulthandlinginterface為保障系統(tǒng)的安全，上位機(jī)界面中還設(shè)有M0.2復(fù)位按鈕，便于緊急停止投料系統(tǒng)，回到特定的狀態(tài)重新待命。?

6系統(tǒng)測試按照全系統(tǒng)規(guī)劃程序完成系統(tǒng)軟硬件后，放置在實際作業(yè)環(huán)境中測試系統(tǒng)功能，檢查是否能達(dá)到預(yù)期的技術(shù)指標(biāo)和系統(tǒng)功能，后期更要解決其可能存在的問題是設(shè)備更加完善。6.1自動投料系統(tǒng)實物圖圖6-1是投料系統(tǒng)實物圖，將昆侖通態(tài)觸摸屏、運(yùn)行按鈕、暫停按鈕、電源總開關(guān)、變速旋鈕、警報器等以及測量電路的電壓電流表放置在了小車前的平臺上，利于使用人員的實時安全操作。圖6-1投料系統(tǒng)控制板實物圖Fig.6-1Thephysicaldiagramofthecontrolpanelofthefeedingsystem6.2自動投料系統(tǒng)運(yùn)動情況測試測量實際運(yùn)動時投料系統(tǒng)的最大速度為0.53m/s。按照實際操作系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行如下測驗:(1)以自動投料為主，查驗工作狀態(tài)和功能實現(xiàn)情況；(2)各個槽口隨機(jī)設(shè)定投料任務(wù)，查驗小車的反饋情況。(3)通過上位機(jī)界面觀察總體的實際運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行多種按鈕的測試，查驗結(jié)果如表6-1所示。表6-1槽位下料情況實驗Tab.6-1Experimentsonthefeedingsituationoftheslot測試結(jié)果表明，該投料系統(tǒng)可以按照上位機(jī)的指令準(zhǔn)確地將物料送入各槽位，對于每個要落料的槽，投料系統(tǒng)會在三個光電反射板的位置落料。對于系統(tǒng)不需要落料的槽口，小車會在導(dǎo)軌上繼續(xù)前進(jìn)工作。6.3遠(yuǎn)程手動操作功能的測試將控制系統(tǒng)選擇為手動模式，通過按鍵操控投料小車進(jìn)行前進(jìn)后退停止等一系列動作，投料機(jī)器立即做出反應(yīng)開始工作，對于上位機(jī)的指令反饋良好，實現(xiàn)目標(biāo)功能。6.4系統(tǒng)投料測試料斗內(nèi)裝在一定數(shù)量的飼料，啟動機(jī)器，通過調(diào)速旋鈕控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。經(jīng)過實驗，螺旋絞龍可以在不同的轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定出料。通過數(shù)顯轉(zhuǎn)速測速表可以實時顯示出出料絞龍的轉(zhuǎn)速信息實時顯示,為操作人員安全操作數(shù)據(jù)保障,如表6.2所示為數(shù)顯轉(zhuǎn)速測速儀技術(shù)參數(shù)。表6-2數(shù)顯轉(zhuǎn)速測速儀技術(shù)參數(shù)Tab.6-2Technicalparametersofdigitalspeedtachometer?

7總結(jié)與展望7.1總結(jié)在充分調(diào)研國內(nèi)外養(yǎng)殖業(yè)投料技術(shù)的發(fā)展和情況后，以智能前衛(wèi)的自動飼養(yǎng)技術(shù)為標(biāo)桿，開發(fā)了貼近國內(nèi)中小企業(yè)實際需求的羊飼養(yǎng)自動投料系統(tǒng)。在對自動投料控制系統(tǒng)進(jìn)行最終系統(tǒng)測試時，發(fā)現(xiàn)并解決了實際工作環(huán)境運(yùn)行中出現(xiàn)的一系列瑕疵。本文總結(jié)如下：（1）前提是了解多項實例設(shè)備，學(xué)習(xí)他們的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)指標(biāo)，以實現(xiàn)系統(tǒng)的核心操作功能為重點(diǎn)的同時，完成了系統(tǒng)軟件各個模塊的設(shè)計并且設(shè)計了投料小車的機(jī)械結(jié)構(gòu)、投料方式等。（2）對觸摸屏及計算機(jī)做了界面簡單易上手的操作平臺，更便于實際使用人員操作，減少技術(shù)困難。（3）對自動投料控制系統(tǒng)進(jìn)行性能調(diào)試。利用投料系統(tǒng)進(jìn)行多種不一的飼料進(jìn)行投料測試，驗證料斗、驅(qū)動電機(jī)、螺旋絞龍的性能，對測試數(shù)據(jù)的差異性進(jìn)行比較并分析結(jié)果。（4）對導(dǎo)軌以及小車的性能進(jìn)行考察，測驗導(dǎo)軌的適用性和小車的定位、移動性能。7.2展望為了使本系統(tǒng)更符合現(xiàn)實生產(chǎn)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，對本系統(tǒng)做了如下展望延伸:（1）在養(yǎng)殖廠房內(nèi)安裝監(jiān)控，能夠及時發(fā)現(xiàn)并處理會出現(xiàn)的問題。（2）加裝監(jiān)測控制系統(tǒng)，主要針對羊只投料系統(tǒng)硬件電氣參數(shù)，配備圖像監(jiān)測功能，判斷了解料槽中的余料情況。（3）對羊舍環(huán)境安裝調(diào)節(jié)設(shè)備，例如空調(diào)機(jī)控制溫濕度，更有利于牲畜的生長保障經(jīng)濟(jì)效益。（4）通過云服務(wù)平臺完成對整體系統(tǒng)數(shù)據(jù)運(yùn)算、分析、處理，提供對外服務(wù)的接口，結(jié)合基于Zigbee無線通訊的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將RFID電子標(biāo)簽固定于豬耳朵，結(jié)合條碼技術(shù)通過智能手機(jī)管理牲畜身份信息；通過固定在采食通道的RFID讀寫器收集牲畜的采食信息，實現(xiàn)精準(zhǔn)養(yǎng)殖的全周期監(jiān)控。參考文獻(xiàn)竺三子，張駿逸，劉鵬凌.中國城鄉(xiāng)居民主要食品消費(fèi)變化趨勢分析[J].安慶師范學(xué)院學(xué)報(社會科學(xué)版),2014,O5:69-73.費(fèi)玉杰.智能飼喂系統(tǒng)設(shè)計及投料控制算法的研究[D].哈爾濱工程大學(xué),2015.李金亞.中國草原肉羊產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展政策研究[D].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2014.NyamiziBundala,JoyceKinabo.DoeshomesteadlivestockproductionandownershipcontributetoconsumptionofanimalsourcefoodsApre-interventionassessmentofruralfarmingcommunitiesinTanzania[J].Elsevierjournal,2019,02,25.李昌武.呼倫貝爾草原蓄牧業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展研究[D].中央民族大學(xué)，2016.8苗品佳.養(yǎng)羊業(yè)前景分析及行業(yè)現(xiàn)狀[OL].中國養(yǎng)殖網(wǎng)，2015,04,29.陳小江.分娩母豬自動飼喂系統(tǒng)的設(shè)計與研究[D].內(nèi)蒙古:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，2010.李啟丙.基于組態(tài)軟件的PLC控制系統(tǒng)全軟件仿真[J].機(jī)電工程技術(shù),2021,50(04):135-137.孫艷炯，孫麗，李美霞，等.肉羊的全混日糧飼喂技術(shù)[J].中國畜牧獸醫(yī)，2015,(31）6-7.楊建寧.設(shè)施養(yǎng)羊自動飼喂車關(guān)鍵裝置的設(shè)計研究[D].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，2016.楊馥華,康婷霞.無刷電機(jī)PWM調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計[J].電子設(shè)計工程,2021,29(07):124-128+133.阮文韜.基于組態(tài)軟件的住宅小區(qū)停車場模擬控制系統(tǒng)設(shè)計[D].電子科技大學(xué)，2012.代林波.母豬精確飼喂裝置的設(shè)計與仿真分析研究[D].鄭州大學(xué),2012.威江濤，蒙賀偉,基于EDEM的雙螺旋奶牛飼喂裝置給料性能分析與試驗[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2017，(12):65-66.TianwenDong,ShunliangJiang.Simulationofflowandmixingforhighlyviscousfluidinatwinscrewextruderwithaconveyingelementusingparallelizedsmoothedparticlehydrodynamics[J].Elsevierjournal,2019,11,5.李曉輝，盧艷，孫康明，等.基于VC的自動聚焦視頻監(jiān)視系統(tǒng)軟件的開發(fā)設(shè)計[J].安防科技，2007(9):7-9.高波，查志琴，鄭成增.分布式多流水線計長系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].工礦自動化，2005(3):66-68.曹尚.自動化立體倉庫的應(yīng)用[J].鐵路采購與物流，2010，05(8):53-54.梁偉棟，郭浩.MCGS組態(tài)軟件設(shè)計及其應(yīng)用[J].廣東自動化與信息工程，2005(01):33-35.閏穎.智能化母豬飼喂管理系統(tǒng)設(shè)計[D].中北大學(xué)，2014朱軍，麻碩士，畢玉革.種豬數(shù)字化養(yǎng)殖平臺的構(gòu)建[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2010，(4)CenterCC,BeijingChinaLi,etal.TheControlSystemforHeatingbasedonMCGS[J].2006.MaheswaranM,WebbKJ,SiegelHJ.MCGS:AModifiedConjugateGradientSquaredAlgorithmforNonsymmetricLinearSystems[J].JoumalofSupercomputing.1999,14(3):257-280.MaheswaranM,WebbKJ，SiegelHJ.MCGS:AModifiedConjugateGradientSquaredA1gorithmforNonsymmetricLinearSystems[M].KluwerAcadem