【《基于PLC控制的精准投料控制系统设计》12000字】

基于PLC控制的精准投料控制系统设计摘要随着人民群众生活质量的提高，对牛羊肉的需求日益增长，发展养殖业的信息化和自动化势在必行。本文针对羊舍的投料方式和投料现状，在充分调研相关信息以及了解之前的研究成果后，考虑PLC在工业控制领域的稳定性和可靠性,并且也可以通过现场总线技术将现场的智能设备组成一个上位监控网络，自主开发了一套羊舍基于总线的精准投料控制系统。本文我们深入了解了自动上料技术和设备的发展，对系统总体设计分析和研究自动控制系统的基本标准，明确自动投料控制系统的总体布局。而系统的设计和实现是从软硬件两方面来实现。本操作系统在经过实地表现和总体测验后的成绩分析，相对于以前系统的工作处理水平以及反馈反应大大提升。通过简单的人机交互界面和直观清晰的报表系统，并由存储区记忆历次的工作记录，可以轻松查询数据记录。且系统开发成本低，设备零件延伸升级性好。关键词：投料系统；组态软件；PLC控制；自动投料目录1绪论 。图5-4窗口界面Fig.5-4Windowinterface(1)智能投料系统界面图5-5智能饲喂系统界面Fig.5-5Smartfeedingsysteminterface界面中的运行状态（前进、后退或投料）依据VB20内存储的数据，如下表5.2所示。系统当前处于哪种运行情况，窗口界面的左上角显示框就会闪出与其相对的光标，这个光标就会表明现在系统所进行的运行状态。表5-2直VB20值与对应饲喂系统状态Tab.5-2VB20valueandcorrespondingfeedingsystemstatus界面上的1~8号槽分别对应了实际喂养小羊的槽位，投料小车和槽口信息VB10绑定对应，也就是指VB10的1~8代表了小车当前所在。例如如果VB10的值取3，就说明小车现在位于3号槽口，那么此时界面上就只有3号小羊图片下方闪烁小车图。界面上的启动、暂停、复位按钮分别对应控制信号M0.0，M0.1，M0.2，系统的正常运作更需要依靠这些信息绑定信号。定时饲喂选项与信号M8.2对应。如果M8.2的值是0，就说明设定成自动定时模式，操作人员设定好一定参数以后，系统便会自动的根据参数去实现一定时间的投料任务。（2）故障处理界面图5-6故障处理界面Fig.5-6Faulthandlinginterface为保障系统的安全，上位机界面中还设有M0.2复位按钮，便于紧急停止投料系统，回到特定的状态重新待命。 

6系统测试按照全系统规划程序完成系统软硬件后，放置在实际作业环境中测试系统功能，检查是否能达到预期的技术指标和系统功能，后期更要解决其可能存在的问题是设备更加完善。6.1自动投料系统实物图图6-1是投料系统实物图，将昆仑通态触摸屏、运行按钮、暂停按钮、电源总开关、变速旋钮、警报器等以及测量电路的电压电流表放置在了小车前的平台上，利于使用人员的实时安全操作。图6-1投料系统控制板实物图Fig.6-1Thephysicaldiagramofthecontrolpanelofthefeedingsystem6.2自动投料系统运动情况测试测量实际运动时投料系统的最大速度为0.53m/s。按照实际操作系统的技术标准和要求进行如下测验:(1)以自动投料为主，查验工作状态和功能实现情况；(2)各个槽口随机设定投料任务，查验小车的反馈情况。(3)通过上位机界面观察总体的实际运行状态，进行多种按钮的测试，查验结果如表6-1所示。表6-1槽位下料情况实验Tab.6-1Experimentsonthefeedingsituationoftheslot测试结果表明，该投料系统可以按照上位机的指令准确地将物料送入各槽位，对于每个要落料的槽，投料系统会在三个光电反射板的位置落料。对于系统不需要落料的槽口，小车会在导轨上继续前进工作。6.3远程手动操作功能的测试将控制系统选择为手动模式，通过按键操控投料小车进行前进后退停止等一系列动作，投料机器立即做出反应开始工作，对于上位机的指令反馈良好，实现目标功能。6.4系统投料测试料斗内装在一定数量的饲料，启动机器，通过调速旋钮控制直流电机的转速。经过实验，螺旋绞龙可以在不同的转速下稳定出料。通过数显转速测速表可以实时显示出出料绞龙的转速信息实时显示,为操作人员安全操作数据保障,如表6.2所示为数显转速测速仪技术参数。表6-2数显转速测速仪技术参数Tab.6-2Technicalparametersofdigitalspeedtachometer 

7总结与展望7.1总结在充分调研国内外养殖业投料技术的发展和情况后，以智能前卫的自动饲养技术为标杆，开发了贴近国内中小企业实际需求的羊饲养自动投料系统。在对自动投料控制系统进行最终系统测试时，发现并解决了实际工作环境运行中出现的一系列瑕疵。本文总结如下：（1）前提是了解多项实例设备，学习他们的设计标准与技术指标，以实现系统的核心操作功能为重点的同时，完成了系统软件各个模块的设计并且设计了投料小车的机械结构、投料方式等。（2）对触摸屏及计算机做了界面简单易上手的操作平台，更便于实际使用人员操作，减少技术困难。（3）对自动投料控制系统进行性能调试。利用投料系统进行多种不一的饲料进行投料测试，验证料斗、驱动电机、螺旋绞龙的性能，对测试数据的差异性进行比较并分析结果。（4）对导轨以及小车的性能进行考察，测验导轨的适用性和小车的定位、移动性能。7.2展望为了使本系统更符合现实生产规范标准，对本系统做了如下展望延伸:（1）在养殖厂房内安装监控，能够及时发现并处理会出现的问题。（2）加装监测控制系统，主要针对羊只投料系统硬件电气参数，配备图像监测功能，判断了解料槽中的余料情况。（3）对羊舍环境安装调节设备，例如空调机控制温湿度，更有利于牲畜的生长保障经济效益。（4）通过云服务平台完成对整体系统数据运算、分析、处理，提供对外服务的接口，结合基于Zigbee无线通讯的物联网技术，将RFID电子标签固定于猪耳朵，结合条码技术通过智能手机管理牲畜身份信息；通过固定在采食通道的RFID读写器收集牲畜的采食信息，实现精准养殖的全周期监控。参考文献竺三子，张骏逸，刘鹏凌.中国城乡居民主要食品消费变化趋势分析[J].安庆师范学院学报(社会科学版),2014,O5:69-73.费玉杰.智能饲喂系统设计及投料控制算法的研究[D].哈尔滨工程大学,2015.李金亚.中国草原肉羊产业可持续发展政策研究[D].中国农业大学，2014.NyamiziBundala,JoyceKinabo.DoeshomesteadlivestockproductionandownershipcontributetoconsumptionofanimalsourcefoodsApre-interventionassessmentofruralfarmingcommunitiesinTanzania[J].Elsevierjournal,2019,02,25.李昌武.呼伦贝尔草原蓄牧业经济可持续发展研究[D].中央民族大学，2016.8苗品佳.养羊业前景分析及行业现状[OL].中国养殖网，2015,04,29.陈小江.分娩母猪自动饲喂系统的设计与研究[D].内蒙古:内蒙古农业大学，2010.李启丙.基于组态软件的PLC控制系统全软件仿真[J].机电工程技术,2021,50(04):135-137.孙艳炯，孙丽，李美霞，等.肉羊的全混日粮饲喂技术[J].中国畜牧兽医，2015,(31）6-7.杨建宁.设施养羊自动饲喂车关键装置的设计研究[D].内蒙古农业大学，2016.杨馥华,康婷霞.无刷电机PWM调速系统设计[J].电子设计工程,2021,29(07):124-128+133.阮文韬.基于组态软件的住宅小区停车场模拟控制系统设计[D].电子科技大学，2012.代林波.母猪精确饲喂装置的设计与仿真分析研究[D].郑州大学,2012.威江涛，蒙贺伟,基于EDEM的双螺旋奶牛饲喂装置给料性能分析与试验[J].农业工程学报，2017，(12):65-66.TianwenDong,ShunliangJiang.Simulationofflowandmixingforhighlyviscousfluidinatwinscrewextruderwithaconveyingelementusingparallelizedsmoothedparticlehydrodynamics[J].Elsevierjournal,2019,11,5.李晓辉，卢艳，孙康明，等.基于VC的自动聚焦视频监视系统软件的开发设计[J].安防科技，2007(9):7-9.高波，查志琴，郑成增.分布式多流水线计长系统的设计与实现[J].工矿自动化，2005(3):66-68.曹尚.自动化立体仓库的应用[J].铁路采购与物流，2010，05(8):53-54.梁伟栋，郭浩.MCGS组态软件设计及其应用[J].广东自动化与信息工程，2005(01):33-35.闰颖.智能化母猪饲喂管理系统设计[D].中北大学，2014朱军，麻硕士，毕玉革.种猪数字化养殖平台的构建[J].农业工程学报，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