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        基于MCGS的養(yǎng)殖場自動喂料控制系統(tǒng)的設計

        2015-02-27 10:18:08尹余琴董鵬程
        科技視界 2015年16期
        關鍵詞:飼養(yǎng)員伺服電機組態(tài)

        尹余琴 金 濯 董鵬程 黃 敏

        (江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學院農(nóng)業(yè)工程系,江蘇 泰州225300)

        0 引言

        在規(guī)?;B(yǎng)殖業(yè)中自動喂料系統(tǒng)是主要的喂飼設備,其性能關系到養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量和效益,它應具備適時控制料槽中飼料的量,而且使不易污染飼料等特點。基于這樣的特定要求,采用MCGS組態(tài)軟件為自動喂料控制系統(tǒng)進行實時監(jiān)控,模擬仿真自動喂料的運行狀態(tài)及相關硬件環(huán)境和物料多少,當發(fā)生故障或物料不足時進行聲光報警,提醒飼養(yǎng)員進行處理,這樣可以極大限度的將飼養(yǎng)員從喂料的高強度勞動中解放出來,具有一定的實用價值。

        1 自動喂料控制系統(tǒng)的整體結構設計

        系統(tǒng)的總體布局如圖1所示,主要由儲料倉、料槽、擋料板、交流電機驅(qū)動的皮帶傳動裝置、伺服電機、報警裝置、PLC及MCGS等組成。其中儲料倉置于養(yǎng)殖圈的端部,其底部采用漏斗形狀設計,并安裝一個光電傳感器,用來檢測儲料箱是否有料,當沒有物料時,會發(fā)出聲光報警,提醒飼養(yǎng)員進行裝料;如果儲料倉有料,而某一料槽沒料,控制系統(tǒng)將通過伺服電機驅(qū)動螺旋推料桿將物料推出送到傳送帶上,傳送帶通過交流電機的驅(qū)動到相應的料槽位置停止,再通過推桿將物料推至料槽中;料槽采用無蓋的長方體盒,一半布置在養(yǎng)殖圈里面,方便養(yǎng)殖動物的進食,一半伸出養(yǎng)殖圈的外面,方便放料,料槽的多少可以根據(jù)實際需要進行增減,料槽下面有稱重傳感器,根據(jù)設定重量的多少確認是否需要進行加料??刂葡到y(tǒng)主要由西門子S7-200 CPU226型的PLC來實現(xiàn)。

        圖1 系統(tǒng)的整體結構示意圖

        該自動喂料系統(tǒng)的工作過程是:當系統(tǒng)處于初始狀態(tài)時,檢測儲料倉和各料槽中物料余量,是否達到設定要求,如果儲料倉中料不足,則產(chǎn)生報警,蜂鳴器響;如儲料倉中料量足夠,料槽中的料量低于設定值,則也產(chǎn)生報警,警示燈以1Hz的頻率閃爍;飼養(yǎng)員接到報警信號,可以迅速判斷報警原因,如果是儲料倉缺料,則手動添加物料,當儲料倉中物料足夠了,飼養(yǎng)員可以按下操作面板上的系統(tǒng)啟動,則啟動伺服電機,帶動螺旋出料桿轉(zhuǎn)動,在儲料倉的出料口放出物料,同時啟動變頻器驅(qū)動交流電機,帶動傳送帶傳動飼料,哪個料槽無料,相應的擋料板傾斜45°伸出,皮帶上的物料由此引入相應的料槽,若料槽料滿,擋料板恢復原狀,伺服電機反轉(zhuǎn)退回殘料,然后停止,同時交流電機也停轉(zhuǎn),皮帶停止傳送,系統(tǒng)進入待機狀態(tài)。

        2 控制系統(tǒng)的組態(tài)設計

        控制系統(tǒng)的組態(tài)主要包含實時數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建、I/O設備的連接、窗口界面的編輯、動畫鏈接、實時數(shù)據(jù)報表、策略組態(tài)、腳本程序等內(nèi)容。其中實時數(shù)據(jù)庫完成工程中所有變量的設置,是工程各個部分的數(shù)據(jù)交換與處理中心,它將MCGS工程的各個部分連接成有機的整體。在本窗口內(nèi)定義不同類型和名稱的變量,作為數(shù)據(jù)采集、處理、輸出控制、動畫連接及設備驅(qū)動的對象;設備窗口的組態(tài)是連接和驅(qū)動外部設備的工作環(huán)境,在本窗口內(nèi)對PLC進行連接與設置;用戶窗口主要用于設置工程中人機交互的界面,可完成對動畫顯示界面、報警輸出、數(shù)據(jù)與曲線圖表等的組態(tài);運行策略主要完成工程運行流程的控制。

        首先根據(jù)自動喂料控制系統(tǒng)的工作要求,在MCGS組態(tài)環(huán)境下建立四個用戶窗口分別是實時數(shù)據(jù)報表、運行監(jiān)控、主控窗口和報警,如圖2所示,并分別進行屬性設置。

        圖2 MCGS組態(tài)的用戶窗口

        然后建立實時數(shù)據(jù)庫和運行策略,分別如圖3、圖4所示。

        圖3 MCGS組態(tài)的實時數(shù)據(jù)庫

        圖4 MCGS組態(tài)的運行策略

        然后進行工程的下載和模擬運行,界面如圖5所示,點擊系統(tǒng)啟動,電機的狀態(tài)由off變?yōu)閛n,下料到傳送帶,并將物料傳到缺料的料槽,若有料槽或料倉缺料,會產(chǎn)生報警,同時生成料量報表和報警查看頁面分別如圖6、圖7所示,飼養(yǎng)人員可以根據(jù)料量報表和報警次數(shù)掌握每天喂料量的多少,及時把握相關動態(tài),更好的促進科學合理喂食和動物的成長。

        圖5 MCGS的組態(tài)的運行監(jiān)控界面

        圖6 MCGS的組態(tài)的系統(tǒng)料量報表頁面

        圖7 MCGS的組態(tài)的報警查看頁面

        3 結束語

        基于MCGS的自動喂料控制系統(tǒng)的設計,可實時監(jiān)控現(xiàn)場的狀態(tài),改變了PLC控制系統(tǒng)無法直觀地顯示各喂料槽及儲料倉狀態(tài)變化的缺點,使飼養(yǎng)員操作更加方便,也便于整個控制系統(tǒng)的維護。

        [1]李紅萍,賈秀明,趙曉莉.基于 MCGS的 PLC溫度監(jiān)控系統(tǒng)設計[J].工業(yè)儀表與自動化裝置,2012,5∶82-85.

        [2]張惠生.MCGS在中小型自動化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng)中的應用研究[J].北京建筑工程學院學報,2004,12∶21-24

        [3]汪小利,蔣金周.應用MCGS組態(tài)對PLC控制對象仿真設計[J].南通職業(yè)大學學報,2006,3∶66-69.

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