史東強(qiáng)

（金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院 信息工程學(xué)院，浙江 金華 321000）

我國是一個養(yǎng)豬大國，養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)占整個養(yǎng)殖業(yè)的很大比重。豬的喂養(yǎng)是生豬養(yǎng)殖場的主要工作，隨著豬場養(yǎng)殖規(guī)模的擴(kuò)大，喂食工作越來越繁重。為了適應(yīng)規(guī)模化養(yǎng)豬的需要，機(jī)械化與自動化程度對生豬養(yǎng)殖場十分重要。近些年來，我國陸續(xù)從國外引進(jìn)了大量養(yǎng)殖設(shè)備。這些設(shè)備價格昂貴且不便于操作，也同時存在很多問題，使這些設(shè)備后期維護(hù)十分麻煩。如飼料飼喂設(shè)備，往往采用管道輸送方式，干飼料的管道輸送系統(tǒng)或濕料的管道輸送系統(tǒng)由于存在管道殘留飼料變質(zhì)會使豬生病，同時，也會破壞了既有的豬舍美觀。而采用自動拌料塔和自動運料、自動出料車，可以避免殘留飼料的問題，還會讓自動喂料系統(tǒng)價格更便宜，同時性能更加穩(wěn)定。

1 自動喂料裝置的組成

自動化養(yǎng)豬場設(shè)備是由飼料塔、輸料線、動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成，啟動按鈕按下去后，電機(jī)帶動輸料線在管道內(nèi)運行，輸料線圍繞圈舍內(nèi)部各個食槽上方走一個循環(huán)，最后回到飼料塔里面，在每個食槽上方的管線里面開一個下料口，當(dāng)輸料線帶動飼料塔里面的飼料在管道內(nèi)運行到下料口的位置，飼料就會順著下料管道下到食槽里面，在最后一個食槽里面有一個料位傳感器，當(dāng)最后一個食槽下滿的時候，料位傳感器就會把信息傳給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)會切斷電源，動力箱停止工作，輸料過程就此完成，此設(shè)備在多家大型豬場經(jīng)過多年的使用，得到了廣大用戶的認(rèn)可，不僅節(jié)約了大量的勞動力，而且可以使整棟圈舍里面的豬只同時進(jìn)食。

2 系統(tǒng)電氣控制結(jié)構(gòu)

整個自動喂料系統(tǒng)中共用到了4個電動機(jī)，其中三個分別是攪拌機(jī)驅(qū)動裝置、小車行走驅(qū)動裝置和出料軸的驅(qū)動裝置，還有一個是運料倉的清洗水泵電機(jī)，它們都由PLC進(jìn)行集中控制，如圖1所示。

圖1 自動喂料系統(tǒng)電氣控制結(jié)構(gòu)圖

各個控制模塊具體如下：①M1為攪拌機(jī)的驅(qū)動電動機(jī)，主功能是攪拌飼料，受定時時間脈沖和小車原點行程開關(guān)SQ1控制；②M2為小車運料的驅(qū)動電動機(jī)，主要功能搬運攪拌好的飼料，受傳感器SQ2和行程開關(guān)SQ3控制；③M3為小車上出料的驅(qū)動電動機(jī)，主要功能是將小車上攪拌好的飼料倒入料槽，受傳感器 SQ4、SQ5、SQ6、SQ7 控制；④M4 為水泵，小車清洗裝置，主要是清洗小車上的雜物；⑤YH為電磁閥，主要是儲料塔出料門控制，受定時時間脈沖控制。

3 系統(tǒng)工作流程

自動喂料系統(tǒng)主要由自動攪拌、自動運料、自動出料、自動清洗等工作模塊組成，并由這些模塊共同合作，完成飼料從攪拌到出料、清洗的整個過程，下面將對各個流程進(jìn)行具體說明。

（1）自動攪拌流程。自動攪拌主要是根據(jù)一定的配比，手動將各類飼料放入攪拌機(jī)后，按下啟動按鈕，攪拌機(jī)啟動。攪拌倉內(nèi)開始注入飼料，當(dāng)所有飼料都進(jìn)入攪拌倉，攪拌機(jī)開始運行，20s后攪拌均勻出料；當(dāng)出料到達(dá)限位，則停止出料，然后循環(huán)進(jìn)行。

（2）自動運料出料流程。以具有兩個食槽的系統(tǒng)為例，當(dāng)飼料小車從加料/充電位置開始前進(jìn)，當(dāng)?shù)竭_(dá)槽位1時，飼料小車前進(jìn)，開始加料操作，當(dāng)加完用戶指定的飼料量后，運料車?yán)^續(xù)前進(jìn)，完成后面槽位的加料。當(dāng)運料車完成所有槽位的加料后，飼料小車運動電機(jī)反轉(zhuǎn)，飼料小車前后運行，直到返回到加料/充電位置停下，這樣就完成了本次的加料工作。

（3）自動清洗流程。在當(dāng)天運料完成使用后，運料小車要及時進(jìn)行清理以確保飼料的安全。為了節(jié)省工人的勞動強(qiáng)度，提高系統(tǒng)的使用效率，系統(tǒng)安裝了電磁閥來控制噴淋頭完成自動清洗。

4 系統(tǒng)程序設(shè)計和調(diào)試

（1）PLC程序的編寫。PLC程序設(shè)計主要包括以下5個步驟：①了解控制系統(tǒng)的整體情況，這部分主要是通過了解生產(chǎn)現(xiàn)場的狀況、系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)指標(biāo)和各操作間的邏輯關(guān)系。按功能把整個控制程序劃分成多個部分，使設(shè)計的程序流程合理、清晰和簡潔；②繪制系統(tǒng)程序流程圖。結(jié)合上面步驟1的內(nèi)容，繪制出系統(tǒng)程序流程圖來清晰表明各動作的順序和條件；③制定抗干擾措施。根據(jù)現(xiàn)場具體工作環(huán)境，確定干擾的來源，再對系統(tǒng)硬件和軟件制定抗干擾的措施。使用屏蔽信號線、電源隔離和信號濾波等為幾種主要的抗干擾措施；④編寫程序。將前面步驟的PLC程序流程圖用編程語言實現(xiàn)；⑤程序調(diào)試。應(yīng)用于現(xiàn)場控制，調(diào)試編寫的程序。

（2）系統(tǒng)硬件調(diào)試。自動喂料控制系統(tǒng)安裝完畢后，首先，將PLC和外部設(shè)備的相應(yīng)控制元件相連，然后將PLC和編程計算機(jī)相連，進(jìn)行試運行，檢查氣密性和電氣性能等，最后，按照飼料小車的操作步驟看小車的運行等是否符合要求。

（3）系統(tǒng)的軟件調(diào)試。調(diào)試的軟件是GX Works2，以下為該軟件的調(diào)試步驟：①打開GX Works2軟件，新建一個簡單的工程；②單擊工具欄上的“模擬開始/停止”按鈕，或單擊主菜單中“調(diào)試”-->“模擬開始/停止”選項；③彈出下面的窗口，等待寫入完成后，單擊“關(guān)閉”按鈕；④彈出GX Simulator2窗口，選擇“RUN”或“STOP”選項可以啟動或停止仿真，在GX Simulator2窗口中選擇“RUN”；⑤在主窗口的“操作編輯區(qū)”中選擇梯形圖中軟元件“X0”，單擊鼠標(biāo)右鍵，在右鍵菜單中選擇“調(diào)試”-->“當(dāng)前值更改”;⑥在彈出的“當(dāng)前值更改”窗口“ON”按鈕；⑦運行狀態(tài)監(jiān)控，可以看到“操作編輯區(qū)”中變化。

剛編好的程序難免有一些缺陷或錯誤，為了及時發(fā)現(xiàn)和消除程序中的錯誤，減少系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)試的工作量，確保系統(tǒng)在各種正常和異常情況時都能做出正確的響應(yīng)，需要進(jìn)行離線測試，而不將PLC的輸出接到設(shè)備上。按照控制要求在指定輸入端輸入信號，觀察輸出指示燈的狀態(tài)，若輸出不符合要求，則查找原因，并排除之。

（4）聯(lián)機(jī)調(diào)試。聯(lián)機(jī)調(diào)試時，把編制好的程序下載到現(xiàn)場的PLC中。調(diào)試時，主電路一定要斷電，只對控制電路進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試。將所編寫的梯形圖程序進(jìn)行編譯，通過連接電纜把程序下載到PLC中。通過現(xiàn)場的聯(lián)機(jī)調(diào)試，還會發(fā)現(xiàn)新的問題或?qū)δ承┛刂乒δ艿母倪M(jìn)。

5 結(jié)語

系統(tǒng)的各項調(diào)試順利完成，調(diào)試結(jié)果符合設(shè)計方案要求。通過利用PLC的自動化改造，該裝置可以順利完成養(yǎng)豬場自動拌料、自動送料、自動出料及自動清洗過程，實現(xiàn)了整個設(shè)計的方案中所有的功能。通過對養(yǎng)豬場喂料送料系統(tǒng)的自動化改造，可以極大地節(jié)省人力成本，提高養(yǎng)豬場的運營效率，提高養(yǎng)殖行業(yè)的自動化水平，具有很好的市場發(fā)展前景。

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