基于MCGS的養(yǎng)殖場自動喂料控制系統(tǒng)的設計

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)模化養(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(jié)構(gòu)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。控制系統(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(jié)構(gòu)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(jié)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。

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