基于三菱的智能喂饲系统设计与实现

卞增育　陈琳　冀俊茹　苏彬

摘 要：本项目针对我国现有中小型养殖场中自动化喂饲程度不高的现状，基于三菱PLC设计了一种智能饲喂系统，实现了中小型养殖场智能供料的任务。

关键词：智能化 喂饲系统 PLC

Design and Implementation of Intelligent Feeding System Based on Mitsubishi

Bian Zengyu，Chen Lin，Ji Junru，Su Bin

Abstract：In view of the low level of automated feeding in existing small and medium-sized farms in China， this project designed an intelligent feeding system based on Mitsubishi PLC to realize the task of intelligent feeding for small and medium-sized farms.

Key words：intelligence， feeding system， PLC

隨着信息技术的迅猛发展，养殖技术的提升加快了养殖业规模经济的形成。基于现代化高新技术的养殖模式，农业经济中养殖规模也在不断提高目前来说，我国养殖产业发展存在一定的局限性。一方面中小型养殖场在市场主体中占很大的比重，且自动喂饲系统、自动化设备应用程度较低。另一方面国外性能良好的自动化饲养装置价格较高，如想引入这些设备必然增加中小型养殖场成本，不利于提高市场竞争力。

1 系统总体设计

PLC系统具备运行速度快、可扩展性高、体积小灵活性高等优势，在食品生产、纺织机械等领域应用水平较高。PLC可以精准控制复杂工艺流程，而且实用性、可靠性也比较好。在此控制环境中，智能饲喂系统主要由饲喂小车、上位机构成。其中，上位机软件饲养员主要查看查看饲喂车运行情况、槽位及槽内饲料等相应内容。饲喂小车系统及槽位结构如图1所示。

图1中，M1表示伺服电机，主要用来控制饲喂小车移动位置;M2为三相异步电机，主要用来控制饲喂小车，使得小车的饲料精准投放槽位中;M3为放料电机，当完成投料动作之后，小车就会回到原来位置。基于三菱PLC搭建加料系统、检测系统会通过RS232接口进行动态链接，系统结构示意图如图2所示。

2 控制系统的设计

在此次喂饲系统设计流程如图3所示。从图中能够看出，通电之后小车将会自动回到原始位置并等待下一步指令。伺服电机M1的位置控制基本结构单元如图4，饲喂小车M2的控制流程见图5，包括速度回路、电流回路，系统主要控制要求包括手动和自动两种。手动模式下按钮控制个步骤的工作过程均需单独控制，同时触摸屏出现手动调试画面，通过调试按钮，选择需调试的电机。自动模式下设备正常启动后首先进入欢迎界面，随后触摸任意位置即可进入调试阶段，从而执行一个周期试运行。设备运行正常时，程序开始位置自动循环执行。

3 人机界面设计

在进行人机界面设计时，需要利用SCADA软件实现通用数据采集和监控软件。该软件作为通用的监控软件，能够利用组态软件功能监控自动化系统。项目使用 MCGS组态软件进行界面设计。项目的调试界面、运行界面、监控界面及报警界面如图6。

4 系统搭建调试

系统中伺服电机用于控制送料小车往返于加料站和各个槽位，通过编码器反馈脉冲数确定运料小车的具体位置。当小车到达时，传感器产生动作小车立即停止。传感器信号接入PLC，采用脉冲+方向形式，PLC Y0输出脉冲到伺服放大器，PLC Y1作为方向信号，其接线如图7所示。

在完成本系统的初步设计后，搭建饲喂车的模拟实物图（图7）。在图中，M1、M2、M3及各自槽位位置为模拟确定。当调试M1电机时，原始位置将滑动模块移动到左端SQ1处。随后，触摸屏会出现伺服电机运行速度与距离的数值。变频电动机M2调试时，通过切换不同的按钮，分别在10Hz，20Hz，30Hz的频率情况下进行调试，并不断循环。

再进行启动按钮时，M3电机会以“低速、高速、停止…”循环状态进行调换，直至M3电机停止。

小车在运行过程中如果出现超限现象，系统就会自动停止运行，并出现警告画面。当10秒之后，小车自动返回原点，报警灯将持续闪烁。等待故障维修检查完成，重新按下启动按钮恢复运行。

基金课题：江苏省高等学校大学生创新创业训练计划项目《基于PLC的智能喂饲系统设计与实现》（201912920025Y）。

参考文献：

[1]陈胜强.基于PLC的洁净手术室净化空调自动控制系统设计[J].中国设备工程，2020（12）.

[2]张建铭，王旭东.基于PLC控制的可伸缩输送带架装置控制系统研究[J].煤矿机械，2020（6）.