PLC技術在規模化養殖自動飼喂料線中的應用

高振偉

（江西正邦科技股份有限公司，江西 南昌 330006）

養殖自動化喂料系統是規模化豬場的必要設備，在規模化養豬場有如下幾種常見的供料系統。一是定位欄供料系統，為空懷期或者懷孕期的母豬定時定量提供飼料，處于這一時期的母豬需要控制膘情，以便母豬順利生產。二是保育舍供料系統，在保育舍給斷奶后的仔豬提供飼料。保育仔豬脫離母豬自主生活，容易出現應激反應，這一時期的飼料需要逐漸過渡。三是育肥舍供料系統。育肥舍的建設目的是促進豬盡快生長、盡快出欄，并不需要嚴格控制豬的飲食，所以供料系統需要隨時保證食槽內有飼料，讓豬想吃的時候可以吃即可。四是分娩舍供料系統，為懷孕后期母豬提供飼料。懷孕后期母豬上到產床待產，生產前應根據母豬的膘情喂料，產前一天對母豬進行限料。

1 料線系統的打料方式

料線系統采用西門子S7-200系列PLC（可編程控制器）作為控制核心，適用于各種主副料線（絞龍、塞盤皆可）。一鍵式操作簡單、可靠、節能、高效。啟動后，各副料線、主料線依次啟動，清除料管里的余料，防止堵料；清完余料后副料線1、2、3、……、N依次完成打料。

2 PLC技術簡介

PLC（Programmable Logic Controller）簡稱可編程控制器，其采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程，見圖1。

電源輸入端子，此型號CPU供電電源為84-264V AC、47-63Hz。輸出端子，220 VAC直接控制電機接觸器線圈、指示燈等，每點最大額定電流2 A。輸出指示燈，程序控制哪個輸出點導通對應的指示燈點亮。輸入端子，24 V DC由按鈕、傳感器、行程開關等輸入信號控制。輸入指示燈，輸入信號控制哪個輸入端子導通對應的指示燈亮。狀態指示燈，“RUN”指示燈亮表示CPU正在運行，“STOP”指示燈亮表示CPU停止運行，“SF/DIAG”指示燈亮表示運行錯誤或故障診斷。串口通信端口，用于485/232通信或連接電腦調試程序等。24 V DC輸出，用于給輸入或擴展模塊供電。撥碼開關，手動切換CPU的運行狀態。擴展口，擴展模塊的連接。

圖1 CPU224端子與硬件簡介

3 打料舉例

以2主、5副的塞盤料線為例，介紹PLC料線的打料過程。啟動料線前的準備工作在此不做過多贅述，這里假設副料線1、3、5打A料，2、4打B料。

首先，按下“啟動”按鈕，副料線會從第5條副料線開始以2 s的時間間隔依次向前啟動，清除副料線管里的余料。所有副料線都啟動后延時20 s（時間可設）主料線開始啟動，清除主料線管里的余料。其次，主副料線同時啟動3 min（時間可設）后（基本可以保證主副料線里的余料清空），副料線1、2保持運行，其余料線停止（清料環節結束，副料線開始依次打料）。3 s延時后A/B主料線開始啟動，此時A料流向副料線1，B料流向副料線2。

如果副料線1的計量桶或喂料器打滿，此時料位傳感器會感應到料，當料位傳感器連續感應到10 s的信號，副料線1、主料線A停止，電機會自主切換到副料線3運行，延時3 s主料線A再次啟動。同樣，當副料線2打滿料且料位傳感器感應到連續10 s的信號，副料線2、主料線B停止，電機會自主切換到副料線4運行，延時3 s主料線B再次啟動。以此類推副料線3打滿會切換到副料線5，副料線5打滿，主料線A便會停止。副料線4打滿，主料線B便會停止（見圖2）。此時，整個打料過程結束。下次啟動重復以上過程。

圖2 料線示意圖

部分異常問題處理措施如下：①假設在副料線3打料時，有緊急情況需要處置，必須停止料線，那么可以按下“停止按鈕”或“急停按鈕”，主副料線會立即停止，系統會記憶停止以前的狀態，處置完畢按下“啟動按鈕”，系統會直接啟動副料線3，而非從頭開始；②假設在打副料線3打料時，系統異常斷電，系統會記憶斷電以前的狀態，來電后按下“啟動按鈕”，系統會直接啟動副料線3，而非從頭開始；③假設在打副料線3打料時，斷路器跳閘或者驅動箱行程開關動作，系統會立即停止并記憶斷電前的狀態，處理完畢后按下“啟動按鈕”，系統會直接啟動副料線3，而非從頭開始。

4 結語

通過將PLC技術引入規模化養殖系統中，可以有效降低人工作業強度、人工成本，提高飼喂系統的可靠性，解決規模化養殖工作低效問題，進而提高規模化養殖的生產效率和自動化程度。在規模化養殖領域應用PLC技術對設備進行自動化、集中化控制已成為養殖行業的主要發展趨勢。

PLC技術在規模化養殖自動飼喂料線中的應用具有如下優勢：①簡單，PLC技術適用于較為復雜的料線控制，尤其是多主、多副料線更能體現其控制的靈活性，一鍵式打料無需人為干預；②可靠，打料過程加入了清料環節，大大降低了堵料情況的發生，各種報警輸出保證了設備能在安全的狀態下運行；③節能高效，打料過程料線依次啟動、自主切換、無縫銜接，摒棄了傳統料線同時啟動后面料線空轉或者人為一條一條啟動浪費時間的弊端，節約資源。另外，遇到斷電、各種故障問題時，系統能記憶停止前的狀態，提高打料效率。