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0引言
長期以來，我國畜牧業(yè)主要以商品飼料為主。飼料加工業(yè)對飼料原料的依賴性較大，而且生產(chǎn)規(guī)模普遍偏小，特別是2007年以來，豆粕、棉粕和菜子粕類等蛋白原料價格的大幅上漲，致使我國飼料加工企業(yè)面臨生存的絕境，而飼料價格的大幅上漲，嚴(yán)重地創(chuàng)傷了農(nóng)民的養(yǎng)殖積極性。為了穩(wěn)定養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展，我國飼料行業(yè)在開發(fā)新型飼料原料、蛋白飼料原料和液態(tài)飼料原料等方面進(jìn)行了大規(guī)模的試驗(yàn)和研究，各類新型的符合國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的飼料原料，如利用肉制品加工廢棄物制成的蛋白發(fā)酵飼料，利用淀粉、玉米酒精加工過程中產(chǎn)生的廢棄物制成的新型飼料原料，特別是液體飼料原料取得了長足的進(jìn)展。為此，山西省農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院承擔(dān)了山西省科技攻關(guān)項(xiàng)目《飼料液體組分添加系統(tǒng)的研究》課題，旨在通過研究提供一種可行的設(shè)備，擴(kuò)大各種液體飼料組分在現(xiàn)有飼料生產(chǎn)線生產(chǎn)使用，替代液體飼料組分人工添加，解決制約液體飼料原料大面積使用的瓶頸，促進(jìn)我國飼料加工業(yè)、畜牧養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展。本文就項(xiàng)目中控制系統(tǒng)的設(shè)計理論依據(jù)與設(shè)計思想進(jìn)行論述。
飼料液體組分添加系統(tǒng)是飼料加工自動化生產(chǎn)線中的主要設(shè)備之一，為液體飼料原料的開發(fā)利用提供了可靠的技術(shù)支持，有效提高資源合理利用，最大程度地降低環(huán)境污染，促進(jìn)我國飼料加工業(yè)、畜牧業(yè)的健康發(fā)展。

飼料液體組分添加控制系統(tǒng)采用可編程控制器(PLC)、觸摸屏和稱重儀表等新一代工業(yè)控制裝置，使系統(tǒng)配制簡單，同時具有良好的可靠性和穩(wěn)定性，并且可方便地輸入、修改和監(jiān)控參數(shù)，可以大大提高生產(chǎn)效率和管理水平。
飼料液體組分添加控制系統(tǒng)采用可編程控制器(PLC)、觸摸屏和稱重儀表等新一代工業(yè)控制裝置，使系統(tǒng)配置簡單，同時具有良好的可靠性和穩(wěn)定性，并且可方便地輸入，修改和監(jiān)控參數(shù)，可以大大提高生產(chǎn)效率和管理水平。
總體設(shè)計
飼料液體組分添加控制系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計方法。其優(yōu)點(diǎn)是組態(tài)靈活，通用性強(qiáng)，硬件開發(fā)周期系統(tǒng)成本低，故障容易排除。系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)見圖1。。
系統(tǒng)組成以S7-200PLC為控制核心，由觸摸屏、加熱控制模塊、稱重計量控制模塊和添加清理模塊等組成。
當(dāng)S7-200PLC收到需要添加液體組分信號時，PLC輸出信號使添加液體電磁閥工作，同時稱重儀表通過壓力傳感器采集質(zhì)量值，當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時，稱重儀表輸出信號給PLC,PLC收到信號后，立即輸出儔號使添加液體電磁閥暢止工作；同時PLC

輸出信號使添加泵工作，向混合機(jī)中添加液體，當(dāng)液體添加完，稱重儀表顯示“0”時，稱重儀表輸出信號給PLC,PLC收到信號后，立即輸出信號使添加泵停止工作；這時PLC輸出信號使氣體清理電磁閥工作，清理管道殘留液體到混合機(jī)中。加熱控制模塊主要解決添加液體的流動性以及管道的保溫。
2硬件設(shè)計
系統(tǒng)硬件原理見圖

2.1觸摸屏
觸摸屏選用某電子公司生跌的PWS5610T-S型，顯示色彩256色，顯示器尺寸為5.7、♦個RS485接口與PLC相連，另套個RS485接口與PT650D稱重儀表相連。
2.2加熱控制模塊
溫度傳感器選用PtlOO,PtlOO經(jīng)過變送器后輸出4~20mA模擬量信號，模擬量信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后輸入PLC,PLC數(shù)值和設(shè)定溫度的數(shù)值進(jìn)行計算比較后，PLC輸出信號來控制加熱元件的工作⑴。
2.3稱重計量控制模塊
稱重儀表選用PT650D,重量傳感器輸出的重力信號經(jīng)過接線盒傳送給PT650D儀表，PT650D儀表通過光耦輸出口與PLC相連。根據(jù)設(shè)定質(zhì)量的數(shù)值，通過快加電磁閥、慢加電磁閥進(jìn)行添加液體，達(dá)到設(shè)定量時，PT650D儀表輸出信號給PLC,PLC控制快加電磁閥、慢加電磁閥停止工作。
2.4添加清理模塊
添加清理模塊由添加泵、清理電磁閥等組成，添加泵選用高壓泵，解決了噴嘴暫時性封堵的問題，提高了霧化效果。
添加泵得到PLC要求添加信號后，啟動工作，PT650D稱重儀表顯示為0時，添加泵停止工作，這時PLC控制清理電磁閥啟動工作，清理管道內(nèi)的殘留物，噴氣完成后清理電磁閥停止工作。
3軟件設(shè)計
3.1總體設(shè)計
本系統(tǒng)的軟件采用模塊化的設(shè)計方法。軟件設(shè)計主要包括觸摸屏組態(tài)模塊和S7-200可編程控制器模塊。觸摸屏組態(tài)模塊主要完成與操作人員的交互功能，控制系統(tǒng)的啟動、停止、單機(jī)和聯(lián)機(jī)工作，從PLC及PT650D儀表讀取信息并在屏幕上顯示；S7-200可編程控制器模塊作為控制模塊，主要包括系統(tǒng)初始化、溫度檢測、質(zhì)量檢測、執(zhí)行元件的控制等。兩個控制模塊的關(guān)系：觸摸屏組態(tài)模塊是指揮中心，決定整個系統(tǒng)程序的結(jié)構(gòu)和流程；S7-200可編程控制器模塊按照觸摸屏組態(tài)模塊指令，實(shí)時采集不同的數(shù)據(jù)，根據(jù)不同情況來控制執(zhí)行元件的工作。
3.2觸摸屏組態(tài)模塊設(shè)計
在上位計算機(jī)上用組態(tài)軟件ADP3完成組態(tài)設(shè)計，通過RS485接口下載到觸摸屏。具體組態(tài)設(shè)計過程包括創(chuàng)建工程、畫面制作、定義數(shù)據(jù)對象、設(shè)備連接和程序下載調(diào)試。人機(jī)操作界面如圖3、圖4所示

3.3S7-200可編程控制器模塊設(shè)計
根據(jù)控制要求，結(jié)合PLC的I/O地址分配，采用編程軟件STEP7-Micro/WIN進(jìn)行軟件編程設(shè)計。主要包括溫度采集控制程序、稱重計量程序和添加清理程序等
4試驗(yàn)結(jié)論
項(xiàng)目樣機(jī)經(jīng)山西省農(nóng)業(yè)機(jī)械質(zhì)量監(jiān)督管理站檢驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)完全達(dá)到并超過計劃任務(wù)書設(shè)計要求（表1）。該控制系統(tǒng)已經(jīng)在大北農(nóng)、普瑞納、威科等多家大型飼料企業(yè)生產(chǎn)線上使用，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

5結(jié)束語
將PLC、觸摸屏、稱重儀表等應(yīng)用在飼料液體組分添加系統(tǒng)中，可實(shí)現(xiàn)液體添加的精確計量，而且使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行穩(wěn)定，操作可靠，軟件編程簡單，大大提高了生產(chǎn)效率。

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