單道餌料投喂機系統設計論文

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1動力控制

在氣力壓運輸送系統中，動力控制主要對產生壓力空氣源的風機、驅動關風器的電動減速機進行控制，實現輸送飼料的流態化。在動力系統中采用三相380伏交流電源供電的設備是：用來產生壓力空氣的輸料風機；用于壓力空氣隔離的關風器。其他電器電源為220伏交流或12伏直流電源供電。

2遠程輸料投料控制

2.1控制模式設計

運行單道多工位氣力輸送餌料投喂機系統，在運行時需要對各投餌點位進行控制，同時還要采集各投餌點位的狀態信息，掌握系統運行狀態。因此，整個控制系統應設置一個總控平臺，負責向各投餌點位發送控制指令，總控平臺還應具有各點位工作狀態信息采集顯示功能，為操作人員提供系統運行狀態信息。總控平臺向各投料點位發送的控制指令是：

①投餌點位分料閥分料、復位信號；

②終端投餌機啟動、停機信號；

③投餌點位工作狀態巡回檢測啟動、停止信號；

④終端投餌機臨時停止信號；

⑤終端控制器復位歸零信號。

各投餌點位終端控制器向總控制臺傳輸反饋各投料點位的工作狀態是：

①控制器中分料閥的分料、直通狀態；

②終端投餌機拋料風機開啟、關閉狀態；

③終端投餌機定量下料器開啟、關閉狀態；

④終端投餌機料倉有、無餌料；

⑤終端投餌機料倉餌料是否加滿；

⑥是否巡回檢測狀態。根據系統控制監測功能要求，應用PC機為上位機，在各個投餌點位控制器中應用PLC或控制卡板為下位機，使用監控組態軟件編程，通過I/O設備采用RS485建立遠距離通訊網絡，對各點位信息進行采集并進行操作控制，是一種較理想的選擇。由于項目工作經費有限，我們采用了多路無線控制模塊、可編程延時器模塊等電子模塊組合成多路無線監控系統，實現了上述要求的各項功能。盡管組合模塊組成的系統響應時間較慢，經試驗運行可以滿足本系統的控制要求，由于電子模塊價格便宜使得整個控制系統有較低的成本造價。在單道多工位氣力輸送餌料投喂機系統中，各投餌目標設置一般比較分散，若采用有線控制方式由于控制項目多、目標點位多、布局分散、相對距離遠等特點，需要使用大量多芯電纜很不經濟，采用無線發射與接收模塊組合成的控制系統，可以完成系統控制與狀態信號反饋功能，同時具有簡單易行費用較低等優勢。我們在總控制平臺采用4路無線發射模塊用于功能控制，使用6路點動無線接收模塊用于各投料點位工作狀態的接收。在終端控制器使用4路自鎖型無線接收模塊，負責接收功能控制信號并對設備進行控制。采用6路無線發射模塊，在巡回檢測模塊的控制下將投料終端各個設備的狀態信息，依次發射傳輸到總控制平臺。

2.2總控制平臺電路原理

2.2.1無線接收與發射單元

無線接收單元選用TAD-T6A型點動無線遙控開關接收模塊，與各投料點位終端控制器發射裝置使用統一編碼，系統運行時通過地址模塊選址可辨別所接收信號的發出點位。投料設置與狀態顯示單元中狀態顯示部分，負責將各點位工作狀態信號經延時保存后驅動顯示指示燈。各點位反饋的料滿停機信號時，輸送到動力控制箱切斷吹料控制電源停止輸料。無線發射功能控制選用非鎖存TAD-T70-M4型無線遙控開關模塊，對發射裝置進行改造，按照投料點位數量對發射地址進行編碼，地址碼應與各投料點位終端控制器無線接收裝置地址相互一致。將地址設置與功能控制端口引出連接線，與地址控制單元及功能控制單元接通，供地址控制單元選址使用。系統電路中的無線發射與無線接收采用PT2262/2272CMOS工藝制造的低功耗通用編解碼電路，三態地址端管腳（懸空，接高電平，接低電平）任意組合可提供531441個地址碼。在通常使用中，一般采用8位地址碼和4位數據碼，這時編碼電路PT2262和解碼PT2272的第1～8腳為地址設定腳，有三種狀態可供選擇：懸空、接正電源、接地三種狀態。3的8次方為6561，所以地址編碼不重復度為6561組，只有發射端PT2262和接收端PT2272的地址編碼完全相同，才能配對使用。在無線發射與接收器中標有LBH字樣三排方格為編碼區，設置地址碼的原則是：同一個系統地址碼必須一致；不同的系統可以依靠不同的地址碼加以區分。至于設置什么樣的地址碼要以投餌機控制的實際需要自行設置。

2.2.2地址選擇控制

由總控制平臺對各終端控制器進行控制，在發射單元對地址進行編碼的基礎上進行對應控制。在對各終端點位進行作業操作時，首先由操作者選定作業點位按下對應點位的琴鍵按鈕，即接通該點位的地址，就可以開啟這個點位的控制開關進行投餌操作，該點位即可進入正常工作狀態。以此類推可對全部點位的投餌操作進行控制。在完成控制操作后將琴鍵控制開關退出置為零位，各點位可按程序預先設定的控制要求對各終端投餌設施進行控制。其中某一路投餌時間到達時，觸發延時繼電器吸合即自動開啟該路地址，延時吸合時間應大于控制信號脈沖寬度，以保證將停止投料信號順利發出。本部分電路由3聯多位按鍵開關、繼電器模塊、可設置延時繼電器組成，琴鍵開關的每一個按鍵負責控制一路投料目標終點控制器。

2.2.3功能控制與狀態指示

功能控制是對各投料點位的分料閥分料與復位，終端投餌機開啟與自動計時停止、手動停止，終端控制器巡回檢測，終端控制器復位的控制。其中各投料點位的分料閥、終端控制器巡回檢測、終端控制器的復位控制，由總控制臺的一組按鈕統一控制，其控制的具體目標點位決定于地址選擇控制器的琴鍵開關所選定的目標地址。狀態顯示電路由6組延時繼電器與指示燈組成分別指示投料終端的巡回檢測、投餌機的鼓風機、投餌機的下料器、分料閥、料倉高料位與低料位狀態情況。由6路無線接收模塊的點動信號分別觸發各延時繼電器吸合并延時，延時時間少于巡回檢測的周期時長，在下一個巡回周期刷新狀態信號顯示到來之前延時結束，做到一個巡回周期對狀態信號刷新一次。

3討論

王志勇等研制的集中自動投餌系統，向投餌目標拋撒飼料是在飼料輸送的同時進行的，是由飼料集中發送端按照投餌目標投餌要求，控制飼料輸送量并直接吹入養殖池塘，對各投料目標終端無控制要求。應用PLC對動力系統、下料裝置、分配裝置分別進行控制，這樣既可以做到餌料的精確投放，這個系統結構適用于對各投料點位進行依次順序投餌作業的形式。由于對各投餌目標依次順序投餌作業的形式，整個投餌周期延續較長的時間，會使排在后邊的池塘的投餌時間嚴重滯后。單道多工位氣力輸送餌料投喂機的控制系統需要分為兩個層次，一是在飼料集中發送端對動力系統和下料裝置進行控制，完成向各投料點位輸送飼料的任務；二是控制各目標投料點位的分料裝置，完成向終端餌料及輸送飼料的任務。還要對投餌機開啟與關閉時間進行控制。在完成控制任務的同時，還要具有將投料終端設施的工作狀態信號發回功能。這樣的控制方式可以做到各投料點位的投餌機同時開機，可以避免應用氣力管道輸送需要順序投餌的問題。由于將氣力輸送與終端投餌操作分開進行，可以充分發揮氣力輸送系統的迅速快捷的優勢，在飼料投喂的間隔時間內可快速將飼料輸送到位，各投料點位就可以按照養殖工藝要求進行投餌，不受管道輸送條件的約束。

4小結

①采用單道多工位氣力輸送餌料投喂機的控制系統，可以做到投餌作業更加合理化，節約時間既提高了餌料輸送效率也提高了餌料投喂效率，減少了電力消耗。

②應用無線遙控方式更適于在氣力輸送系用中應用，由于池塘養殖投餌系統具有布局分散相對距離較遠的特點，在500米的控制范圍內使用無線控制方式，是一種經濟有效的控制方式。

③該控制系統使用無線遙控開關、多路時間編程、不同類型性延時及多路繼電器模塊，經實際應用試驗達到設計要求。目前市場銷售的電子功能模塊種類繁多功能齊全，應用各種電子模塊組合而成的控制系統，具有簡便易行成本低廉等特點。

④由于各模塊之間信號傳遞響應時間較慢，控制信號發送時間應有一定的間隔，整個系統功能控制與巡回檢測速度相對較慢。因此模塊組合電路控制系統，適于在低頻次變換控制中應用。

⑤如果經濟條件允許，應用計算機控制系統可以較好的實現系統的控制與狀態監測功能。應用PC機為上位機，在各個投餌點位控制器中應用PLC或控制卡板為下位機，使用監控組態軟件編程，通過I/O設備采用RS485建立遠距離通訊網絡，對各點位信息進行采集并進行操作控制，是一種較理想的選擇。

作者:孫廣明付志茹謝剛張韋楊華李秀民李文雯苗家祿單位:天津市水產研究所天津神堂水產養殖育苗有限公司