减重式产床母猪智能饲喂器的设计

本研究设计的减重式产床母猪智能饲喂器能够实现对临产期和产后母猪的精确饲喂。采用电磁振动给料，取代原有的蛟龙给料，避免了饲料粘接、发霉等问题；采用失重称的计量原理，控制给料的精度达到0.2%；采用Zigbee技术进行无线通信链接，实现整个养殖厂的信息交换与智能化管理。

【关键词】失重秤 智能化 精准化 ZigBee技术

中国是养猪大国，但饲喂设备自动化水平较低，缺乏智能化、精准化。本文设计的减重式产床母猪饲喂器可实现定时、定量给料，减少浪费；降低工人劳动强度；提高饲喂效率，实现了产床母猪饲喂量的精准化管理。

1 饲喂器总体设计

1.1 总体结构设计

减重式产床母猪智能饲喂器结构上主要由储料仓、上料阀门、称重装置及下料装置等组成。上料结构密封性强，能减少饲料污染，降低疾病的发生率，且各开关灵活，给料快速通畅；称重装置用于计量和存放物料，为定量给料提供了基础；下料装置采用电磁振动给料，能实现均匀、精确的下料。

1.2 总体控制原理

本饲喂器以工业上通用的控制器PLC为控制核心。其电气控制框图如图1所示。

1.3 智能饲喂系统的设计

在中、小规模繁殖场，可引进本饲喂器作为单个饲喂站管理，以改善饲养模式，逐步实现自动化养殖。在大规模养殖场，针对多个饲喂站管理时，该饲喂器能实现扩展，采用Zigbee技术进行无线通信，使饲喂器与上位电脑专家系统链接，实现智能饲喂系统的管理，与进口设备相比，将大大降低成本。其饲喂系统框图如图2所示。

2 饲喂器称重控制

称重装置主要由PLC控制。首先由PLC计算出称重装置当前饲料重量和减少的饲料重量，将其数值映射到HMI上，进行实时监控。再将饲料的称重数值与预先设定称重数值的上、下限值进行比较，判定是否上料，当称重装置中的饲料低于数值下限时，由气缸控制的上料阀门打开（对应警示灯亮起），进行连续上料。如果警示灯亮30s后，称重数值仍未高于下限，警报声呼叫，警告饲喂器发生故障。若正常上料，当饲料数值达到上限时，上料阀门关闭（警示灯灭），停止上料。然后根据产床母猪规定的进食量，设定下料数值，通过电磁振动下料装置定量下料，同时，PLC将计算出的下料速率与设定的下料速率进行比较，运用PID调节对下料过程进行控制，使实际下料速率准确地跟踪设定值。

3 饲喂器上下料装置设计

该饲喂器在工作时， 要求上料时间短， 而下料过程要均匀。所以上料装置的开关阀门使用气缸控制，实现大幅度上料，且在上料装置中设置储存仓上下限及对应警报灯，提醒人工给料，以保证饲料的充足供给。下料装置采用电磁振动给料机，它具有结构简单，操作方便，料槽磨损小，能连续均匀给料，使用寿命长等优点，充分符合了该饲喂器的设计需求。该装置是通过PLC输出可调制占空比的PWM波来控制可控硅触发角的大小，以此调整线圈输出电压的幅值，控制抖动幅度，实现均匀给料，精确给料，从而保证产床母猪的科学饲喂，以产下良好的猪种。

4 结束语

减重式产床母猪智能饲喂器采用PLC控制，精度可达0.2%。并且不受饲料比重、流动性、料斗物料量等的影响，使用方便。同时减少工人劳动强度，能够实现母猪饲喂量的精准化管理。

参考文献

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[2]沈国强，易志刚，倪敬，李永明.全自动液体饲喂系统的电气控制研究[J].机电工程，2010，27（6）.

[3]张猛，房俊龙，韩雨.基于ZiGBee和Internet的温室群环境远程监控系统设计[J].农业工程学报，2013，29（1）.

作者单位

北华航天工业学院 电子与控制工程学院 河北省廊坊市 065000