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基于MCGS的养殖场自动喂料控制系统的设计-机电论文

基于MCGS的养殖场自动喂料控制系统的设计

尹余琴金濯董鹏程黄敏

（江苏农牧科技职业学院农业工程系，江苏泰州225300）

【摘要】针对目前规模化养殖业喂料中存在物料残留和污染严重的现状，

本文提出了采用MCGS组态软件进行喂料控制系统的实时监控的方案，首先进

行自动喂料控制系统的整体结构设计，然后进行控制系统的组态画面设计，并通

过变量的设定和连接实现实时运行的监控。

关键词养殖场；自动喂料；MCGS

0引言

在规模化养殖业中自动喂料系统是主要的喂饲设备，其性能关系到养殖业生

产的质量和效益，它应具备适时控制料槽中饲料的量，而且使不易污染饲料等特

点。基于这样的特定要求，采用MCGS组态软件为自动喂料控制系统进行实时

监控，模拟仿真自动喂料的运行状态及相关硬件环境和物料多少，当发生故障或

物料不足时进行声光报警，提醒饲养员进行处理，这样可以极大限度的将饲养员

从喂料的高强度劳动中解放出来，具有一定的实用价值。

1自动喂料控制系统的整体结构设计

系统的总体布局如图1所示，主要由储料仓、料槽、挡料板、交流电机驱动

的皮带传动装置、伺服电机、报警装置、PLC及MCGS等组成。其中储料仓置

于养殖圈的端部，其底部采用漏斗形状设计，并安装一个光电传感器，用来检测

储料箱是否有料，当没有物料时，会发出声光报警，提醒饲养员进行装料；如果

储料仓有料，而某一料槽没料，控制系统将通过伺服电机驱动螺旋推料杆将物料

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推出送到传送带上，传送带通过交流电机的驱动到相应的料槽位置停止，再通过

推杆将物料推至料槽中；料槽采用无盖的长方体盒，一半布置在养殖圈里面，方

便养殖动物的进食，一半伸出养殖圈的外面，方便放料，料槽的多少可以根据实

际需要进行增减，料槽下面有称重传感器，根据设定重量的多少确认是否需要进

行加料。控制系统主要由西门子S7-200CPU226型的PLC来实现。

该自动喂料系统的工作过程是：当系统处于初始状态时，检测储料仓和各料

槽中物料余量，是否达到设定要求，如果储料仓中料不足，则产生报警，蜂鸣器

响；如储料仓中料量足够，料槽中的料量低于设定值，则也产生报警，警示灯以

1Hz的频率闪烁；饲养员接到报警信号，可以迅速判断报警原因，如果是储料仓

缺料，则手动添加物料，当储料仓中物料足够了，饲养员可以按下操作面板上的

系统启动，则启动伺服电机，带动螺旋出料杆转动，在储料仓的出料口放出物料，

同时启动变频器驱动交流电机，带动传送带传动饲料，哪个料槽无料，相应的挡

料板倾斜45°伸出，皮带上的物料由此引入相应的料槽，若料槽料满，挡料板恢

复原状，伺服电机反转退回残料，然后停止，同时交流电机也停转，皮带停止传

送，系统进入待机状态。

２控制系统的组态设计

控制系统的组态主要包含实时数据库的创建、I/O设备的连接、窗口界面的

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编辑、动画链接、实时数据报表、策略组态、脚本程序等内容。其中实时数据库

完成工程中所有变量的设置，是工程各个部分的数据交换与处理中心，它将

MCGS工程的各个部分连接成有机的整体。在本窗口内定义不同类型和名称的

变量，作为数据采集、处理、输出控制、动画连接及设备驱动的对象;设备窗口

的组态是连接和驱动外部设备的工作环境，在本窗口内对PLC进行连接与设置;

用户窗口主要用于设置工程中人机交互的界面，可完成对动画显示界面、报警输

出、数据与曲线图表等的组态;运行策略主要完成工程运行流程的控制。

首先根据自动喂料控制系统的工作要求，在MCGS组态环境下建立四个用户

窗口分别是实时数据报表、运行监控、主控窗口和报警，如图2所示，并分别进

行属性设置。

然后建立实时数据库和运行策略，分别如图3、图4所示。

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然后进行工程的下载和模拟运行