基于在线称重的犊牛精确给料控制系统的制作方法

本实用新型涉及一种基于在线称重的犊牛精确给料控制系统，特别是涉及一种以单片机为核心的基于在线称重的犊牛精确给料控制系统。

背景技术：

犊牛作为牛场养殖的后备力量，饲养管理的好坏将会直接影响犊牛成年后的某些性能（例如产奶性能、繁殖性能）和牛场的经济利益。目前，犊牛饲喂过程主要包括常乳巴氏消毒和常乳精确供给，控制系统是实现该过程智能化、自动化的控制单元。

当前市场上中低端犊牛饲喂机采用的是继电器、温控仪表等分散元器件进行分散控制，电子元器件较多，线路复杂，布线工作量大、时间长，系统故障率高，且故障点排查难度大，设备自身的保护能力差，不利于实现自动化，无法与上位机和下位机或其它信息管理系统通信交换数据；当前市面上的高端犊牛饲喂机采用PLC进行控制，线路简化，可靠性有保障，但成本高，制造周期长，而且大多数的犊牛饲喂机采用的是先将犊牛体重信息采集，再将采集到的信息导入到控制系统，这类采集犊牛体重信息的方式太过繁琐，用户难以对该产品上手，一定程度上影响了犊牛饲喂机的推广应用。因此构建控制简易及解决现有问题的犊牛饲喂机控制系统，是目前函待解决的问题，然而对于该类产品，目前现有技术中并未出现相应的解决方式。

技术实现要素：
术

本实用新型目的在于解决采集犊牛体重信息的方式太过繁琐问题，提供一种适用于犊牛饲喂常乳的巴氏消毒处理和对犊牛体重信息进行实时采集，并根据采集信息确定饲喂量对犊牛进行精确饲喂的控制系统。该控制系统具有成本低廉、工作可靠、适用于各种需要采集体重信息的犊牛饲喂机的特点。

本实用新型为实现上述目的，采用如下技术方案:

单片机控制模块采用的是STC89C52RC单片机进行控制；

控制系统复位模块由复位按键、晶振和瓷片电容组成；

蠕动泵驱动模块由双泵头蠕动式计量泵和驱动器组成，可根据控制系统给定的脉冲数对犊牛精确给料；

电源模块由外部24V直流电源供电，内部分别经过稳压滤波模块稳压滤波后输出24V, 5V直流电压，供其它模块使用，同时此电源模块还具有过热、过流保护功能；

DS18B20温度测量模块由5V电源和DS18B20温度传感器组成，安装在常乳搅拌桶的内部，时刻检测常乳搅拌桶内常乳的温度变化状态，将检测到的温度反馈到单片机控制系统，为单片机控制系统的加热电路是否通断来提供依据；

红外检测模块由5V电源和两个红外检测传感器组成，为了防止误触发，需装两个传感器对犊牛是否进入饲喂站进行检测，然后将检测结果返回给单片机控制系统，从而为单片机是否控制蠕动泵对犊牛进行精确给料；

模数转换模块采用的是HX711 24位模数转换模块，由于犊牛饲喂机是基于在线称重的方式达到精确给料，因此对于称重传感器的转换精度要求较高，在此系统中采用的是24位精度的模数转换模块；

RS232转TTL信号模块主要是将单片机的TTL信号转换为RS232信号与触摸屏进行通讯；

搅拌桨控制模块包含三相交流电机控制电路，单片机I0管脚驱动三极管，再驱动固态继电器，导通交流接触器启动搅拌电机，三极管采用9013 H.331芯片，固态继电器和交流接触器安装在控制柜内，并根据三相交流电机功率选择其规格型号，与搅拌电机相连接的搅拌叶片安装在常乳加工桶内部，加热电路通断由饲喂工艺的需求决定；

加热控制模块包含加热控制电路，单片机I0管脚驱动三极管，再驱动固态继电器，导通交流接触器对常乳进行水浴加热。三极管采用9013 H.331芯片，固态继电器和交流接触器安装在控制柜内，并根据加热棒功率选择其规格型号，加热棒安装在水浴加热桶内部。加热电路通断由DS18B20温度测量模块向单片机系统反馈回来的值与饲喂工艺的对比结果确定；

冷却控制模块单片机I0管脚驱动三极管，再驱动固态继电器，导通交流接触器对牛乳进行水循环将温。三极管采用9013 H.331芯片，固态继电器和交流接触器安装在控制柜内，并根据加热块功率选择其规格型号，冷却桶安装在水浴加热桶外部。加热电路通断由DS18B20温度测量模块向单片机系统反馈回来的值与饲喂工艺的对比结果确定；

通信模块采用MODBUS协议，从而实现触摸屏与单片机进行通讯；

人机界面采用触摸屏，使用EB8000软件作为开发环境进行开发，使它系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，对控制系统进行控制；

称重模块由四个广测YZC-320C型号的称重传感器和一个接线盒构成，从而实现犊牛的在线称重功能。

附图说明

图1为精确给料控制系统结构框图；

图2 系统操作流程图；

图3 供水模式流程图；

图4 巴氏消毒模式流程图；

图5 饲喂模式流程图；

图6 饲喂模式流程图。

具体实施方式

该控制系统共分为四个控制模式，当进入控制系统后，通过触摸屏上的模式按键进行模式选择，选择好相应的模式后，点击“运行键”开始运行相应的模式，当每个模式运行结束之后，系统会进行报警提醒，如果需要继续操作运行，则重复上述步骤，否则系统将待机等待下一步的操作，系统操作流程图如图2所示。

1.供水模式：进入供水模式后，打开抽水泵，为牛奶或常乳进行水浴加热时提供所需水量，并且自动开始计时，计时13分钟，计时达到后退出供水模式并报警提醒，供水模式流程图如图3所示。

2.巴氏消毒模式：进入巴氏消毒模式后，加热棒开始加热，控制系统将温度控制在78-83摄氏度之间，持续半个小时，计时达到后退出供水模式并报警提醒，巴氏消毒模式流程图如图4所示。

3.饲喂模式：进入饲喂模式后，系统的红外检测电路开始检测是否有犊牛到来，如果没有，则继续等待，如果有，则开始触发体重传感器进行犊牛体重的采集，采集三次体重以求平均值，通过数学函数模型将犊牛体重信息转化为驱动伺服电机所需的脉冲数，然后驱动电机进行精确给料，本次饲喂结束后，等待下一头犊牛的饲喂，当饲喂量不足时，退出饲喂模式并报警提醒，巴氏消毒模式流程图如图5所示。

4.清洗模式：进入清洗模式后，加热棒开始加热，搅拌电机开始启动，清洗时边清洗边放掉奶箱里边的清洗过的“污水”，清洗完成后退出供水模式并报警提醒，清洗模式流程图如图6所示。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。