喂料行车自动控制系统的制作方法

1.本技术涉及设备控制技术领域，特别是涉及一种喂料行车自动控制系统。


背景技术：

2.目前国内正在大力发展畜牧养殖业，根据目前的饲养流程，笼养家禽比如种鸡和肉鸡，都需要对其喂料量进行控制管理，若都采用人工进行控制，则人均饲养量很难提高，人均效率低下。
3.随着国内笼养家禽设备行业的大力发展，采用的喂料设备机械化、自动化程度越来越高。虽然目前国内家禽养殖场基本实现了机械化和简易自动化，但在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：家禽养殖场喂养设备系统自动化水平偏低，存在喂料量不可控、落料量不稳定以及喂料精度低等问题。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高自动化水平的喂料行车自动控制系统。
5.为了实现上述目的，一方面，本实用新型实施例提供了一种喂料行车自动控制系统，包括：
6.行车操作控制柜；
7.行车驱动电机；行车驱动电机包括用于连接喂料行车的行车行走电机，以及分别设于各层料箱的各行车给料电机；
8.行车主控柜，行车主控柜包括控制器和驱动装置；驱动装置包括第一驱动器和第二驱动器；其中，控制器的一端连接行车操作控制柜，另一端通过第一驱动器连接行车行走电机、且通过第二驱动器分别与各行车给料电机相连。
9.在其中一个实施例中，
10.行车给料电机包括设于料箱的下料绞龙输出轴两端的步进电机；第二驱动器为步进电机驱动器。
11.在其中一个实施例中，行车行走电机为伺服电机；第一驱动器为伺服驱动器。
12.在其中一个实施例中，
13.行车行走电机为伺服电机；行车给料电机包括设于料箱的下料绞龙输出轴两端的伺服电机；
14.第一驱动器、第二驱动器均为伺服驱动器。
15.在其中一个实施例中，行车操作控制柜通过485接口连接控制器。
16.在其中一个实施例中，行车操作控制柜为带有触摸屏的操作控制电箱。
17.在其中一个实施例中，触摸屏为工业电容触摸屏。
18.在其中一个实施例中，还包括行车电源控制柜；行车电源控制柜与行车主控柜相连。
19.在其中一个实施例中，行车电源控制柜包括电压监控模块和故障报警输出模块。
20.在其中一个实施例中，控制器为plc控制器。
21.上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：
22.本技术中，行车驱动电机包括用于连接喂料行车的行车行走电机，以及分别设于各层料箱的各行车给料电机，而行车主控柜包括控制器、第一驱动器和第二驱动器；控制器可以接收行车操作控制柜的控制指令，进而对行车行走电机和各个行车落料电机的速度精准控制，本技术能够改变下料速度，控制各层料箱的落料量，从而实现行车的精准喂料。本技术可以精准控制行走速度的快慢以及各落料电机速度，保证各料箱最终落料量的精准可控。本技术自动化程度高，整体系统稳定可靠，提升笼养家禽生产效率，由于精准控料可降低饲料成本，提高生产效益。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为一个实施例中喂料行车自动控制系统的应用环境图；
25.图2为一个实施例中喂料行车自动控制系统的结构框图；
26.图3为一个实施例中喂料行车自动控制系统的结构示意图；
27.图4为另一个实施例中喂料行车自动控制系统的结构框图；
28.图5为一个实施例中喂料行车自动控制系统的具体结构示意图。
具体实施方式
29.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本技术的公开内容更加透彻全面。
30.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
31.可以理解，本技术所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。
32.空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
33.需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到
另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
34.在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
35.传统家禽养殖场喂养设备系统自动化水平偏低。若采用传统通用的行车喂料，通过平料器的方式进行下料量的调节，其控制不够精准，难以达到控料的效果，有些甚至不能控制饲料量，对家禽饲养要求的料肉比影响较大，极大影响家禽养殖场的生产效率和生产经营效益。传统技术至少存在喂料量不可控、落料量不稳定和喂料精度低的问题，同时还存在自动化水平低、成本高、系统不稳定、操作不方便以及实用性较差等问题。
36.而本技术提供了可实现精准喂料的自动控制系统，基于本技术，自动化水平较高，喂料量可精准控制，控制系统稳定。为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
37.本技术提供的喂料行车自动控制系统，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，每列喂料行车对应多层料箱，料箱上设置有下料绞龙。在一个示例中，本技术可以应用于一列4层的喂养设备中。
38.在一个实施例中，如图2所示，提供了一种喂料行车自动控制系统，以该系统应用于图1中的喂养设备为例进行说明，包括：
39.行车操作控制柜110；
40.行车驱动电机120；行车驱动电机120包括用于连接喂料行车的行车行走电机，以及分别设于各层料箱的各行车给料电机；
41.行车主控柜130，行车主控柜130包括控制器和驱动装置；其中，驱动装置包括第一驱动器和第二驱动器；控制器的一端连接行车操作控制柜110，另一端通过第一驱动器连接行车行走电机、且通过第二驱动器分别与各行车给料电机相连。
42.具体而言，本技术提出行车驱动电机120包括用于连接喂料行车的行车行走电机，以及分别设于各层料箱的各行车给料电机；即本技术可以采用行车行走电机控制每列喂料行车行走速度，采用各行车给料电机控制喂料行车各层料箱的下料绞龙，达到可改变下料速度的功能，从而控制各层料箱的落料量，实现行车的精准喂料。
43.进一步的，行车主控柜130包括控制器和驱动装置；其中，驱动装置包括第一驱动器和第二驱动器；本技术中，行车主控柜130是整个系统的控制中心，本技术提出控制柜内部包括控制器、第一驱动器、第二驱动器三大控制单元，在接收行车操作控制柜110的控制指令后，实现对行车行走电机和各个行车落料电机的速度精准控制。例如，可通过行走速度的快慢，以及各落料电机速度精准控制，从而实现各料箱最终落料量的精准可控。
44.具体地，控制器在接收到接收行车操作控制柜110的控制指令后，可以通过第一驱动器控制行车行走电机动作、以调整喂料行车的行走速度，还可以通过第二驱动器控制行车给料电机动作、以调整料箱的给料速度。
45.此外，如图3所示，本技术包含行车主控柜、行车操作控制柜和行车驱动电机。其中，行车驱动电机可以包括用于连接喂料行车的行车行走电机，以及分别设于各层料箱的各行车给料电机；行车主控柜可以设于喂料设备的顶部，行车行走电机可以设于喂料行车相应的驱动构件上，行车给料电机分别设于各层料箱的驱动构件上，在一个示例中，针对一列4层的喂料行车(即有4个料箱)，本技术提出可以使用8个行车给料电机。
46.在一个具体的实施例中，行车给料电机可以包括设于料箱的下料绞龙输出轴两端的步进电机；第二驱动器为步进电机驱动器。
47.又如，行车行走电机为伺服电机；第一驱动器为伺服驱动器。
48.再如，行车行走电机为伺服电机；行车给料电机包括设于料箱的下料绞龙输出轴两端的伺服电机；第一驱动器、第二驱动器均为伺服驱动器。
49.具体而言，行车行走电机可以为伺服电机；行车给料电机可以包括设于料箱的下料绞龙输出轴两端的步进电机；第一驱动器可以为伺服驱动器；第二驱动器可以为步进电机驱动器；其中，控制器接收到控制指令后，通过步进电机驱动器控制各步进电机的旋转速度、以分别调整各料箱的给料量。
50.本技术提出可以采用伺服电机控制每列喂料行车行走速度，并且采用步进电机控制喂料行车各层料箱的下料绞龙，通过步进电机驱动器控制步进电机的旋转速度，达到可改变下料速度的功能，从而控制各层料箱的落料量，实现行车的精准喂料。其中，步进电机可以采用高精度步进电机予以实现。
51.本技术中提出选用伺服电机来控制喂料行车的动作量，进而使得整列喂料行车可以做到精准定位(高精度定位，带转速反馈功能)、精准停止(带刹车控制功能的伺服驱动)，同时降低其他驱动电机带来的震动等影响，避免了其他不可预测的因素，进而使得本技术行车行走电机实现控制精度高、高速性能好、抗过载能力强适应性好、低俗运行平稳以及响应速度快等，从而可以满足及时性要求，利于实现精准定位的控制效果。需要说明的是，本技术中行车行走电机还可以采用其他异步电机、步进电机、直流永磁电机等予以实现。
52.进一步的，针对各层料箱，本技术提出行车给料电机可以采用设于料箱的下料绞龙输出轴两端的步进电机，进而实现转速控制功能精准；同时，可以实现工作时振动影响较小，体积小，对于安装空间要求没那么高，进而降低总体成本。需要说明的是，本技术中行车给料电机还可以采用伺服电机、其他异步电机、直流永磁电机等予以实现。
53.本技术提出采用步进电机作为行车给料电机，在实际应用中其步距值不受各种干扰因素的影响、误差不长期积累、控制性能好(启动、停车、翻转都是在少数脉冲内完成，在一定的频率范围内运行时，任何运动方式都不会丢失)、成本较低且响应速度快，可以满足及时性要求，进而实现精准定位的控制效果。
54.相应的，第一驱动器可以为伺服驱动器；第二驱动器可以为步进电机驱动器，从而实现相应的喂料精准控制。而行车驱动电机主要分为用于控制行车行走速度的伺服电机，以及控制各层行车料箱落料量的步进电机，可以属于终端负载设备。进一步的，第一驱动器、第二驱动器可以均为伺服驱动器。
55.在一个具体的实施例中，控制器可以为plc(programmable logic controller，可编程逻辑控制器)控制器。
56.具体而言，本技术行车主控柜可以包括plc控制器、伺服驱动器、步进电机驱动器
三大控制单元，在接收行车操作控制柜的控制指令后，实现对行车行走电机和各个行车落料电机的速度精准控制。通过行走速度的快慢，以及各落料步进电机速度精准控制，从而实现各料箱最终落料量的精准可控。
57.以上，本技术提出行车驱动电机包括用于连接喂料行车的行车行走电机，以及分别设于各层料箱的各行车给料电机，而行车主控柜包括控制器、第一驱动器和第二驱动器，在接收行车操作控制柜的控制指令后，实现对行车行走电机和各个行车落料电机的速度精准控制，进而改变下料速度，从而控制各层料箱的落料量，实现行车的精准喂料。本技术通过行走速度的快慢，以及各落料电机速度精准控制，从而实现各料箱最终落料量的精准可控。本技术自动化程度高，整体系统稳定可靠，提升笼养家禽生产效率，由于精准控料可降低饲料成本，提高生产效益。
58.在一个实施例中，如图4所示，提供了一种喂料行车自动控制系统，以该系统应用于图1中的喂养设备为例进行说明，包括：
59.行车驱动电机；行车驱动电机包括用于连接喂料行车的行车行走电机，以及分别设于各层料箱的各行车给料电机；
60.行车操作控制柜，行车操作控制柜输出控制指令；
61.行车主控柜，行车主控柜包括控制器和驱动装置；其中，驱动装置包括第一驱动器和第二驱动器；控制器的一端连接行车操作控制柜，另一端通过第一驱动器连接行车行走电机、且通过第二驱动器分别与各行车给料电机相连；
62.还包括行车电源控制柜；行车电源控制柜与行车主控柜相连。
63.具体而言，本技术可以包括行车主控柜、行车操作控制柜、行车电源控制柜和行车驱动电机。其中，行车驱动电机可以采用高精度伺服电机和步进电机予以实现；在一个示例中，行车电源控制柜可以用于提供直流48v供电电压；行车电源控制柜包括电压监控模块和故障报警输出模块。
64.本技术中，行车电源控制柜可以提供直流48v电压给到行车主控柜，且内置电压监控模块和故障报警输出，保障整体系统安全正常运行。另外行车电源控制柜提供直流48v电压为安全电压，能够保障养殖场人员安全、家禽的安全。进一步的，如图5所示，行车电源控制柜可以设置在喂料设备的顶部，与行车主控柜相连。
65.在一个具体的实施例中，行车操作控制柜可以通过485接口连接控制器。
66.具体而言，行车操作控制柜与行车主控柜的控制器可以通过485接口进行modbus总线通信；如图5所示，本技术中行车操作控制柜的安装高度适用，便于饲养人员操作，提高系统便利性。
67.在一个具体的实施例中，行车操作控制柜为带有触摸屏的操作控制电箱。
68.具体而言，行车操作控制柜可以是带有触摸屏的操作控制电箱；其中，触摸屏可以采用电容触摸屏，控制程序实用性高，操作方便；进一步的，行车操作控制柜可以采用工业电容触摸屏，以便于及时获取并执行相应的喂料控制程序。又如，行车操作控制柜可以采用hmi(human machine interface，人机接口)触摸屏。
69.下面以行车操作控制柜为带有hmi触摸屏的操作控制电箱为例，对本技术的工作流程进行说明。
70.触摸屏可以与行车主控柜的plc控制器通过485接口进行modbus总线通信，且将行
车操作控制柜安装至适用高度，便于饲养人员操作。
71.在一个示例中，本技术触摸屏可以采用电容式彩色触摸屏予以实现；本技术触摸屏触碰灵敏方便，可用于设置各种控制指令。例如，触摸屏程序可以包括多个操作界面，分别可以为主画面、自设模式、曲线模式、历史报警记录、密码修改以及用户登录界面等，
72.其中，在主画面可以单独设置各个料箱落料电机转速，也可以一键全部设置转速，可设置自动往返等功能，控制功能强大；具体而言，在主画面上可以有行车行走电机(伺服电机)“给定速度”的设置按钮、“行车前进”按钮以及“行车后退”等按钮。当需要启动时，先确认设置好伺服电机的给定速度值，单位可以为转速rpm(revolutions per minute，转每分)，然后点击“行车前进”启动按钮即可控制行车向前行走(此时按钮可以变绿色)，需要停止行车时重新按一下“行车前进”按钮即可停止(此时按钮可以变回灰色)；同理，行车后退的控制也是这样点击“行车后退”按钮进行类似操作。
73.需要说明的是，本技术中行车操作控制柜可以为带有hmi触摸屏的操作控制电箱，进而可以快速接收人工指令，实现精准操作。其中，行车操作控制柜可以在接收到启动指令的情况下，确认当前的工作模式。本技术控制系统的当前工作模式可以包括自设模式和曲线模式。
74.以自设模式界为例，本技术中的自设模式可以用于每一次单独设置转速参数或前期饲养摸索阶段，待摸索确定各控制速度即可转为曲线模式，当转为曲线模式后，即进入自动运行曲线中预设置参数，进而实现全自动化。需要说明的是，自设模式针对行走电机和落料电机，都可设置相关参数，例如，在确认当前工作模式为自设模式时，可以通过触摸屏获取到人工当前设置的各给料速度，进而输出相应的控制指令。
75.以曲线模式为例，本技术曲线模式可以包含自动运行曲线，该自动运行曲线可以是基于目标喂料量对最终给料量与电机设置参数进行测试得到。在一个示例中，本技术可以通过自设模式完成前期的喂料测试阶段，在前期不断试验行车行走电机(伺服电机)和各层落料电机的转速设置值、下料量值，然后通过在笼具料槽上自行把最终落料量拿出来进行称重测量、记录，从而反推找出适合自身鸡只品种的各种电机设置参数。本技术可以满足不同鸡只饲养品种生长的饲喂要求，实现高精确度的喂料控制。
76.本技术中的自动运行曲线，可以通过电机设置参数与最终落料量的线性关系获取；同时，前期测试的设置参数样本越多，获得到的曲线模式中自动运行曲线中的电机设置参数也越准确。
77.进一步的，可以在笼具料槽上不断反复称重测量最终落料量，进而与饲养品种要求的理论喂料量进行对比，要求实际最终落料量等于或接近理论喂料量；为此本技术提出了称重对比方法：可以获取每格笼具对应料槽上的实际最终落料量，把称得总重量除以每格笼具饲养的鸡只数量，从而得到单只鸡所需的实际喂料量，然后进行对比理论值，如果等于理论喂料量值那就可以确定当前设置的电机设置参数是可用的。上述过程不断重复，调整参数，从而确定出自动运行曲线中的各个电机设置参数值。
78.需要说明的是，上述涉及工作模式等工作流程，可以采用现有的喂料控制程序予以实现。
79.以上，本技术自动化程度高，可以实现精准喂料，且喂料行车行走速度和落料速度可控，落料精度高，同时性能稳定，可靠性高；本技术通过行走速度的快慢，以及各落料电机
速度精准控制，从而实现各料箱最终落料量的精准可控。本技术自动化程度高，整体系统稳定可靠，提升笼养家禽生产效率，由于精准控料可降低饲料成本，提高生产效益。
80.在一个实施例中，本技术中的行车操作控制柜可以采用相应的计算机设备予以实现，该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储电机设置参数等数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。
81.在一个实施例中，本技术中的行车操作控制柜可以采用相应的计算机设备予以实现，该计算机设备可以是终端；该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
82.本领域技术人员可以理解，图1
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图5中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的设备的限定，具体的设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
83.在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
84.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
85.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。