饲料生产线自动化控制系统的设计(1)

食品加工生产线自动化控制系统设计第一章：引言随着工业自动化的不断深入发展，自动化控制系统已经在许多领域得到广泛的应用。

食品加工生产线自动化控制系统是其中之一，其在提高生产效率、质量稳定性和安全性等方面具有很大的优势。

该系统可以帮助企业节省大量的人力和物力成本，并且可以降低生产过程中的风险和错误率。

本文就食品加工生产线自动化控制系统设计进行探讨。

第二章：食品加工生产线自动化控制系统分类食品加工生产线自动化控制系统大致可分为以下几类：1. 前段生产自动化控制系统：自动完成蔬菜、肉类等食材的清洗、切块、研磨、混合等准备工作。

2. 食品加工自动化控制系统：用于完成烘焙、蒸煮、烧烤、炸制、冷却等加工工序，可以实现多种工艺配方，保证生产线的稳定性和一致性。

3. 后段生产自动化控制系统：主要用于完成包装、称重、贴标、封口等工序，确保产品的质量卫生和生产的效率。

本文主要讨论第2种食品加工自动化控制系统的设计。

第三章：自动化控制系统的组成食品加工自动化控制系统由以下几个部分组成：1.电气控制系统：主要包括自动控制设备、电力配电系统和电缆线缆等，其中，自动控制设备是核心，它能根据预设的程序和信号，自动实现生产过程中的各项控制操作。

2. 控制装置：根据生产的流程和工艺要求，对生产过程中所涉及的机械元件、传送带、输送带等进行自动控制，并可以对温度、压力、流量等重要参数进行采集和监控。

3. 传感器：主要负责采集压力、温度、重量、速度等生产关键参数的信息，并将其传递给控制装置。

4. 执行机构：能够自动完成机械元件的启停、升降、输送带的运转和成品包装等工艺要求，以实现生产线上的自动化生产。

5. 人机界面：主要是指触摸屏、显示屏、键盘等设备，它们负责控制系统的显示、输入、操作和信息输出。

第四章：使用PLC进行自动化控制系统的设计PLC（Programmable Logic Controller）是一种通用现场可编程控制器。

主要用于自动化领域中的执行控制、序列控制、计时计数、数据处理等，广泛应用于各种工业控制系统中。

本科生毕业设计开题报告书题目基于PLC与组态软件的饲料加工自动控制系统的设计学生姓名学号专业班级指导老师2011年8 月12 日论文（设计）题目基于PLC与组态软件的饲料加工自动控制系统的设计课题目的、意义及相关研究动态：饲料工业是畜牧养殖业的基础。

我国饲料工业从上世纪70年代中后期，经过近四十年的发展，我国饲料业已完成了从手工作坊式的生产到世界第二大饲料生产国的飞越，成为我国重要的支柱产业之一。

但是饲料厂的配套自动控制系统和高精度配料控制系统还相对滞后，因此实现安全可靠的自动控制系统和高精度配料系统就显得十分迫切和必要。

饲料厂自动控制系统的发展经历了人工手动控制、机械电气控制、单片机控制、工业计算机集中控制等几个阶段。

第一阶段：饲料加工技术比较简单，各机械之间没有逻辑联系，现场操作人员一般只负责一到两个设备的操作与监控，并手工记录各项数据，产品质量人为因素很大。

第二阶段：继电器手工控制在很大程度上降低了工人的劳动强度，但大量的中间继电器和时间继电器组成的电控系统非常复杂，可靠性极低，特别是调试和改造时难度很大。

第三阶段：随着大规模集成芯片技术的的成熟，单片机控制系统应运而生。

单片机配料系统较之前两种系统设计电路复杂程度降低，可靠性大大提高，但其抗干扰能力比较差也局限了它的应用。

第四阶段：随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，基于工控机的饲料厂自控系统也开始出现，这种系统大多采用集中控制方式。

计算机除具有工艺流程控制、工况实时显示、提供数据存储、报表打印等功能等功能外，还要完成对各象的直接控制和数据采集任务。

在经济不断发展，科技日新月异的今天，科学技术越来越多的应用于饲料工业中，特别是现场总线和计算机技术的迅猛发展，饲料工业的自动化控制水平也在相应提高。

美国及欧洲的一些国家的饲料厂从进料到成品散装出料，全部为计算机自动控制，整厂单班操作人员只需要两人。

饲料厂的管理和控制全部通过计算机进行操作，管理系统采用先进的模块化结构，可根据各部门职能选择不同的系统模块。

智能饲料系统的设计与优化研究随着人们对食品安全、环保和动物福利的重视，畜牧业也迎来了新的挑战和机遇。

在现代畜牧业中，饲料作为一个重要的环节，关系着畜牧业的生产效率、生产成本和产品质量。

为了满足畜牧业的需求，越来越多的农民和养殖场开始采用智能化饲料系统来优化饲料的调配、提高饲料的利用率和节约生产成本。

一、智能饲料系统的设计与构成智能饲料系统是一种自动化控制系统，它主要由三部分组成：饲料配料系统、饲喂系统和监控系统。

1.饲料配料系统饲料配料系统是智能饲料系统最关键的部分，它主要由配料仓、配料机、输送机、称量系统、料斗等组成。

配料仓是饲料配料系统的核心部件，其作用是存放各种原料和辅料。

而配料机、输送机、称量系统等设备则是完成食品加工工作的重要组成部分，通过它们将各种饲料原料按照配方比例混合制成具有一定营养成分的饲料。

2.饲喂系统饲喂系统是智能饲料系统的第二大部分，它主要由饲喂装置、控制器、传感器等设备组成。

饲喂装置是饲喂系统的核心部分，其作用是将配好的饲料自动供给到动物嘴边。

控制器则是负责控制饲喂装置的运转和精准控制饲喂量的设备，传感器也是非常重要的组成部分，它可以实时感知到动物的饮食状态，并根据情况进行调整。

3.监控系统监控系统是智能饲料系统的第三大部分，它主要由监控器、计算机、传感器等设备组成。

可以通过监控系统获得饲料的各种参数，例如：饲料的重量、饲喂量、饲喂时间等。

同时，监控系统还可以记录饲料的消耗量和动物的饮食情况，提供数据参考用于饲料调配优化。

二、智能饲料系统的优势与应用与传统饲料系统相比，智能饲料系统具有以下优势：1.减少饲料浪费: 能够精准控制饲料的投喂量，减少饲料的浪费，节约生产成本。

2.提高饲料的利用率: 将各种饲料原料按照配方比例混合制成具有一定营养成分的饲料，提高饲料的利用效率。

3.节省生产成本: 智能饲料系统的运转需要较少的人力，降低了生产成本。

4.保障动物健康: 合理的饲料配方和饲喂量可以提高动物的饮食质量，保证动物的健康。

摘要现代工业生产正处于一个劳动密集型，设备密集型，信息密集型向知识密集型转变的过程。

在这一过程中，智能控制无疑起着重要的作用，单片机为核心的智能控制系统具有成本低，可靠性好的特点，同时具有实现下载和灵活设置参数的功能，具备扩展功能，可以增加控制方式，有很好的扩展性和兼容性.本设计主要通过单片机对步进电机的控制完成带传动，实现饲料的自动供给.根据现有条件和项目的要求，本文综合分析和对比了几种改造方案，最后使用单片机与步进电机组成系统。

单片机系统是整个控制系统的核心，数据的读取和处理、电机的调速控制、数据的显示和报警都由它完成。

本论文详细的分析了单片机控制板及其接口的组成和开发过程，介绍如何使用单片机、步进电机控制系统，以及使用单片机、键盘与显示、报警控制系统。

对于实际应用系统实用方便与实用性是重要的，因此在论文中，从硬件和软件两方面分析和研究了整个系统的实用性与方便性，使得整个系统能够安全、稳定地工作。

关键字：单片机; 步进电机；自动调速ABSTRACTModern times industry production is in a change process of labor denseness, facility denseness and information denseness to knowledge denseness. Aptitude control plays a important role in this process. As a result of the aptitude control system based on SCM has the characteristic of low cost and good reliability and it has the function of download and agile parameter setup, agile spread at the same time, the system will be expansibility and compatibility.The design mostly gets across the SCM control about stepping motor to fulfill belt drive, and achieve feed automatic-provide. According to the current condition and the request, this paper analyses and contrasts some reform project, then using single chip computer and stepping motor to constitutes the system .two stage control system. The SCM that is the center of the whole control system is used to collect and process the data, adjust the speed of the electromotor and display the data, give the alarm. This thesis not only fully discusses the constitution and designed process but also introduces how to use single chip computer, stepping motor control system and single chip computer, keyboard and vision, alarm control system.For the practical and applied system, the reliability and facility is very important. So the reliability and facility of the whole system is analyzed from hardware to software o make the whole system operate safely and steadily.Key W ords：SCM; stepping motor; speed regulation目录1绪论 (1)1.1课题的研究背景 (1)1.2 课题的研究意义 (1)1.3 课题的研究内容 (1)2 饲料自动供给系统设计分析 (3)2.1供给控制系统方案分析 (3)2.1.1方案理论实现的理论设计基础 (3)2.1.2单片机的选择 (4)2.1.3步进电机的选择 (5)2.2 供给系统控制设计 (6)2.3 系统总电路设计 (7)3供给系统带传动的调速 (9)3.1步进电动机的工作原理与动态特征 (9)3.1.1步进控制与驱动系统的构成 (9)3.1.2 步进电机的选用 (10)3.1.3 步进电机的工作原理 (11)3.1.4步进电机的动态特性 (11)3.2 步进电动机的控制与调速 (12)3.2.1 步进电机控制系统的构成 (12)3.2.3 步进电机的速度控制 (13)4 控制系统硬件设计分析 (15)4.1 系统的硬件结构 (15)4.2 AT89S52 单片机的选用 (16)4.2.1 89S52单片机基本结构 (16)4.2.2 AT89S52单片机存储器的结构 (18)4.3系统的硬件分析与扩展 (20)4.3.1 键盘电路的设计 (20)4.3.2 显示电路设计 (21)4.3.3 报警电路的设计 (22)I4.3.4步进电机及其驱动电路的设计 (22)4.4 硬件系统的合成 (23)4.5 系统的抗干扰设计 (24)5系统的软件设计分析 (25)5.1 编写单片机应用程序的基本方法 (25)5.2 饲料供给系统程序流程 (26)结论 (29)参考文献 (30)附录一系统软件程序 (31)附录二系统总电路图 (37)附录三总电路PCB板图 (38)致谢............................................................................................... 错误！未定义书签。

饲料混合机的自动化控制系统研究与应用近年来，随着农业科技的快速发展，饲料生产也逐渐向着自动化和智能化方向发展。

饲料混合机作为饲料生产过程中不可或缺的一环，其自动化控制系统的研究与应用显得尤为重要。

本文将就饲料混合机的自动化控制系统进行深入研究，探讨其在饲料生产中的应用前景和关键技术。

一、饲料混合机的自动化控制系统概述饲料混合机的自动化控制系统是指利用先进的传感器、执行器和控制算法，实现对饲料混合机各个环节的自动控制和监测。

通过对饲料混合机的物料进料、混合、卸料等步骤进行自动化控制，可以提高生产效率、降低生产成本，并改善饲料质量稳定性，进而提高养殖的经济效益。

二、饲料混合机自动化控制系统的设计要求1. 自动化程度高：能够实现对饲料混合机全过程的自主控制，减少人工干预，提高生产效率。

2. 精准控制：能够准确控制饲料混合机的各项参数，如物料配比、混合时间、混合速度等，确保饲料质量的一致性。

3. 可靠性强：具备故障自诊断和容错功能，能够及时发现和排除故障，确保设备的连续工作稳定性。

4. 灵活可扩展：能够根据生产需求进行灵活的参数调整和功能扩展，适应不同规模和饲料类型的生产。

5. 操作简单：控制界面友好直观，操作简单方便，普通工人也可以轻松上手操作。

三、饲料混合机自动化控制系统关键技术1. 传感器技术：通过安装适当的传感器，实时监测饲料混合机各项参数，如物料流量、温度、湿度等，提供准确的数据支持。

2. 控制算法：利用先进的控制算法，对饲料混合机进行精准控制，实现自动化生产过程中的配比、搅拌、卸料等操作。

3. 数据通信技术：通过网络通信技术，实现饲料混合机与上位机之间的数据传输和控制指令的交互，实现遥控和远程监控。

4. 故障诊断技术：通过故障诊断技术，对饲料混合机在生产过程中出现的故障进行诊断和处理，提高设备的可靠性和稳定性。

5. 人机界面技术：通过友好直观的人机界面，实现对饲料混合机的操作和监控，提高操作的简易性和工作效率。

自动化控制系统设计方案引言概述：自动化控制系统是现代工业生产中的重要组成部份，它能够提高生产效率、降低成本、提高产品质量。

设计一个合理的自动化控制系统方案对于企业的发展至关重要。

本文将从硬件选型、软件设计、通信网络、安全性和可靠性等方面介绍一个完善的自动化控制系统设计方案。

一、硬件选型1.1 选择适合的控制器：根据控制系统的需求，选择性能稳定、可靠性高的控制器，如PLC、DCS等。

1.2 选用合适的传感器和执行器：根据控制系统的具体要求，选择适合的传感器和执行器，如温度传感器、机电执行器等。

1.3 电源和接线选型：选择合适的电源和接线材料，确保系统稳定可靠。

二、软件设计2.1 确定控制算法：根据系统的控制需求，设计合适的控制算法，如PID控制、含糊控制等。

2.2 编写控制程序：根据控制算法，编写相应的控制程序，确保系统能够按照预定的控制逻辑运行。

2.3 调试和优化：在实际运行中对控制程序进行调试和优化，确保系统运行稳定、效率高。

三、通信网络3.1 选择合适的通信协议：根据系统的通信需求，选择适合的通信协议，如Modbus、Profibus等。

3.2 设计网络拓扑结构：根据系统的通信规模和复杂度，设计合适的网络拓扑结构，确保通信畅通。

3.3 确保通信安全：采取相应的安全措施，如数据加密、防火墙等，确保通信过程安全可靠。

四、安全性4.1 设计安全控制策略：在系统设计阶段就考虑安全性问题，设计合适的安全控制策略，确保系统运行安全。

4.2 安全监控和报警：设计安全监控系统，及时监测系统运行状态，设定相应的报警机制，确保及时处理异常情况。

4.3 定期维护和更新：定期对系统进行维护和更新，确保系统设备正常运行，防止安全隐患。

五、可靠性5.1 设计冗余系统：在系统设计中考虑冗余系统，确保系统在部份设备故障时仍能正常运行。

5.2 定期检测和维护：定期对系统进行检测和维护，发现问题及时处理，确保系统可靠性。

5.3 持续改进：不断改进系统设计方案，根据实际运行情况进行调整和优化，提高系统的可靠性和稳定性。

自动化控制系统设计方案一、引言自动化控制系统设计方案是为了实现工业生产过程的自动化控制，提高生产效率和质量，减少人力资源的浪费，降低生产成本。

本文将详细介绍自动化控制系统设计方案的内容和要求。

二、系统概述1.系统目标本系统旨在实现对工业生产过程的自动化控制，包括生产线的自动化监测、控制和优化，以及数据的采集、存储和分析。

2.系统架构本系统采用分布式控制架构，包括传感器、执行器、控制器、通信网络和人机界面等组成。

其中，传感器负责采集环境参数，执行器负责控制设备运行，控制器负责处理数据和控制算法，通信网络负责传输数据，人机界面负责与操作人员进行交互。

三、系统设计1.硬件设计（1）传感器选择：根据生产过程的特点，选择适合的传感器进行环境参数的采集，包括温度、压力、流量等。

（2）执行器选择：根据设备的控制需求，选择适合的执行器进行设备的控制，包括电动阀门、机电等。

（3）控制器选择：根据系统的控制要求，选择适合的控制器进行数据处理和控制算法的实现，包括PLC、DCS等。

（4）通信网络设计：设计合理的通信网络结构，确保数据的可靠传输，包括以太网、Modbus等。

（5）人机界面设计：设计直观、易用的人机界面，方便操作人员进行监控和控制。

2.软件设计（1）数据采集与存储：设计数据采集模块，实现对传感器数据的采集和存储，包括历史数据和实时数据。

（2）控制算法设计：根据生产过程的特点，设计合适的控制算法，实现对设备的自动控制和优化。

（3）数据分析与报表：设计数据分析模块，对采集到的数据进行分析和统计，生成相应的报表和图表，为决策提供支持。

（4）人机界面设计：设计友好、易用的人机界面，包括监控界面和操作界面，方便操作人员进行监控和控制。

四、系统实施1.系统安装根据系统设计方案，进行硬件设备的安装和调试，确保各个组件的正常工作。

2.软件开辟根据系统设计方案，进行软件模块的开辟和测试，确保各个功能的正常运行。

3.系统集成将硬件设备和软件模块进行集成，进行整体测试和调试，确保系统的稳定性和可靠性。

第五章系统调试运行与总结
图５－２服务器与ＳｏｃｋｅｔＴｏｏｌ模拟通信
Ｆｉｇ．５－２ＳｅｒｖｅｒａｎｄＳｏｃｋｅｔＴｏｏｌＡｎａｌｏｇｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
图５．２表示利用ＳｏｃｋｅｔＴｏｏｌ调试工具模拟１０个客户端不停向服务器发送数据消息。

服务器能实时接收到各个客户端的消息并对其发送相应的命令消息。

通过测试可知系统的通信模块能够稳定的与多个客户端进行通信，即服务器信息采集系统能够稳定、实时的获取多个猪舍采集的环境信息以及母猪猪只的采食信息等。

５．２数据库的测试
数据库的测试包括数据的查询和曲线的显示，图５—３表示０００１号母猪一段时间内的采食信息（该数据为模拟通信的数据，不具有研究意义）。

界面左边用曲线表示数据的走向，右边用图表记录了所有检测到的数据，表明数据库功能模块已经实现。

自动化生产线控制系统设计实践报告英文回答：Automation plays a crucial role in modern manufacturing processes, as it allows for increased efficiency, accuracy, and productivity. In this report, I will discuss the design and implementation of an automated production line control system.To begin with, the first step in designing an automated production line control system is to clearly define the objectives and requirements of the system. This involves understanding the specific tasks that need to be performed, the desired output, and any constraints or limitations that may exist.Once the objectives and requirements are established, the next step is to select the appropriate hardware and software components for the control system. This may include programmable logic controllers (PLCs), human-machine interfaces (HMIs), sensors, actuators, and communication protocols.The PLCs serve as the brain of the system, controlling and coordinating the various components and processes on the production line. They receive input from sensors, process the data, and send output signals to actuators to perform the necessary actions. For example, if a sensor detects a product on the conveyor belt, the PLC can activate the actuator to move the product to the next station.The HMIs provide a user-friendly interface for operators to monitor and control the production line. They display real-time data, such as production rates, error messages, and machine status, and allow operators to make adjustments or intervene if necessary. For instance, if a machine malfunctions, the operator can use the HMI to stop the production line and troubleshoot the issue.In addition to hardware components, the control system also requires software programming to define the logic andbehavior of the production line. This involves creating a sequence of operations, setting up alarms and errorhandling routines, and implementing safety measures. The programming can be done using ladder logic, structured text, or other programming languages depending on the PLC manufacturer and user preference.Furthermore, communication protocols are essential for the control system to exchange data between different devices and systems. Common protocols include Ethernet/IP, Modbus, and Profibus. These protocols ensure seamless integration and interoperability between the control system and other systems, such as enterprise resource planning (ERP) software or supervisory control and data acquisition (SCADA) systems.Once the hardware and software components are selected and configured, the control system needs to be tested and validated before deployment. This involves running simulations, conducting functional tests, and verifyingthat the system meets the defined objectives and requirements. Any issues or discrepancies discovered duringtesting should be addressed and resolved to ensure the system operates smoothly in a real-world production environment.In conclusion, the design and implementation of an automated production line control system requires careful planning, selection of appropriate hardware and software components, programming, and thorough testing. By leveraging automation technologies, manufacturers can achieve higher efficiency, productivity, and quality in their production processes.中文回答：自动化在现代制造过程中扮演着重要角色，它提高了效率、准确性和生产力。