饲料厂智能化控制系统的构建与应用

一、引言

饲料产业作为农业产业链的关键环节，对保障畜牧业稳定发展、满足市场对畜产品需求起着基础性支撑作用。随着科技的不断进步，传统饲料 模式面临诸多挑战， 率低下、质量控制难度大、资源浪费严重等。智能化控制系统的构建与 提升竞争 发展的必然选择。通过引入先进的自动化技术、信息技术和管理理念， 能化控制系统 全过程进行精准监控和优化管理，有效提高生产效率、保证产品质量、降低生产成本，推动饲料行业向现代化、智能化方向迈进。因此，深入研究饲料厂智能化控制系统的构建与应用具有重要的现实意义。

二、智能化控制系统构建的关键技术

（一）自动化控制技术

自动化控制技术是饲料厂智能化控制系统的核心。PLC 作为常用的自动化控制设备，具有高可靠性、灵活性和强大的编程能力。它能够根据预设的程序对饲料生产过程中的各种设备进行精确控制，如原料的输送、混合、制粒等环节。SCADA 系统则实现了对生产过程的实时监控和数据采集，操作人员可以通过人机界面直观地了解生产状态，及时调整控制参数。DCS 适用于大型饲料厂，它将控制功能分散到各个控制单元，通过网络进行通信和协调，提高了系统的可靠性和可扩展性。

（二）数据采集与分析技术

数据采集与分析技术是智能化控制系统实现精准决策的基础。通过各种传感器，如温度传感器、压力传感器、流量传感器等，实时采集饲料生产过程中的各项数据，包括原料的湿度、温度，设备的运行状态，生产环境的参数等。采集到的数据通过数据采集模块传输到数据库中进行存储和管理。利用数据分析软件和算法，对海量数据进行深入挖掘和分析，发现数据之间的关联和规律。例如，通过分析原料的湿度数据与产品质量的关系，优化原料的储存和处理方式；根据设备的运行状态数据，预测设备故障，提前进行维护，减少停机时间。

（三）生产管理与资源计划技术

生产管理与资源计划技术对饲料厂的生产运营进行全面管理。MES 能够实时监控和管理饲料生产过程中的生产计划、任务调度、质量控制、设备管理等方面。它与生产设备、仓库管理系统和质量控制系统等进行数据交互，协调生产资源和流程，确保生产计划的准时和准确执行。ERP 则集成和协调供应链、生产计划、库存管理、财务等方面的数据和流程。通过ERP 系统，饲料厂可以实现供应链的优化管理，合理安排原材料的采购和库存，降低库存成本；同时，进行准确的财务核算和成本控制，提高企业的经济效益。

三、智能化控制系统的架构与设

（一）系统总体架构

饲料厂智能化控制系统采用分层架构设计，包括现场设备层、控制层、管理层和决策层。现场设备层由各种生产设备、传感器和执行机构组成，负责完成具体的生产任务和数据采集。控制层主要由 PLC、SCADA 系统和DCS 系统等构成，对现场设备进行实时控制和监控，实现生产过程的自动化。管理层通过MES 系统对生产过程进行全面管理，包括生产计划制定、任务调度、质量控制等。决策层利用ERP 系统和其他数据分析工具，对企业资源进行整合和优化，为企业的战略决策提供支持。

（二）硬件选型与配置

在硬件选型方面，要根据饲料厂的生产规模和工艺要求进行合理选择。对于自动化控制核心设备，选用性能稳定、可靠性高的PLC，如西门子S7-1200 系列PLC，其程序与数据存储容量充足，支持多模拟量输入输出，能满足混合、制粒等环节的多设备协同控制，且具有强大的处理能力和丰富的通信接口可直接对接后续设备，提升系统稳定性 ，能够满足复杂生产过程的控制需求。传感器要选择精度高、响应速度快的产品，确保数据采集的准确性。在通信设备方面，采用以太网和工业以太网相结合的方式，实现设备之间的高速数据传输和与上位系统的可靠连接。同时，配备高性能的服务器和存储设备，用于数据的存储和处理。

（三）软件设计与开发

软件设计是智能化控制系统的核心部分。开发环境选用适合工业控制的编程软件，如Delphi、LabVIEW 等。在软件设计过程中，采用模块化设计方法，将系统功能划分为多个模块，如数据采集模块、控制算法模块、生产管理模块、报表生成模块等。每个模块具有独立的功能，便于开发和维护。自定义数据通信协议，确保不同设备和系统之间的数据传输的稳定性和准确性。例如，通过OPC 协议实现PLC 与上位机之间的数据交互。同时，采用SQL Server 等数据库管理系统，实现用户管理、系统参数存储和数据的历史查询等功能。

四、智能化控制系统在饲料厂的应用

（一）生产流程优化

智能化控制系统能够对饲料生产流程进行全面优化。通过实时监控和分析生产数据，系统可以自动调整生产参数，如原料的配比、混合时间、制粒温度等， 程的稳定 性和产品质量的均匀性。在原料输送环节，利用自动化控制技术实现原料的精准 原料的浪费和输送时间。在混合环节，根据原料的特性和混合要求，优化混合工艺，提高混合效果 。 在制粒 节， 制制粒机的转速、压力和温度等参数，生产出符合质量要求的颗粒饲料。此外，系统还可以实现生产过程的自动化排产，根据订单需求和生产能力，合理安排生产任务，提高生产效率。

（二）质量控制与保障

质量控制是饲料生产的关键环节 能化控制系统通过数据采集和分析技术，对饲料生产过程中的各个环节进行严格的质量监控。在原 实时检测原料的各项指标，如蛋白质含量、水分含量、杂质含量等， 监控关键工艺参数，如温度、压力、时间等，及时发现生 在成品检验环节，系统可以自动生成质量检测报告，对产 溯提供依据。同时，通过建立质量预警机制，当产品质量出现异常时，系统能够及时发出警报，提醒操作人员进行处理，有效保障产品质量。

（三）成本管理与降低

智能化控制系统有助于饲料厂实现成本的有效管理和降低。在原材料采购方面，通过 ERP 系统与供应商进行数据交互，实时掌握原材料的市场价格和库存情况，优化采购计划，降低采购成本。在生产过程中，系统可以精确控制原材料的用量，减少浪费。通过优化生产流程和设备运行参数，降低能源消耗，提高能源利用效率。例如，根据生产负荷自动调整设备的运行功率，避免设备的空载运行。在库存管理方面，利用MES 系统实时监控库存水平，实现库存的精准管理，减少库存积压，降低库存成本。此外，通过对生产数据的分析，发现生产过程中的成本浪费点，采取针对性的措施进行改进，进一步提高企业的经济效益。

五、总结

饲料厂智能化控制系统的构建与应用是饲料行业发展的必然趋势。通过引入先进的自动化控制技术、数据采集与分析技术、生产管理与资源计划技术，构建分层架构的智能化控制系统，并合理选型硬件和设计软件，能够实现饲料生产过程的自动化、智能化和优化管理。在应用方面，智能化控制系统在生产流程优化、质量控制与保障、成本管理与降低等方面发挥了重要作用，有效提高了饲料厂的生产效率、产品质量和经济效益。未来，随着科技的不断进步，智能化控制系统将不断完善和发展，为饲料行业的转型升级和可持续发展提供更强大的支持。

参考文献

[1]马海昕. "智能化时代中小饲料企业大数据应用体系的构建." 中国饲料 1.16(2022):135-138.

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