毕业设计我帮你

基于PLC的猪饲料自动配比系统设计

一、选题的目的和意义

本课题研究的意义在于为养殖业的发展提供自动化产业链，降低人工成本提高生产效率以及准确度。具体将基于西门子PLCS7-1200系列实现，根据季节的不同、牲畜的生长状态的不同、牲畜的用途不同等情况合理地对饲料进行配比投喂。根据PLC自动化控制的特点可以实现不同的饲料配比方式只用更改一小部分数据就可以实现对配方的

更改，并且相对于人工而言用PLC自动化控制的精度更高，更稳定也更容易管理。

该模式目前还没有广泛应用于市场所以有很大的市场前景，大多数大型养殖场的经营方式是选用人工进行投喂饲料，这对工人来说无疑是一个很累的活而且对于养殖场而言也需要大量的工人来完成这项工作，而这个饲料的自动配比系统省去了每一种饲料配比方式都要一点点地去教工人的培训，以及它自带的运料投喂也能减少大量工人从而减少这个行业的养殖成本，所以这个系统在完善后可以进行对各个大型养殖场进行推广应用，具有现实意义。

二、相关文献综述

随着社会经济的不断发展，畜牧养殖业规模不断扩大，对于饲料的需求量也越来越多。设计现代化的饲料生产线控制系统，可以提高饲料生产线自动化控制水平，提高饲料的生产效率和配料精度，方便控制和管理以及降低饲料的生产成本。饲料生产线自动化系统对饲料生产及加工进行控制，包括原料的初清、粉碎、配料称重、混合搅拌、制粒以及包装等。在这六道工序中，核心是原料配料工序。饲料配料工序采取全自动化控制，由厂家事先设计好饲料配方参数，工作人员只需在组态画面中点动配方种类按钮就能够选择配方进行饲料生产。自动化控制系统能够实时控制和监控饲料生产线。

目前市面上出现得较多的是三菱的和S7-200的PLC做的系统适用于中小型养殖场，但是一套PLC系统的价格都基本上等于一个中小型养殖场的其他物品的总和，所以我觉得这种自动配比运料的系统应该应用于大型养殖场因为大型养殖场的投入足以支撑这

个系统的架设而且也更能体现出这个系统的优势。

养猪业是中国农业中的重要产业，在世界养猪业生产中有着举足轻重的地位。养猪业的健康发展和猪肉的稳定供应对于农业经济和国计民生均有着重要意义。21世纪以来，中国养猪业处于重要变革时期，在产业布局、饲料资源、土地资源、环保压力和产品质量等方面面临诸多挑战，必须有效整合资源，实现规模与效益并行，推进中国养猪业由养猪大国转变为养猪强国。

中国生猪存栏量、出栏量一直位居世界前列，在生猪存栏量方面，2013年中国生猪存栏量47411万头，占世界生猪总出栏量的59.3%，其次是欧盟27国（14698万头），第3位为美国（6637万头）。中国、欧盟、美国的生猪存栏量占世界生猪存栏量的85%。在生猪出栏量方面，2013年中国生猪出栏量71557万头，占世界生猪总出栏量的57%，其次是欧盟27国（25670万头），第3位为美国（11641万头）。同时，中国生猪生产总体还保持增长态势。2013年，中国生猪存栏量、出栏量分别是1978年的1.57倍和4.44倍，年均增长1.30%和4.35%。

中国消费者的肉类消费中，猪肉是主要肉食品。20世纪80年代，中国肉类生产中牛羊肉、禽肉、猪肉产量分别占肉类总产量的5.6%、8.3%、85.9%，1995年为11%、17.8%、70%，2000年以来中国猪肉产量占肉类总产量的比重一直在65%左右。2014年肉类产量为8707万t，牛羊肉、禽肉、猪肉产量分别占肉类总产量的12.8%、20.1%、65%。

一般而言，饲料成本占饲养成本的70%~80%。2014年中国畜牧业精饲料需求为5.7亿t，实际消耗至少3.7亿t精饲料。中国粮食产量6亿t，约50%用于畜牧饲料。由于饲料原料缺乏，中国每年都要进口大量的饲料粮食。2014年中国进口饲料原料8100万t，主要是蛋白饲料（大豆、菜粕、鱼粉）和玉米替代物（DDGs、高粱、木薯、大麦等）。玉米替代物进口量的激增是由于玉米价格高（玉米收储价为2160~2670元/t），从而使玉米进口受到限制。并且中国国内玉米生产成本增加，劳动力成本每年上涨

10%~20%，养猪生产机械化自动化水平尚未跟上形势变化，人民币汇率升值，饲料产品生产成本升高，导致中国猪肉生产成本和猪肉价格显著高于欧美国家，产品竞争力不足。

中国非粮饲料资源非常丰富，但利用率极低。据不完全统计，2012年，我国谷物类副产物年产量为1.7亿t，油料类副产物为9000多万t，蔬菜类加工副产物为2.12亿t，水果类加工副产物为3030万t，畜禽屠宰加工副产物为5620t，水产品加工副产物为155万t；农作物秸秆可收集的约7亿t。除畜禽水产和油料综合利用率超过20%外，其他的综合利用率仅为5%~10%。

三、研究内容

（一）研究内容：根据中国养猪业的发展趋势集中化的科学自动化养猪将会是一个大的方向，但是目前的市面上有的自动饲料配比运输的系统都是些S7-200和三菱做的针对中小型养殖场的系统，但是它并不适用于这种大型的养殖场，因此我的研究内容是构建一个适用于大型养殖场的自动化饲料配比系统，而对于这个系统我觉得需要用到性能更好的西门子S7-1200的PLC来作为该系统的核心，其他机械结构应该有一些料仓塔、一个搅拌机、一个可加热的运料小车、一些料斗以及各种传感器，而我需要用PLC的程序来让这些结构能够按照自动配比加热运输的要求来运行。

（二）论文提纲

1.研究背景

1.1养猪行业的现状

1.2研究的目的与意义

1.3论文研究思路及主要内容

2.系统设计

2.1系统设计框图

2.2硬件选型和编程软件选择

2.3系统电路设计

3.系统程序设计

3.1程序流程图设计

3.2具体实现步骤

3.3程序说明

4.系统的仿真与分析

4.1程序运行步骤说明

4.2系统仿真及分析

5.结语

参考文献

致谢

附录

四、研究方法、步骤及措施等

（一）研究方法

1.文献分析法

利用图书馆和网络数据库CNKI、万方和维普等查阅有关大数据分析和应用技术的相关文献，为项目的设计、论文的写作提供相应的理论准备和数据技术支撑。

2.理论和实践相结合开发法

主要采用组态王的仿真方法，将程序与软件相结合，得到所需的实验现象，将设计在实践中体现出来。

（二）研究步骤和措施

1．知识储备阶段

通过文献检索、资料查阅、分析同类别系统设计思路，将大数据的理论知识和应用开发方法熟练掌握。演练几个小范围的大数据的实战操作，保证能够独立的完成本系统。

2.调研和需求设计阶段

对网上资料进行分析一般养殖所用饲料大概有多少种配比，平均需要几种主要的饲料等情况进行调研分析，建立分析模型，拟定引入相关技术设备来解决存在的现实问题。

3.初步设计阶段

针对需求，结合自己所掌握的大数据知识初步研发本系统，初步设计出整体需要完成的功能，以及对数据库的概要和详细设计。

4.完善设计和论文初稿形成阶段

在初步设计和难题解决的基础之上，完善系统整体功能，调试个功能，基本形成较为完善的系统，从而进行系统相关功能的编码与实现，论文初稿的形成。

5.成文和评审阶段

对系统整体功能模块进行测试并完善，将系统和论文定稿提交指导老师评审。

6.毕业论文（设计）答辩

五、进度安排

序号起止日期工作内容

12021.11.20——2021.12.3查阅资料，调查研究，拟定毕设研究内容和实现的功能，论文写作大纲，撰写开题报告。教师召集学生面谈，进行论文开题指导，讲解开题报告写作注意事项；学生查阅文献，总结提炼论文写作大纲，教师修改论文大纲，完善论文结构，完成开题报告

22021.12.4——2022.3.11独立设计，修改设计和修改论文，中期检查。在这阶段指导老师与学生要经常交流，老师指导，学生根据老师的要求完善系统和修改论文

32022.3.5——2022.3.11中期检查

42022.3.5——2022.4.5设计、论文完成和定稿。按照学校论文格式要求调整论文格

式和排版，形成定稿

52022.4.6——2022.4.9设计和论文验收与评审。学生对论文查重并提交符合学校要求的查重报告，重复率控制在25%以内。指导老师和评阅老师对论文进行评审，形成评审意见和成绩

62022.4.10——2022.4.30毕业论文（设计）答辩。学生准备所有毕设资料，制作汇报PPT，按照学院统一时间要求参加毕设（论文）答辩

72022.5.1——2022.5.30论文档案材料整理存档

六、主要参考文献

[1]成强，林倩，牟胜茂，孙旭生.浅析烟台市种业发展现状、存在问题及对策.种子科技.2019.第8期.

[2]未来养猪业的七大发展趋势[J].北方牧业，2018（22）.

[3]柯文静，严政.浅析黄石市养猪业发展存在的问题及对策.现代商业.2017.第8期.

[4]李响初.基于PLC的矿山自动配料装车控制系统设计[J].自动化技术与应用.2018（09）.[5]孙洁,扬翔.科技改变养猪业助力产业大发展[J].中国农村科技,2020（01）.

[6]刘怡君,刘洋,钟闻宇.基于PLC的自动配料系统设计[J].信息与电脑(理论版).2018（13）.[7]马年拾,余淑荣,李凌云,吴明亮.基于PLC的硅铁配料自动控制系统的设计[J].机械设计与制造工程.2018（02）.

[8]孟庆祥,姜永成,朱光强,张秀华,朱世伟.基于PLC的自动混配料控制系统[J].化工自动化及仪表.2016（03）.

[9]吴峰.基于S7-200SMARTPLC的饲料生产线控制系统的设计[J].电工技术.2018.39（16）.

[10]李文军.农村养猪业存在的问题及对策.中国畜禽种业.2021.第7期.

[11]古晓月.饲料企业进军养猪业的探讨[J].广东饲料,2019.28（03）.

[12]田志.猪饲料营养的科学选择与配比[J].畜牧兽医科技信息,2020（01）.

[13]王飞，永丰生物生态猪圈养殖自动化监控与管理技术研究.河南省，郑州永丰生物肥业有限公司，2020-07-01.

[14]TianFeng,LiGuangpeng.DesignofIntelligentFeedingControlSystemBasedonS7-1200PLC[J].E3SWebofConferences,2021,245.