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台达自动化产品在禽舍温度控制项目上整合应用
[ 来源:沈阳机电业务处FAE 孙承志 | 时间:2010/1/8]

    本文主要介绍了台达自动化产品在家禽养殖项目上的完美整合应用,体现了台达自动化产品应用行业广泛,适应性强,性价比好。同时说明我们国家“三农”政策贯彻良好,农副产品种植养殖逐步采用集中管理、自动控制等科学方法和先进技术,农业生产逐步向集约化、自动化、科技化大步迈进。

1  前言
    衣食住行是人们日常生活的必需生存要素,自古就有谚语:民以食为天,可见饮食对每个人生活至关重要。自古以来,传统农业生产中的种植业提供各种粮食产品,如玉米、大豆等;而养殖业是提供各种农副产品,如猪肉、鸡肉等。现代农业也不例外,只是生产加工方式比传统农业更加科学、高效率和高度自动化。通过本项目的实施,可以实现禽畜规模化、集约化养殖,一个人可以看管多栋禽舍,实现人工低成本、高效率肉禽养殖,还可以借鉴这个项目,推广应用到相关养殖行业。 
    表1仅列举出控制系统主要元器件,此外还包括低压电器(低压断路器、电磁继电器、按钮、指示灯等)、检测传感器(行程开关等)、通讯电缆等,此处均不予赘述。后续客户开发的产品还要朝向变频调速方向发展,需要多路电机变频调速控制。

表1  控制系统技术方案配置

2  控制系统原理框图简介
    上位机采用台达5.7寸人机界面,8级灰度蓝白显示效果,是一款性价比较高的产品,标准配置3个通讯口(RS232C、RS485),支持FAT32格式扩展USB接口存储介质。HMI通过COM1通讯口(RS232C)和下位控制器DVP24ES00R2 COM1连接,实现禽舍控制相关工艺参数设置和工作状态显示,以及禽舍风机、导料电机启动和停止等动作命令输入功能。PLC存储用户梯形逻辑控制程序,根据输入命令和外部指令信号不同组合条件执行相应的输出动作,利用PLC COM2通讯口(RS485)和温控器DTC1000R通讯连接,实时读取禽舍内部温度,PLC按照程序设定的不同禽舍控制方式,分别执行不同的控制模式,利用PLC开关量输出接点控制禽舍风机、导料电机、送料电机、水帘等动作,实现禽舍温度控制。
    关于技术实现方案还有另外一种方法,就是利用台达HMI丰富的通讯接口功能,COM1和PLC连接,COM2和温控器连接,将禽舍实时温度从DTC1000R读取到人机界面内部数据存储器区,例如$100;然后再利用HMI宏指令编程功能,CLOCK Macro当中编写数据转移指令语句:(
1@D100)=$100,将$100存储的数值传送到PLC特定的数据寄存器D100中,这样PLC程序就可以利用温度比较算法执行相应的输出动作。这也是活学活用台达自动化产品的一个侧面。

图1  控制系统原理框图

3 禽舍自动化控制系统技术要求介绍
    禽舍温度自动控制系统分为两种控制方式:自动方式和手动方式,手动方式顾名思义,就是所有动作都由人工操控,和温度、时间没有关系,也是原始的养殖方式,包括3台横向风机、4台纵向风机、1台水帘电机、2台导料电机、4台送料电机。自动控制方式下又分为三种控制模式,模式一:纵向电机温度控制,横向电机时间控制;模式二:纵向电机停用,横向电机温度控制;模式三:纵向电机停用,横向电机时间控制。
    动作监控画面如图2所示。

图2  动作监控画面


    台达人机界面软件组态功能强大,可以方便地实现用户控制功能需要,每一个图形元件上方均有一个隐藏式按钮,用于手动方式下温度控制使用,风机或者电机运行时相应图形都会闪烁,提示设备正在运行中,如果有足够多的图形,还可以实现更好的动画效果。
    参数设置画面如图3所示。

图3  参数设置画面

    最低温度:低于此温度时热风炉运行并报警;一级温度:高于此温度打开一组纵向风机;二级温度:高于此温度时打开两组纵向风机;三级温度:高于此温度时打开三组风机;四级温度:高于此温度时打开四组风机;五级温度:高于此温度时水帘运行;电机停止时间和电机运行时间是时间控制下,电机间歇运行和停止的时间(分钟);横向电机工作的数量可以单独设定和选用。

4 系统调试要点
    DTC100R温控器默认通讯协议为:ASCII方式,波特率9600bps,7位数据位,Even偶校验,1位停止位,通讯站号为1。这些参数一定要和PLC控制程序相结合,也就是说PLC COM2和温控器通讯口的通讯协议必须保持一致,否则无法正常通讯。温控器出厂默认的输入传感器类型为PT100热电阻,1004H=12;如果接入的传感器为K型热电偶,必须将1004H地址数值更改为0,1004H=0,否则温控器ERROR指示灯常亮,报警信息提示未接传感器。
    PLC内部有足够的软元件可供使用,不同功能使用不同的辅助继电器,程序中不要出现双线圈控制电路。

5 主控器PLC程序简介
    图4和图5是PLC控制程序节选,图片做过处理,加了相关说明文字介绍。图4是介绍PLC COM2通讯口读取从站特定地址数据资料。

图4   PLC COM2通讯口读取从站特定地址数据资料

图5  自动控制方式下电机控制

    图5介绍自动控制方式下,不同操作模式,根据禽舍测量的当前温度数值在不同温度区间内执行不同的电机动作,调节禽舍内部温度,达到控温要求,适应家禽正常快速生长,实现肉禽增重快,蛋禽产蛋量高。

6  总结
    此次为客户成功开发禽舍温度控制系统,受到了客户和最终养殖户的充分认可,而且会有多路电机变频调速的应用,还会继续选用台达自动化产品,协助客户开发更加复杂的控制系统,禽舍温度控制系统开发成功再次证明中达电通是客户值得信赖的合作伙伴。

作者简介
    孙承志  工程师  供职于中达电通股份有限公司沈阳机电业务处。

参考文献
    [1] 台达DVP-PLC应用技术手册程序篇.
    [2] 台达DVP-PLC应用技术手册特殊模块篇.
    [3] 台达DOP系列人机界面应用技术手册.
    [4] 台达DTC1000&2000数字控制器操作手册.


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