CN107736311A - 黑水虻养殖系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
黑水虻养殖系统及控制方法，包括设在摆渡车（1）上的第一PLC（11）、摆渡车位置检测传感器（12）、摆渡车行走控制器（14）；设置于投料车（2）上的第二PLC（15）、投料车载料量检测传感器（16）、投料车位置检测传感器（17）、投料车行走控制器（19）、投料控制器（13）；设置于收料车（3）上的第三PLC（20）、收料车载料量检测传感器（21）、收料车位置检测传感器（22）、收料车行走控制器（24）、收料控制器（18）、卸料控制器（23）；与PLC通信连接的工控机（30）；与工控机连接，储料塔（4）出料控制阀（31），黑水虻及虫砂分拣储存装置（5）控制开关（32）。该系统自动控制黑水虻养殖过程中的自动取料、投料和自动收料。
Description
技术领域
本发明涉及黑水虻养殖技术领域，尤其是涉及一种黑水虻养殖系统及控制方法。
背景技术
黑水虻是双翅目水虻科扁角水虻属昆虫，分布于热带和温带地区，摄食行为只发生在幼虫阶段。幼虫营腐性，取食范围非常广泛，能以腐烂的植物、餐厨垃圾、动物尸体粪便为生，是自然界食物链的重要环节。目前养殖场的畜禽粪便最常用的处理方法是堆肥处理，需要的时间比较长，且资源化利用效率较低。现在很多国家利用黑水虻幼虫作为一种经济环保生物处理媒介来处理牲畜粪便，从而改良牲畜粪便的理化性质，杀灭其中的致病菌和寄生虫，将牲畜粪便直接转化成有机肥料。黑水虻将畜禽粪便中的有机物质转化成自身营养物质，可以直接用来养鸡、鸭、蛙等，也可以干燥后作为鸡、猪等的饲料蛋白来源，从而形成生态循环农业，实现经济、环境与社会效益的共赢。
中国专利公开号CN203633351U公开了一种黑水虻的自动控制养殖设备，该自动控制养殖设备包括孵化室、成虫室和转化室，自动控制养殖设备还包括：检测系统，收集孵化室、成虫室和转化室的温度、湿度和/或光度数据；效用系统，调节孵化室、成虫室和转化室的温度、湿度和/或光度；终端控制系统，接受检测系统收集的数据并向效用系统下达指令；数据传输系统，将检测系统收集的数据传输至终端控制系统并将终端控制系统的下达的指令传输至效用系统。
中国专利公开号CN206390062U公开了一种餐厨垃圾饲养黑水虻温湿度调控系统,包括养殖器，养殖器设有进气口和出气口，进气口连接有进气管道，进气管道上沿进气方向依次设有冷干机、加热引风机和加湿器，养殖器内设有多个温湿度传感器，温湿度传感器的信号输出端与处理器的信号输入端连接，处理器的信号输出端分别与冷干机、加热引风机中加热控制器、加湿器的信号输入端连接。
现有黑水虻养殖技术仍停留在作坊式生产阶段，均存在机械化程度低，投入人工太多，幼虫和粪便分离困难，每一批都需要清理虫粪；受外界环境温度影响较大；人工作业环境恶劣等弊端。前述实用新型公开的技术内容，可以在一定程度上改善黑水虻养殖的温度、湿度环境，但仍不能改善人工作业环境。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明解决的技术问题在于：提供一种机械化、自动化程度高，适合集约化、规模化养殖，能有效避免人员长期工作于环境差的养殖车间的黑水虻养殖系统及控制方法。
为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种黑水虻养殖系统，包括养殖室，设置于所述养殖室内的若干个养虫槽；位于所述养虫槽两侧的第一轨道；位于所述养虫槽的一端外侧的第二轨道；运行在所述第二轨道上的摆渡车；可叠放在所述摆渡车上，并能转移至养虫槽两侧的第一轨道上运行的投料车和收料车；位于所述第二轨道一端上方的储料塔；位于所述第二轨道另一端外侧的黑水虻及虫砂分拣储存装置；设置于所述摆渡车上的第一PLC；与所述第一PLC电信号连接的摆渡车位置检测传感器、摆渡车行走控制器；设置于所述投料车上的第二PLC；与所述第二PLC电信号连接的投料车载料量检测传感器、投料车位置检测传感器、投料车行走控制器、投料控制器；设置于所述收料车上的第三PLC；与所述第三PLC电信号连接的收料车载料量检测传感器、收料车位置检测传感器、收料车行走控制器、收料控制器、卸料控制器；与所述第一PLC、第二PLC、和第三PLC通信连接的工控机；与所述储料塔的出料口连接，并与所述工控机通信连接，控制储料塔出料的控制阀；与所述工控机通信连接，控制黑水虻及虫砂分拣储存装置启停的控制开关。
作为进一步改进技术方案，本发明提供的黑水虻养殖系统，还包括进气口与所述养殖室连通的引风机；与所述引风机的出气口连通的除臭塔；养殖室的温度调节系统；与所述工控机通信连接的第四PLC；设置于所述养殖室内与所述第四PLC电信号连接的温度检测传感器和第一氨气检测传感器；与所述第四PLC电信号连接的引风机启停和调速机构；与所述第四PLC电信号连接的养殖室抽风量控制阀；与所述第四PLC电信号连接的温度调节系统的调温控制机构。
在上述改进方案的基础上，作为进一步改进技术方案，本发明提供的黑水虻养殖系统，所述引风机的进气口还与储料塔连通；还具有检测所述储料塔氨气浓度的第二氨气检测传感器；与所述第四PLC电信号连接的储料塔抽风量控制阀。
作为进一步改进技术方案，本发明提供的黑水虻养殖系统，所述摆渡车包括车架，与所述车架连接的摆渡车驱动机构，与所述车架顶部连接的，用于与养虫槽两侧的第一轨道对接的第三轨道，设置于第三轨道远离第一轨道端，与所述车架或第三轨道连接的止位块，设置于第三轨道近第一轨道端，与所述车架连接的升降限位机构；所述升降限位机构包括与所述车架滑动连接的升降限位块，两端分别与所述升降限位块和车架连接，使所述升降限位块上升的压缩弹簧，与所述车架连接、在通电情况下使所述升降限位块下降的电磁铁；所述摆渡车行走控制器与摆渡车驱动机构控制连接；所述黑水虻养殖系统还包括与第一PLC电信号连接、控制所述电磁铁通断电的第二控制开关，与第二PLC电信号连接、检测所述投料车接近止位块的第一接近开关，与第三PLC电信号连接，检测所述收料车接近止位块的第二接近开关。
作为进一步改进技术方案，本发明提供的黑水虻养殖系统，还包括分别设置在所述第一轨道的远离第二轨道端的第二止位块；所述投料车接近第二止位块时，第一接近开关发出电信号，所述收料车接近第二止位块时，第二接近开关发出电信号。
作为进一步改进技术方案，本发明提供的黑水虻养殖系统，还包括分别设置在所述第二轨道两端的第三止位块和第四止位块；与所述第一PLC电信号连接、检测所述摆渡车接近第三止位块或第四止位块的第三接近开关。
作为进一步改进技术方案，本发明提供的黑水虻养殖系统，所述投料车包括投料车车架，与所述投料车车架连接的投料车驱动机构，与所述投料车车架连接的投料斗，与所述投料车车架连接，并与所述投料斗的底部出料口连通的投料器；所述黑水虻养殖系统还包括与所述第二PLC电信号连接、检测投料器投料量的传感器和控制投料器投料量的投料控制器。
作为进一步改进技术方案，本发明提供的黑水虻养殖系统，所述收料车包括收料车车架，与所述收料车车架连接的收料车驱动机构，与所述收料车车架连接的收料斗；与所述收料车车架一端连接的提升机，与所述提升机进料端铰接的收料铲，两端分别与所述提升机和收料铲铰接的液压油缸、气缸或电动推杆；所述收料控制器包括控制液压油缸、气缸或电动推杆伸缩的执行器和控制提升机启停的执行器；所述卸料控制器包括与所述收料斗的底部出料口连接的卸料阀；所述黑水虻养殖系统还包括与所述第三PLC电信号连接、检测所述收料铲升降位置的距离传感器和控制液压油缸、气缸或电动推杆伸缩的执行器，与所述第三PLC电信号连接、控制所述卸料阀开度的调节机构。
为了解决上述技术问题，另一方面，本发明提供一种黑水虻养殖自动控制方法，包括以下步骤：摆渡车位置检测传感器实时检测摆渡车的位置信息，并通过设置于摆渡车上的第一PLC实时发送至工控机；投料车位置检测传感器实时检测投料车的位置信息，并通过设置于投料车上的第二PLC实时发送至工控机；收料车位置检测传感器实时检测收料车的位置信息，并通过设置于收料车上的第三PLC实时发送至工控机；投料车载料量检测传感器实时检测投料车的载料量信息，并通过第二PLC实时发送至工控机；收料车载料量检测传感器实时检测收料车的载料量信息，并通过第三PLC实时发送至工控机；
投料作业时，工控机分别向第一PLC和第二PLC发出投料指令，并向第二PLC输入投料量给定值；工控机将投料车的位置信息发送给第一PLC；第一PLC向摆渡车行走控制器发出控制指令，使摆渡车在第二轨道上行走至与投料车所在的第一轨道对齐位置；工控机向第二PLC发送投料车行走至摆渡车上的控制指令；第二PLC向投料车行走控制器发送行走至摆渡车上的控制指令；投料车行走至摆渡车上后，工控机向第二PLC发送投料车已行走至摆渡车上的信息，第二PLC向投料车行走控制器发送停止运行的控制指令；工控机向第一PLC发送摆渡车行走至储料塔的下方控制指令，第一PLC向摆渡车行走控制器发出控制指令，使摆渡车在第二轨道上行走至储料塔的下方；工控机向储料塔出料的控制阀发送开启指令；工控机获得投料车的载料量达到投料量给定值时，向储料塔出料的控制阀发送关闭指令；控制阀关闭后，工控机向第一PLC发送摆渡车行走至需投料的养虫槽一端外侧、并与该养虫槽两侧的第一轨道对齐位置；工控机向第二PLC发送投料车行走至第一轨道上的控制指令；第二PLC向投料车行走控制器发送行走至第一轨道上的控制指令；投料车行走至第一轨道上后，工控机向第二PLC发送投料控制指令；第二PLC向投料控制器发送投料指令；工控机检测到投料完毕后，向第二PLC发送停止投料控制指令；第二PLC向投料控制器发送停止投料指令；
收料作业时，工控机分别向第一PLC和第三PLC发出收料指令，并向第一PLC发送拟收料养虫槽的位置信息、向第三PLC输入收料量给定值；工控机将收料车的位置信息发送给第一PLC；第一PLC向摆渡车行走控制器发出控制指令，使摆渡车在第二轨道上行走至与收料车所在的第一轨道对齐位置；工控机向第三PLC发送收料车行走至摆渡车上的控制指令；第三PLC向收料车行走控制器发送行走至摆渡车上的控制指令；收料车行走至摆渡车上后，工控机向第三PLC发送收料车已行走至摆渡车上的信息，第三PLC向收料车行走控制器发送停止运行的控制指令；工控机向第一PLC发送摆渡车行走至与拟收料养虫槽两侧的第一轨道对齐位置的控制指令，第一PLC向摆渡车行走控制器发出控制指令，使摆渡车在第二轨道上行走至与拟收料养虫槽两侧的第一轨道对齐位置；工控机向第三PLC发送收料车行走至第一轨道上的控制指令；第三PLC向收料车行走控制器发送行走至第一轨道上的控制指令；收料车行走至第一轨道上后，工控机向第三PLC发送收料控制指令；第三PLC向收料控制器发送收料指令；工控机获得收料车的载料量达到收料量给定值时，向第三PLC发送停止收料控制指令；第三PLC向收料控制器发送停止收料指令；工控机向第一PLC发送摆渡车行走至待收料的养虫槽一端外侧、并与该养虫槽两侧的第一轨道对齐位置；工控机向第三PLC发送收料车行走至摆渡车上的控制指令；第三PLC向收料车行走控制器发送行走至摆渡车上的控制指令；收料车行走至摆渡车上后，工控机向第三PLC发送收料车已行走至摆渡车上的信息，第三PLC向收料车行走控制器发送停止运行的控制指令；工控机向第一PLC发送摆渡车行走至第二轨道近黑水虻及虫砂分拣储存装置的一端的控制指令，第一PLC向摆渡车行走控制器发出控制指令，使摆渡车在第二轨道上行走至近黑水虻及虫砂分拣储存装置的一端；工控机向控制黑水虻及虫砂分拣储存装置启停的控制开关开启指令；黑水虻及虫砂分拣储存装置开启后，工控机向第三PLC发送卸料控制指令，第三PLC向卸料控制器发送卸料指令；工控机检测到卸料完毕后，向第三PLC发送停止卸料控制指令；第三PLC向卸料控制器发送停止卸料指令；工控机向控制开关发送关闭指令。
作为进一步改进技术方案，本发明提供的黑水虻养殖自动控制方法，还包括温度检测传感器实时检测养殖室内的环境温度，第一氨气检测传感器实时检测养殖室内的氨气浓度；它们的检测数据通过第四PLC实时发送至工控机；当养殖室内的环境温度超出设定值时，第四PLC向调温控制机构发送控制指令，启动温度调节系统使养殖室内的环境温度达到设定值；当养殖室内的氨气浓度超过设定值时，第四PLC向引风机启停和调速机构发送控制指令，启动引风机或加快引风机转速。工控机可以显示养殖室内的环境温度和氨气浓度，引风机转速等信息。
作为进一步改进技术方案，本发明提供的黑水虻养殖自动控制方法，还包括温度检测传感器实时检测养殖室内的环境温度，第一氨气检测传感器、第二氨气检测传感器分别实时检测养殖室和储料塔内的氨气浓度；它们的检测数据通过第四PLC实时发送至工控机；当养殖室内的环境温度超出设定值时，第四PLC向调温控制机构发送控制指令，启动温度调节系统使养殖室内的环境温度达到设定值；当养殖室或储料塔内的氨气浓度超过设定值时，第四PLC向引风机启停和调速机构发送控制指令，启动引风机或加快引风机转速；当仅有养殖室内的氨气浓度超过设定值时，第四PLC发送加大养殖室抽风量控制阀开度、减小储料塔抽风量控制阀开度的指令，当仅有储料塔内的氨气浓度超过设定值时，第四PLC发送减小养殖室抽风量控制阀开度、加大储料塔抽风量控制阀开度的指令。
在不冲突的情况下上述改进或优选方案可单独或组合实施。
本发明提供的技术方案，摆渡车可用于携带投料车或收料车，投料车和收料车共用相同的第一轨道，节省了空间和设备投资费用。采用投料车实现自动化投料，采用收料车实现自动化收料，提高了作业效率，降低了操作人员的劳动强度，避免了人工长期工作于环境差的养殖室内，降低了黑水虻养殖中的劳动力需求。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是实施例黑水虻养殖系统的控制原理示意图；
图2是实施例黑水虻养殖系统的结构原理示意图；
图3是实施例黑水虻养殖系统的摆渡车的结构原理示意图；
图4是实施例黑水虻养殖系统的投料车的结构原理示意图；
图5是实施例黑水虻养殖系统的投料车的俯视结构原理示意图；
图6是实施例黑水虻养殖系统的收料车的结构原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1和图2所示的黑水虻养殖系统，包括养殖室9，设置于养殖室9内的若干个养虫槽10，位于养虫槽10两侧的第一轨道7，位于养虫槽10的一端外侧的第二轨道8，运行在第二轨道8上的摆渡车1，可叠放在摆渡车1上，并能转移至养虫槽10两侧的第一轨道7上运行的投料车2和收料车3，位于第二轨道8一端上方的储料塔4，位于第二轨道8另一端外侧的黑水虻及虫砂分拣储存装置5，设置于摆渡车1上的第一PLC11；与第一PLC11电信号连接的摆渡车位置检测传感器12、摆渡车行走控制器14，设置于投料车2上的第二PLC15，与第二PLC15电信号连接的投料车载料量检测传感器16、投料车位置检测传感器17、投料车行走控制器19、投料控制器13，设置于收料车3上的第三PLC20，与第三PLC20电信号连接的收料车载料量检测传感器21、收料车位置检测传感器22、收料车行走控制器24、收料控制器18、卸料控制器23，与第一PLC11、第二PLC15、和第三PLC20通信连接的工控机30，与储料塔4的出料口连接，并与工控机通信连接，控制储料塔4出料的控制阀31，与工控机通信连接，控制黑水虻及虫砂分拣储存装置5启停的控制开关32。
工作原理：收集运输来的黑水虻饲养料，卸入储料塔4内贮存备用，养虫槽10需投料时，将投料车2转移叠放至摆渡车1上，摆渡车1携带投料车2在第二轨道8上运行至储料塔4的下方，打开储料塔4的出料阀门，将储料塔4内存放的黑水虻饲养料卸入投料车2内，投料车2装好料后，摆渡车1携带投料车2在第二轨道8上运行至摆渡车1与待投料的养虫槽10两侧的第一轨道7对齐位置，将投料车2转移至该养虫槽10两侧的第一轨道7上运行，将投料车2内的黑水虻饲养料投放在该养虫槽10内。投料完成后，在黑水虻饲养料中接种黑水虻幼虫。根据幼虫的取食情况，重复若干次投料。黑水虻幼虫成长后进行收料；将收料车3转移叠放至摆渡车1上；摆渡车1携带收料车3在第二轨道8上运行至收料车3与养虫槽10两侧的第一轨道7对齐位置，将收料车3转移至养虫槽10两侧的第一轨道7上运行，收料车3收集黑水虻及虫砂混合物。收料车3收集黑水虻及虫砂混合物后，转移叠放至摆渡车1上，摆渡车1携带收料车3在第二轨道8上运行至黑水虻及虫砂分拣储存装置5旁，将收料车3内的黑水虻及虫砂混合物输送至黑水虻及虫砂分拣储存装置5的进料口，分拣后黑水虻送往贮存间，虫砂输送至有机肥原料仓库。
黑水虻养殖系统作业过程中包括：摆渡车位置检测传感器12实时检测摆渡车1的位置信息，并通过设置于摆渡车1上的第一PLC11实时发送至工控机30，投料车位置检测传感器17实时检测投料车2的位置信息，并通过设置于投料车2上的第二PLC15实时发送至工控机30，收料车位置检测传感器22实时检测收料车3的位置信息，并通过设置于收料车3上的第三PLC20实时发送至工控机30，投料车载料量检测传感器16实时检测投料车2的载料量信息，并通过第二PLC15实时发送至工控机30，收料车载料量检测传感器21实时检测收料车3的载料量信息，并通过第三PLC20实时发送至工控机30。
投料作业时，工控机30通过获得摆渡车1、投料车2的位置信息和载料量信息，选择投料车2和摆渡车1。当投料车2和摆渡车1均为空载时，工控机30分别向第一PLC11和第二PLC15发出投料指令，并向第二PLC15输入投料量给定值；工控机30将投料车2的位置信息发送给第一PLC11；第一PLC11向摆渡车行走控制器14发出控制指令，使摆渡车在第二轨道8上行走至与投料车2所在的第一轨道7对齐位置；工控机30向第二PLC15发送投料车2行走至摆渡车1上的控制指令；第二PLC15向投料车行走控制器19发送行走至摆渡车1上的控制指令；投料车2行走至摆渡车1上后，工控机30向第二PLC15发送投料车2已行走至摆渡车1上的信息，第二PLC15向投料车行走控制器19发送停止运行的控制指令；工控机30向第一PLC11发送摆渡车1行走至储料塔4的下方控制指令，第一PLC11向摆渡车行走控制器14发出控制指令，使摆渡车在第二轨道8上行走至储料塔4的下方；工控机30向储料塔4出料的控制阀31发送开启指令；工控机30获得投料车的载料量达到投料量给定值时，向储料塔4出料的控制阀31发送关闭指令；控制阀31关闭后，工控机30向第一PLC11发送摆渡车1行走至需投料的养虫槽10一端外侧、并与该养虫槽10两侧的第一轨道7对齐位置；工控机30向第二PLC15发送投料车2行走至第一轨道7上的控制指令；第二PLC15向投料车行走控制器19发送行走至第一轨道7上的控制指令；投料车2行走至第一轨道7上后，工控机30向第二PLC15发送投料控制指令；第二PLC15向投料控制器13发送投料指令；工控机30检测到投料完毕后，向第二PLC15发送停止投料控制指令；第二PLC15向投料控制器13发送停止投料指令。
当投料车2处于有料状态、摆渡车1为空载时，工控机30分别向第一PLC11和第二PLC15发出投料指令，并向第二PLC15输入投料量给定值；当投料车2处于拟投料养虫槽10两侧的第一轨道7上时，第二PLC15向投料车行走控制器19发送行走控制指令，工控机30向第二PLC15发送投料控制指令，第二PLC15向投料控制器13发送投料指令，工控机30检测到投料完毕后，向第二PLC15发送停止投料控制指令；第二PLC15向投料控制器13发送停止投料指令；当投料车2处于与拟投料养虫槽10两侧不同的第一轨道7上时，工控机30将投料车2的位置信息发送给第一PLC11；第一PLC11向摆渡车行走控制器14发出控制指令，使摆渡车在第二轨道8上行走至与投料车2所在的第一轨道7对齐位置；工控机30向第二PLC15发送投料车2行走至摆渡车1上的控制指令；第二PLC15向投料车行走控制器19发送行走至摆渡车1上的控制指令；投料车2行走至摆渡车1上后，工控机30向第二PLC15发送投料车2已行走至摆渡车1上的信息，第二PLC15向投料车行走控制器19发送停止运行的控制指令；工控机30向第一PLC11发送摆渡车1行走至需投料的养虫槽10一端外侧、并与该养虫槽10两侧的第一轨道7对齐位置；工控机30向第二PLC15发送投料车2行走至第一轨道7上的控制指令；第二PLC15向投料车行走控制器19发送行走至第一轨道7上的控制指令；投料车2行走至第一轨道7上后，工控机30向第二PLC15发送投料控制指令；第二PLC15向投料控制器13发送投料指令；工控机30检测到投料完毕后，向第二PLC15发送停止投料控制指令；第二PLC15向投料控制器13发送停止投料指令。
收料作业时，工控机30通过获得摆渡车1、收料车3的位置信息和载料量信息，选择收料车3和摆渡车1；工控机30分别向第一PLC11和第三PLC20发出收料指令，并向第一PLC11发送拟收料养虫槽10的位置信息、向第三PLC20输入收料量给定值；工控机30将收料车3的位置信息发送给第一PLC11；第一PLC11向摆渡车行走控制器14发出控制指令，使摆渡车在第二轨道8上行走至与收料车3所在的第一轨道7对齐位置；工控机30向第三PLC20发送收料车3行走至摆渡车1上的控制指令；第三PLC20向收料车行走控制器24发送行走至摆渡车1上的控制指令；收料车3行走至摆渡车1上后，工控机30向第三PLC20发送收料车3已行走至摆渡车1上的信息，第三PLC20向收料车行走控制器24发送停止运行的控制指令；工控机30向第一PLC11发送摆渡车1行走至与拟收料养虫槽10两侧的第一轨道7对齐位置的控制指令，第一PLC11向摆渡车行走控制器14发出控制指令，使摆渡车在第二轨道8上行走至与拟收料养虫槽10两侧的第一轨道7对齐位置；工控机30向第三PLC20发送收料车3行走至第一轨道7上的控制指令；第三PLC20向收料车行走控制器24发送行走至第一轨道7上的控制指令；收料车3行走至第一轨道7上后，工控机30向第三PLC20发送收料控制指令；第三PLC20向收料控制器18发送收料指令；工控机30获得收料车3的载料量达到收料量给定值时，向第三PLC20发送停止收料控制指令；第三PLC20向收料控制器18发送停止收料指令；工控机30向第一PLC11发送摆渡车1行走至待收料的养虫槽10一端外侧、并与该养虫槽10两侧的第一轨道7对齐位置；工控机30向第三PLC20发送收料车3行走至摆渡车1上的控制指令；第三PLC20向收料车行走控制器24发送行走至摆渡车1上的控制指令；收料车3行走至摆渡车1上后，工控机30向第三PLC20发送收料车3已行走至摆渡车1上的信息，第三PLC20向收料车行走控制器24发送停止运行的控制指令；工控机30向第一PLC11发送摆渡车1行走至第二轨道8近黑水虻及虫砂分拣储存装置5的一端的控制指令，第一PLC11向摆渡车行走控制器14发出控制指令，使摆渡车在第二轨道8上行走至近黑水虻及虫砂分拣储存装置5的一端；工控机30向控制黑水虻及虫砂分拣储存装置5启停的控制开关32开启指令；黑水虻及虫砂分拣储存装置5开启后，工控机30向第三PLC20发送卸料控制指令，第三PLC20向卸料控制器23发送卸料指令；工控机30检测到卸料完毕后，向第三PLC20发送停止卸料控制指令；第三PLC20向卸料控制器23发送停止卸料指令；工控机30向控制开关32发送关闭指令。
可选的技术方案，本发明提供的黑水虻养殖系统，还包括进气口与养殖室9和储料塔4连通的引风机；与引风机的出气口连通的除臭塔6；养殖室9的温度调节系统；与工控机30通信连接的第四PLC25；设置于养殖室9内与第四PLC25电信号连接的温度检测传感器和第一氨气检测传感器；与第四PLC25电信号连接，检测所述储料塔4氨气浓度的第二氨气检测传感器；与第四PLC25电信号连接的引风机启停和调速机构26；与第四PLC电信号连接的养殖室抽风量控制阀27和储料塔抽风量控制阀28；与第四PLC电信号连接的温度调节系统的调温控制机构29。
温度检测传感器实时检测养殖室9内的环境温度，第一氨气检测传感器、第二氨气检测传感器分别实时检测养殖室9和储料塔4内的氨气浓度；它们的检测数据通过第四PLC25实时发送至工控机30；当养殖室9内的环境温度超出设定值时，第四PLC25向调温控制机构29发送控制指令，启动温度调节系统使养殖室9内的环境温度达到设定值。当养殖室9或储料塔4内的氨气浓度超过设定值时，第四PLC25向引风机启停和调速机构26发送控制指令，当引风机未启用时启动引风机，或当引风机未启用时加快引风机转速；当仅有养殖室9内的氨气浓度超过设定值时，第四PLC25同时发送加大养殖室抽风量控制阀27开度、减小储料塔抽风量控制阀28开度的指令，当仅有储料塔4内的氨气浓度超过设定值时，第四PLC25同时发送减小养殖室抽风量控制阀27开度、加大储料塔抽风量控制阀28开度的指令。自动控制系统控制引风机将养殖室9和储料塔4内的臭味性气体抽入喷淋除臭塔6内处理，使养殖室9和储料塔4内维持负压，使得臭气不外排，同时外部新空气进入养殖室9内，满足黑水虻生长的需求环境。第四PLC25实时将检测数据发送至工控机30，工控机30可以显示养殖室内的环境温度和氨气浓度，引风机转速等信息，便于操作人员的操作控制。
可选的技术方案，如图3所示，本发明提供的黑水虻养殖系统，摆渡车1包括车架101，与车架101底部连接的驱动轴102和从动轴103，与驱动轴102连接的驱动轮104，与从动轴103连接的从动轮105，与驱动轴102连接的摆渡车驱动机构106，与车架101顶部连接的，用于与养虫槽10两侧的第一轨道7对接的第三轨道107，设置于第三轨道107远离第一轨道7端，与车架101或第三轨道107连接的止位块108，设置于第三轨道107近第一轨道7端，与车架101连接的升降限位机构109；升降限位机构109包括与车架101滑动连接的升降限位块，两端分别与升降限位块和车架101连接，使升降限位块上升的压缩弹簧，与车架101连接、在通电情况下使升降限位块下降的电磁铁；摆渡车行走控制器14与摆渡车驱动机构106控制连接；黑水虻养殖系统还包括与第一PLC11电信号连接、控制电磁铁通断电的第二控制开关，与第二PLC15电信号连接、检测投料车2接近止位块108的第一接近开关，与第三PLC20电信号连接，检测收料车3接近止位块108的第二接近开关。当投料车2接近止位块108时第一接近开关动作，向第二PLC15发出电信号，第二PLC15控制投料车2停止运行并使投料车2处于锁止状态，第二PLC15向工控机30发送投料车2接近止位块108的信息，工控机30向第一PLC11发送电磁铁断电的控制指令，第一PLC11控制第二控制开关使电磁铁断电；当收料车3接近止位块108时第二接近开关动作，向第三PLC20发出电信号，第三PLC20控制收料车3停止运行并使收料车3处于锁止状态，第三PLC20向工控机30发送收料车3接近止位块108的信息，工控机30向第一PLC11发送电磁铁断电的控制指令，第一PLC11控制第二控制开关使电磁铁断电。当投料车2或收料车3移出摆渡车1时，第一PLC11控制第二控制开关使电磁铁通电，升降限位块下降，投料车2或收料车3即可移出；止位块108和升降限位机构109分别位于投料车2或收料车3的二端，将投料车2或收料车3限定在摆渡车1上，防止它们滑出。
可选的技术方案，在上述改进方案的基础上，本发明提供的黑水虻养殖系统，还包括分别设置在第一轨道7的远离第二轨道8端的第二止位块；投料车2接近第二止位块时，第一接近开关发出电信号，收料车3接近第二止位块时，第二接近开关发出电信号。当投料车2行驶至第二止位块时，第一接近开关动作，向第二PLC15发出电信号，第二PLC15控制投料车2停止运行；当收料车3行驶至第二止位块时，第二接近开关动作，向第三PLC20发出电信号，第三PLC20控制收料车3停止运行。
可选的技术方案，本发明提供的黑水虻养殖系统，还包括分别设置在第二轨道8两端的第三止位块和第四止位块；与第一PLC11电信号连接、检测摆渡车1接近第三止位块或第四止位块的第三接近开关。当摆渡车1行驶至第三止位块或第四止位块时，第三接近开关动作，向第一PLC11发出电信号，第一PLC11控制摆渡车1停止运行。
可选的技术方案，如图4和图5所示，本发明提供的黑水虻养殖系统，投料车2包括投料车车架201，与投料车车架201底部连接的投料车驱动轴202和投料车从动轴203，与投料车驱动轴202连接的投料车驱动轮204，与投料车从动轴203连接的投料车从动轮205，与投料车驱动轴202连接的投料车驱动机构206，与投料车车架201连接的投料斗208，与投料车车架201连接，并与投料斗208的底部出料口连通的投料器207；黑水虻养殖系统还包括与第二PLC15电信号连接、检测投料器207投料量的传感器和控制投料器207投料量的投料控制器13。投料量的传感器检测投料量后反馈到第二PLC15，第二PLC15控制投料控制器13使投料量达到给定值。
可选的技术方案，如图6所示，本发明提供的黑水虻养殖系统，收料车3包括收料车车架301，与收料车车架301底部连接的收料车驱动轴302和收料车从动轴303，与收料车驱动轴302连接的收料车驱动轮304，与收料车从动轴303连接的收料车从动轮305，与收料车驱动轴302连接的收料车驱动机构，与收料车车架301连接的收料斗306；收料控制器18包括与收料车车架301一端连接的提升机307，与提升机307进料端铰接的收料铲308，两端分别与提升机307和收料铲308铰接的液压油缸、气缸或电动推杆309；卸料控制器23包括与收料斗306的底部出料口连接的卸料阀；黑水虻养殖系统还包括与第三PLC20电信号连接、检测收料铲308升降位置的距离传感器和控制液压油缸、气缸或电动推杆309伸缩的执行器，与第三PLC20电信号连接、控制卸料阀开度的调节机构。距离传感器检测收料铲308处于收铲状态或工作状态，控制液压油缸、气缸或电动推杆309伸缩的执行器控制收料铲308的升降。
显然，本发明不限于以上优选实施方式，还可在本发明权利要求和说明书限定的精神内，进行多种形式的变换和改进，能解决同样的技术问题，并取得预期的技术效果，故不重述。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接或联想到的所有方案，只要在权利要求限定的精神之内，也属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种黑水虻养殖系统，其特征在于，包括养殖室（9），设置于所述养殖室（9）内的若干个养虫槽（10）；位于所述养虫槽（10）两侧的第一轨道（7）；位于所述养虫槽（10）的一端外侧的第二轨道（8）；运行在所述第二轨道（8）上的摆渡车（1）；可叠放在所述摆渡车（1）上，并能转移至养虫槽（10）两侧的第一轨道（7）上运行的投料车（2）和收料车（3）；位于所述第二轨道（8）一端上方的储料塔（4）；位于所述第二轨道（8）另一端外侧的黑水虻及虫砂分拣储存装置（5）；设置于所述摆渡车（1）上的第一PLC（11）；与所述第一PLC（11）电信号连接的摆渡车位置检测传感器（12）、摆渡车行走控制器（14）；设置于所述投料车（2）上的第二PLC（15）；与所述第二PLC（15）电信号连接的投料车载料量检测传感器（16）、投料车位置检测传感器（17）、投料车行走控制器（19）、投料控制器（13）；设置于所述收料车（3）上的第三PLC（20）；与所述第三PLC（20）电信号连接的收料车载料量检测传感器（21）、收料车位置检测传感器（22）、收料车行走控制器（24）、收料控制器（18）、卸料控制器（23）；与所述第一PLC（11）、第二PLC（15）、和第三PLC（20）通信连接的工控机（30）；与所述储料塔（4）的出料口连接，并与所述工控机（30）通信连接，控制储料塔（4）出料的控制阀（31）；与所述工控机通信连接，控制黑水虻及虫砂分拣储存装置（5）启停的控制开关（32）。
2.根据权利要求1所述的黑水虻养殖系统，其特征在于，还包括进气口与所述养殖室（9）连通的引风机；与所述引风机的出气口连通的除臭塔（6）；养殖室（9）的温度调节系统；与所述工控机（30）通信连接的第四PLC（25）；设置于所述养殖室（9）内与所述第四PLC（25）电信号连接的温度检测传感器和第一氨气检测传感器；与所述第四PLC（25）电信号连接的引风机启停和调速机构（26）；与所述第四PLC电信号连接的养殖室抽风量控制阀（27）；与所述第四PLC电信号连接的温度调节系统的调温控制机构（29）。
3.根据权利要求2所述的黑水虻养殖系统，其特征在于，所述引风机的进气口还与储料塔（4）连通；还具有检测所述储料塔（4）氨气浓度的第二氨气检测传感器；与所述第四PLC电信号连接的储料塔抽风量控制阀（28）。
4.根据权利要求1所述的黑水虻养殖系统，其特征在于，所述摆渡车（1）包括车架（101），与所述车架（101）连接的摆渡车驱动机构（106），与所述车架（101）顶部连接的，用于与养虫槽（10）两侧的第一轨道（7）对接的第三轨道（107），设置于第三轨道（107）远离第一轨道（7）端，与所述车架（101）或第三轨道（107）连接的止位块（108），设置于第三轨道（107）近第一轨道（7）端，与所述车架（101）连接的升降限位机构（109）；所述升降限位机构（109）包括与所述车架（101）滑动连接的升降限位块，两端分别与所述升降限位块和车架（101）连接，使所述升降限位块上升的压缩弹簧，与所述车架（101）连接、在通电情况下使所述升降限位块下降的电磁铁；所述摆渡车行走控制器（14）与摆渡车驱动机构（106）控制连接；所述黑水虻养殖系统还包括与第一PLC（11）电信号连接、控制所述电磁铁通断电的第二控制开关，与第二PLC（15）电信号连接、检测所述投料车（2）接近止位块（108）的第一接近开关，与第三PLC（20）电信号连接，检测所述收料车（3）接近止位块（108）的第二接近开关。
5.根据权利要求4所述的黑水虻养殖系统，其特征在于，还包括分别设置在所述第一轨道（7）的远离第二轨道（8）端的第二止位块；所述投料车（2）接近第二止位块时，第一接近开关发出电信号；所述收料车（3）接近第二止位块时，第二接近开关发出电信号。
6.根据权利要求1所述的黑水虻养殖系统，其特征在于，还包括分别设置在所述第二轨道（8）两端的第三止位块和第四止位块；与所述第一PLC（11）电信号连接、检测所述摆渡车（1）接近第三止位块或第四止位块的第三接近开关。
7.根据权利要求1所述的黑水虻养殖系统，其特征在于，所述投料车（2）包括投料车车架（201），与所述投料车车架（201）连接的投料车驱动机构（206），与所述投料车车架（201）连接的投料斗（208），与所述投料车车架（201）连接，并与所述投料斗（208）的底部出料口连通的投料器（207）；所述黑水虻养殖系统还包括与所述第二PLC（15）电信号连接、检测投料器（207）投料量的传感器和控制投料器（207）投料量的投料控制器（13）。
8.根据权利要求1所述的黑水虻养殖系统，其特征在于，所述收料车（3）包括收料车车架（301），与所述收料车车架（301）连接的收料车驱动机构，与所述收料车车架（301）连接的收料斗（306）；与所述收料车车架（301）一端连接的提升机（307），与所述提升机（307）进料端铰接的收料铲（308），两端分别与所述提升机（307）和收料铲（308）铰接的液压油缸、气缸或电动推杆（309）；所述收料控制器（18）包括控制液压油缸、气缸或电动推杆（309）伸缩的执行器和控制提升机（307）启停的执行器；所述卸料控制器（23）包括与所述收料斗（306）的底部出料口连接的卸料阀；所述黑水虻养殖系统还包括与所述第三PLC（20）电信号连接、检测所述收料铲（308）升降位置的距离传感器，与所述第三PLC（20）电信号连接、控制所述卸料阀开度的调节机构。
9.一种黑水虻养殖自动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：摆渡车位置检测传感器（12）实时检测摆渡车（1）的位置信息，并通过设置于摆渡车（1）上的第一PLC（11）实时发送至工控机（30）；投料车位置检测传感器（17）实时检测投料车（2）的位置信息，并通过设置于投料车（2）上的第二PLC（15）实时发送至工控机（30）；收料车位置检测传感器（22）实时检测收料车（3）的位置信息，并通过设置于收料车（3）上的第三PLC（20）实时发送至工控机（30）；投料车载料量检测传感器（16）实时检测投料车（2）的载料量信息，并通过第二PLC（15）实时发送至工控机（30）；收料车载料量检测传感器（21）实时检测收料车（3）的载料量信息，并通过第三PLC（20）实时发送至工控机（30）；
投料作业时，工控机（30）分别向第一PLC（11）和第二PLC（15）发出投料指令，并向第二PLC（15）输入投料量给定值；工控机（30）将投料车（2）的位置信息发送给第一PLC（11）；第一PLC（11）向摆渡车行走控制器（14）发出控制指令，使摆渡车在第二轨道（8）上行走至与投料车（2）所在的第一轨道（7）对齐位置；工控机（30）向第二PLC（15）发送投料车（2）行走至摆渡车（1）上的控制指令；第二PLC（15）向投料车行走控制器（19）发送行走至摆渡车（1）上的控制指令；投料车（2）行走至摆渡车（1）上后，工控机（30）向第二PLC（15）发送投料车（2）已行走至摆渡车（1）上的信息，第二PLC（15）向投料车行走控制器（19）发送停止运行的控制指令；工控机（30）向第一PLC（11）发送摆渡车（1）行走至储料塔（4）的下方控制指令，第一PLC（11）向摆渡车行走控制器（14）发出控制指令，使摆渡车在第二轨道（8）上行走至储料塔（4）的下方；工控机（30）向储料塔（4）出料的控制阀（31）发送开启指令；工控机（30）获得投料车的载料量达到投料量给定值时，向储料塔（4）出料的控制阀（31）发送关闭指令；控制阀（31）关闭后，工控机（30）向第一PLC（11）发送摆渡车（1）行走至需投料的养虫槽（10）一端外侧、并与该养虫槽（10）两侧的第一轨道（7）对齐位置；工控机（30）向第二PLC（15）发送投料车（2）行走至第一轨道（7）上的控制指令；第二PLC（15）向投料车行走控制器（19）发送行走至第一轨道（7）上的控制指令；投料车（2）行走至第一轨道（7）上后，工控机（30）向第二PLC（15）发送投料控制指令；第二PLC（15）向投料控制器（13）发送投料指令；工控机（30）检测到投料完毕后，向第二PLC（15）发送停止投料控制指令；第二PLC（15）向投料控制器（13）发送停止投料指令；
收料作业时，工控机（30）分别向第一PLC（11）和第三PLC（20）发出收料指令，并向第一PLC（11）发送拟收料养虫槽（10）的位置信息、向第三PLC（20）输入收料量给定值；工控机（30）将收料车（3）的位置信息发送给第一PLC（11）；第一PLC（11）向摆渡车行走控制器（14）发出控制指令，使摆渡车在第二轨道（8）上行走至与收料车（3）所在的第一轨道（7）对齐位置；工控机（30）向第三PLC（20）发送收料车（3）行走至摆渡车（1）上的控制指令；第三PLC（20）向收料车行走控制器（24）发送行走至摆渡车（1）上的控制指令；收料车（3）行走至摆渡车（1）上后，工控机（30）向第三PLC（20）发送收料车（3）已行走至摆渡车（1）上的信息，第三PLC（20）向收料车行走控制器（24）发送停止运行的控制指令；工控机（30）向第一PLC（11）发送摆渡车（1）行走至与拟收料养虫槽（10）两侧的第一轨道（7）对齐位置的控制指令，第一PLC（11）向摆渡车行走控制器（14）发出控制指令，使摆渡车在第二轨道（8）上行走至与拟收料养虫槽（10）两侧的第一轨道（7）对齐位置；工控机（30）向第三PLC（20）发送收料车（3）行走至第一轨道（7）上的控制指令；第三PLC（20）向收料车行走控制器（24）发送行走至第一轨道（7）上的控制指令；收料车（3）行走至第一轨道（7）上后，工控机（30）向第三PLC（20）发送收料控制指令；第三PLC（20）向收料控制器（18）发送收料指令；工控机（30）获得收料车（3）的载料量达到收料量给定值时，向第三PLC（20）发送停止收料控制指令；第三PLC（20）向收料控制器（18）发送停止收料指令；工控机（30）向第一PLC（11）发送摆渡车（1）行走至待收料的养虫槽（10）一端外侧、并与该养虫槽（10）两侧的第一轨道（7）对齐位置；工控机（30）向第三PLC（20）发送收料车（3）行走至摆渡车（1）上的控制指令；第三PLC（20）向收料车行走控制器（24）发送行走至摆渡车（1）上的控制指令；收料车（3）行走至摆渡车（1）上后，工控机（30）向第三PLC（20）发送收料车（3）已行走至摆渡车（1）上的信息，第三PLC（20）向收料车行走控制器（24）发送停止运行的控制指令；工控机（30）向第一PLC（11）发送摆渡车（1）行走至第二轨道（8）近黑水虻及虫砂分拣储存装置（5）的一端的控制指令，第一PLC（11）向摆渡车行走控制器（14）发出控制指令，使摆渡车在第二轨道（8）上行走至近黑水虻及虫砂分拣储存装置（5）的一端；工控机（30）向控制黑水虻及虫砂分拣储存装置（5）启停的控制开关（32）发送开启指令；黑水虻及虫砂分拣储存装置（5）开启后，工控机（30）向第三PLC（20）发送卸料控制指令，第三PLC（20）向卸料控制器（23）发送卸料指令；工控机（30）检测到卸料完毕后，向第三PLC（20）发送停止卸料控制指令；第三PLC（20）向卸料控制器（23）发送停止卸料指令；工控机（30）向控制开关（32）发送关闭指令。
10.根据权利要求9所述的黑水虻养殖自动控制方法，其特征在于，还包括温度检测传感器实时检测养殖室（9）内的环境温度，第一氨气检测传感器实时检测养殖室（9）内的氨气浓度；它们的检测数据通过第四PLC（25）实时发送至工控机（30）；当养殖室（9）内的环境温度超出设定值时，第四PLC（25）向调温控制机构（29）发送控制指令，启动温度调节系统使养殖室（9）内的环境温度达到设定值；当养殖室（9）内的氨气浓度超过设定值时，第四PLC（25）向引风机启停和调速机构（26）发送控制指令，启动引风机或加快引风机转速。
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