CN117970884A - 一种饲料自动化生产控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种饲料自动化生产控制系统及方法，涉及生产的技术领域，该系统首先通过成分分析模块利用电阻率Dzlz和涡流强度Wlqd等特征参数，精准评估成分分布状态，确保饲料搅拌达到合格状态，有助于保障饲料的均匀性，提升动物饲养效果。综合生产评估模块通过结块风险指数Jkfx对搅拌程度系数Jbxs和成分分布状态系数Cfxs等因素进行综合考量，实现了对结块风险的实时评估，从而降低了饲料生产中的结块风险，提高了饲料的稳定性。通过风险评估阈值F与结块风险指数Jkfx对比，实现了对结块等级风险的准确判断，并能够自动采取相应的控制方案，及时应对潜在问题，提高了生产的自动化程度和安全性。

Description

一种饲料自动化生产控制系统及方法

技术领域

本发明涉及生产的技术领域，具体为一种饲料自动化生产控制系统及方法。

背景技术

在现代工业自动化中，智能化技术的应用已成为提高生产效率和质量的关键，关于对饲料的加工生产行业带来了新的发展机遇，是农业养殖业中至关重要的一环，特别是在动物饲养业中，饲料的质量和生产效率对畜禽的生长和健康起着至关重要的作用，而在饲料生产方面则聚焦于如何通过科技手段提高饲料的质量、确保配方准确性以及优化生产过程；因此，精准的饲料生产过程成为农业现代化的关键。

饲料在生产的过程中难免会遇到结块的情况，这种情况可能会导致饲料搅拌不均匀，影响营养成分的均衡分布，进而影响动物的饲养效果，因此，解决饲料结块问题成为提高饲料生产质量和效率的重要环节。

然而，传统的饲料生产方式在面对结块问题时存在一些不足之处。现有的饲料生产过程中往往依赖人工经验，无法全面与精准地解决结块问题，使得饲料的均匀性和质量难以保障，以及无法及时判断饲料搅拌状态，容易出现结块现象。这会导致生产效率的降低，同时增加了饲料生产中的质量风险；此外传统控制方法往往难以通过人工经验来应对不同原料的变化和生产环境的波动。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种饲料自动化生产控制系统及方法，解决了上述背景技术中的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种饲料自动化生产控制系统，包括原料锁定模块、自动采集模块、成分分析模块、综合生产评估模块以及控制管理模块；

所述原料锁定模块用于建立人机交互界面，从中获取操作人员输入各个原料的成分和比例，并监测与登记各成分的密度状态；

所述自动采集模块用于在饲料搅拌作业后，利用若干组传感器采集与记录饲料中各成分的相关分布状态数据信息，并根据所要生产饲料总量，监测采集饲料的相关搅拌情况数据信息，经无量纲处理后，生成饲料数据集；

所述成分分析模块用于利用相关分布状态数据信息进行特征提取，以获取电阻率Dzlz和涡流强度Wlqd，以评估成分分布状态系数Cfxs，通过将所述成分分布状态系数Cfxs与预设状态阈值L进行对比分析，以判定当前饲料的搅拌是否处于合格状态；

所述综合生产评估模块用于汇总各成分的含量，以获取总成分含量Zhlz，并根据所述总成分含量Zhlz，评估出搅拌程度系数Jbxs，并将所述搅拌程度系数Jbxs与所述成分分布状态系数Cfxs相关联，并经过无量纲处理后，拟合计算出结块风险指数Jkfx，所述结块风险指数Jkfx通过以下公式获取：

式中，Jbxs表示为搅拌程度系数，Cfxs表示为成分分布状态系数，Wdc表示为温度差，Sdz表示为湿度值，j、c、w和s分别表示为搅拌程度系数Jbxs、成分分布状态系数Cfxs、温度差Wdc和湿度值Sdz的预设比例系数，其中0.23≤j≤0.34，0.18≤c≤0.41，0.05≤w≤0.10，0.10≤s≤0.15，且0.60≤j+c+w+s≤1.0，R表示为第一修正常数；

所述控制管理模块用于预先设置风险评估阈值F，并通过将所述结块风险指数Jkfx与所述风险评估阈值F进行对比分析，以获取结块等级风险结果，并依据结块等级风险结果，采取相应的自动控制方案。

优选的，所述原料锁定模块包括成分信息单元和成分汇总单元；

所述成分信息单元用于存储和记录饲料中每个原料成分的详细信息，包括名称、产地、含量以及密度，识别和追踪每个原料的属性；

所述成分汇总单元用于汇总和统计饲料中所有原料成分的总体信息，包括各成分含量总和含量、各成分湿度以及各成分密度值，并标记为第一成分密度值Cfmd₁、第二成分密度值Cfmd₂、...、第N成分密度值Cfmd_N，汇总形式包括生成报告、提供生产统计以及辅助配方调整。

优选的，所述自动采集模块包括分布数据单元和搅拌数据单元；

所述饲料数据集包括相关分布状态数据信息和相关搅拌情况数据信息；

所述分布数据单元用于采集饲料中各成分的相关分布状态数据信息，其中包括电阻率Dzlz、涡流强度Wlqd、离心力值Lxlz、第一成分密度值Cfmd₁、第二成分密度值Cfmd₂、...、第N成分密度值Cfmd_N以及对流情况，其中将所述第一成分密度值Cfmd₁、所述第二成分密度值Cfmd₂、...、所述第N成分密度值Cfmd_N进行统计求均值，以获取各成分密度值之和的平均值

所述搅拌数据单元用于采集饲料在搅拌过程中的相关搅拌情况数据信息，其中包括饲料搅拌设备中搅拌器间距Jqjj、搅拌时长Jscz、搅拌速度Jsdz、搅拌器数量、搅拌器角度以及搅拌器离搅拌筒内壁的距离。

优选的，所述成分分析模块包括第一分析单元、第二分析单元和评估单元；

所述第一分析单元用于根据成分种数Cfzs和各成分密度值，综合分析获取密度标准差值Mdcz，所述密度标准差值Mdcz通过以下公式获取：

Cfmd_i表示为第i成分密度值，表示为各成分密度值之和的平均值，N表示为饲料中原料成分的数量。

优选的，所述第二分析单元用于将所述电阻率Dzlz与所述涡流强度Wlqd相关联，并经过无量纲处理后，获取成分分布状态系数Cfxs，所述成分分布状态系数Cfxs通过以下公式获取：

式中，Lxlz表示为离心力值，F₁、F₂、F₃和F₄分别表示为电阻率Dzlz、涡流强度Wlqd、离心力值Lxlz和密度标准差值Mdcz的预设比例系数，其中0.11≤F₁≤0.21，0.16≤F₂≤0.20，0.07≤F₃≤0.15，0.10≤F₄≤0.44，且0.50≤F₁+F₂+F₃+F₄≤1.0，B表示为第二修正常数。

优选的，所述评估单元用于预先设置状态阈值L，将所述成分分布状态系数Cfxs与所述状态阈值L进行对比分析，以判定当前饲料的搅拌是否处于合格状态；

若所述成分分布状态系数Cfxs高于或等于所述状态阈值L时，即Cfxs≥L时，表示为当前饲料的搅拌处于合格状态；

若所述成分分布状态系数Cfxs低于所述状态阈值L时，即Cfxs＜L时，表示为当前饲料的搅拌处于不合格状态。

优选的，将所述总成分含量Zhlz与所述搅拌器间距Jqjj相关联，并经过无量纲处理后，获取搅拌程度系数Jbxs，所述搅拌程度系数Jbxs通过以下公式获取：

式中，Jscz表示为搅拌时长，Jsdz表示为搅拌速度，a₁、a₂、a₃和a₄分别表示为总成分含量Zhlz、搅拌器间距Jqjj、搅拌时长Jscz和搅拌速度Jsdz的预设比例系数，其中0.20≤a₁≤0.52，0.04≤a₂≤0.16，0.10≤a₃≤0.22，0.05≤a₄≤0.10，且0.45≤a₁+a₂+a₃+a₄≤1.0，C表示为第三修正常数。

优选的，所述控制管理模块包括控制单元；

所述控制单元用于预先设置风险评估阈值F，其中风险评估阈值F包括第一评估阈值K1和第二评估阈值K2，并且所述第一评估阈值K1大于所述第二评估阈值K2，通过将所述结块风险指数Jkfx与所述风险评估阈值F进行对比分析，以获取结块等级风险结果，其中结块等级风险结果具体内容如下：

若所述结块风险指数Jkfx≤所述第二评估阈值K2时，表示为当前饲料中结块情况处于非正常状态，生产第一结果报表；

若所述第二评估阈值K2＜所述结块风险指数Jkfx≤K1时，表示为当前饲料中结块情况处于正常状态，生成第二结果报表；

若所述第一评估阈值K1＜所述结块风险指数Jkfx时，表示为当前饲料中结块情况处于正常状态，生成第三结果报表。

优选的，所述控制管理模块还包括响应单元；

所述响应单元用于将第一结果报表、第二结果报表和第三结果报表，分别采取相应的自动控制方案，具体自动控制方案内容如下：

若为第一结果报表，此时响应单元将发出红色预警通知，提示操作人员当前的饲料中存在结块问题，控制当前饲料进入下一个环节，避免后期出现返工环节；

若为第二结果报表，此时响应单元将维持当前状态，但需加强对饲料的状态监测，以确保及时发现潜在异常情况，启动预防性维护程序，对设备进行检查和保养，以防止后续出现结块问题；

若为第三结果报表，此时响应单元将维持当前状态，加强对饲料生产过程的正常运行监测，确保生产稳定性。

一种饲料自动化生产控制方法，包括以下步骤，

步骤一、首先原料锁定模块将建立人机交互界面，从中获取操作人员输入各个原料的成分和比例，并监测与登记各成分的密度状态；

步骤二、接着自动采集模块用于在饲料搅拌作业后，利用若干组传感器采集与记录饲料中各成分的相关分布状态数据信息，并根据所要生产饲料总量，监测采集饲料的相关搅拌情况数据信息，生成饲料数据集；

步骤三、其次成分分析模块用于利用相关分布状态数据信息，评估成分分布状态系数Cfxs，通过将所述成分分布状态系数Cfxs与预设状态阈值L进行对比分析，以判定当前饲料的搅拌是否处于合格状态；

步骤四、此外综合生产评估模块用于汇总各成分的含量，以获取总成分含量Zhlz，并根据所述总成分含量Zhlz，评估出搅拌程度系数Jbxs，并将所述搅拌程度系数Jbxs与所述成分分布状态系数Cfxs相关联，拟合计算出结块风险指数Jkfx；

步骤五、最后控制管理模块将所述结块风险指数Jkfx与所述风险评估阈值F进行对比分析，以获取结块等级风险结果，并采取相应的自动控制方案。

(三)有益效果

本发明提供了一种饲料自动化生产控制系统及方法，具备以下有益效果：

(1)该系统首先通过成分分析模块利用电阻率Dzlz和涡流强度Wlqd等特征参数，精准评估成分分布状态，确保饲料搅拌达到合格状态，有助于保障饲料的均匀性，提升动物饲养效果。综合生产评估模块通过结块风险指数Jkfx对搅拌程度系数Jbxs和成分分布状态系数Cfxs等因素进行综合考量，实现了对结块风险的实时评估，从而降低了饲料生产中的结块风险，提高了饲料的稳定性。通过风险评估阈值F与结块风险指数Jkfx对比，实现了对结块等级风险的准确判断，并能够自动采取相应的控制方案，及时应对潜在问题，提高了生产的自动化程度和安全性。系统通过建立人机交互界面，操作人员可以方便地输入原料成分和比例，但在自动采集、分析和评估阶段减少了对人工的依赖，减轻了操作人员的负担，提高了生产的智能化水平。总之，该系统与现有技术相比，抛弃了靠人工经验来判定当前饲料的合格状态，通过多维度采集相关参数，综合化和客观化的判定结块状态，以便确定饲料的合格性，为农业养殖业带来了新的发展机遇，为畜禽养殖提供更可靠的饲养基础，有助于推动整个行业向更现代化的方向发展。

(2)通过搅拌程度系数Jbxs，该系数综合考虑了总成分含量Zhlz、搅拌器间距Jqjj、搅拌时长Jscz和搅拌速度Jsdz等多个因素，使得搅拌程度得以量化评估，有助于对搅拌过程的全面掌控，提高了对搅拌程度的精准度量，为生产过程提供了科学的依据，使得搅拌参数能够更好地协同工作，优化饲料的搅拌效果，同时，有助于更好地控制搅拌过程，减少了不必要的浪费，提高了生产效率。

(3)根据不同的结块等级风险结果采取相应的自动控制方案，通过智能响应和及时的人工介入，系统可以在保障饲料生产质量的前提下，最大限度地减少不正常状态的持续时间，降低生产风险，提高生产效率。

附图说明

图1为本发明一种饲料自动化生产控制系统框图流程示意图；

图2为本发明一种饲料自动化生产控制方法步骤流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在现代工业自动化中，智能化技术的应用已成为提高生产效率和质量的关键，关于对饲料的加工生产行业带来了新的发展机遇，是农业养殖业中至关重要的一环，特别是在动物饲养业中，饲料的质量和生产效率对畜禽的生长和健康起着至关重要的作用，而在饲料生产方面则聚焦于如何通过科技手段提高饲料的质量、确保配方准确性以及优化生产过程；因此，精准的饲料生产过程成为农业现代化的关键。

饲料在生产的过程中难免会遇到结块的情况，这种情况可能会导致饲料搅拌不均匀，影响营养成分的均衡分布，进而影响动物的饲养效果，因此，解决饲料结块问题成为提高饲料生产质量和效率的重要环节。

然而，传统的饲料生产方式在面对结块问题时存在一些不足之处。现有的饲料生产过程中往往依赖人工经验，无法全面与精准地解决结块问题，使得饲料的均匀性和质量难以保障，以及无法及时判断饲料搅拌状态，容易出现结块现象。这会导致生产效率的降低，同时增加了饲料生产中的质量风险；此外传统控制方法往往难以通过人工经验来应对不同原料的变化和生产环境的波动。

实施例1

请参阅图1，本发明提供一种饲料自动化生产控制系统，包括原料锁定模块、自动采集模块、成分分析模块、综合生产评估模块以及控制管理模块；

所述原料锁定模块用于建立人机交互界面，从中获取操作人员输入各个原料的成分和比例，并监测与登记各成分的密度状态；

所述自动采集模块用于在饲料搅拌作业后，利用若干组传感器采集与记录饲料中各成分的相关分布状态数据信息，并根据所要生产饲料总量，监测采集饲料的相关搅拌情况数据信息，经无量纲处理后，生成饲料数据集；

所述成分分析模块用于利用相关分布状态数据信息进行特征提取，以获取电阻率Dzlz和涡流强度Wlqd，以评估成分分布状态系数Cfxs，通过将所述成分分布状态系数Cfxs与预设状态阈值L进行对比分析，以判定当前饲料的搅拌是否处于合格状态；

所述综合生产评估模块用于汇总各成分的含量，以获取总成分含量Zhlz，并根据所述总成分含量Zhlz，评估出搅拌程度系数Jbxs，并将所述搅拌程度系数Jbxs与所述成分分布状态系数Cfxs相关联，并经过无量纲处理后，拟合计算出结块风险指数Jkfx，所述结块风险指数Jkfx通过以下公式获取：

式中，Jbxs表示为搅拌程度系数，Cfxs表示为成分分布状态系数，Wdc表示为温度差，Sdz表示为湿度值，j、c、w和s分别表示为搅拌程度系数Jbxs、成分分布状态系数Cfxs、温度差Wdc和湿度值Sdz的预设比例系数，其中0.23≤j≤0.34，0.18≤c≤0.41，0.05≤w≤0.10，0.10≤s≤0.15，且0.60≤j+c+w+s≤1.0，R表示为第一修正常数；

所述控制管理模块用于预先设置风险评估阈值F，并通过将所述结块风险指数Jkfx与所述风险评估阈值F进行对比分析，以获取结块等级风险结果，并依据结块等级风险结果，采取相应的自动控制方案。

本系统运行中，该系统通过自动采集和分析饲料生产过程中的关键参数，进一步实现了对搅拌状态和成分分布的实时监测，从而间接得以优化生产流程，提高了生产效率和饲料质量；成分分析模块利用电阻率Dzlz和涡流强度Wlqd等特征参数，精准评估成分分布状态，确保饲料搅拌达到合格状态。综合生产评估模块通过结块风险指数Jkfx对搅拌程度系数Jbxs和成分分布状态系数Cfxs等因素进行综合考量，实现了对结块风险的实时评估，通过风险评估阈值F与结块风险指数Jkfx对比，实现了对结块等级风险的准确判断，并能够自动采取相应的控制方案，及时应对潜在问题，提高了生产的自动化程度和安全性。

实施例2

请参照图1，具体的：所述原料锁定模块包括成分信息单元和成分汇总单元；

所述成分信息单元用于存储和记录饲料中每个原料成分的详细信息，包括名称、产地、含量以及密度，识别和追踪每个原料的属性；

所述成分汇总单元用于汇总和统计饲料中所有原料成分的总体信息，包括各成分含量总和含量、各成分湿度以及各成分密度值，并标记为第一成分密度值Cfmd₁、第二成分密度值Cfmd₂、...、第N成分密度值Cfmd_N，综合提供了整体的成分概览，为管理层提供了直观的数据概览和综合分析，这有助于生成生产统计报告，辅助配方调整，从而优化饲料生产过程，提高生产效率和成品质量；汇总形式包括生成报告、提供生产统计以及辅助配方调整。

所述自动采集模块包括分布数据单元和搅拌数据单元；

所述饲料数据集包括相关分布状态数据信息和相关搅拌情况数据信息；

所述分布数据单元用于采集饲料中各成分的相关分布状态数据信息，其中包括电阻率Dzlz、涡流强度Wlqd、离心力值Lxlz、第一成分密度值Cfmd₁、第二成分密度值Cfmd₂、...、第N成分密度值Cfmd_N以及对流情况，其中将所述第一成分密度值Cfmd₁、所述第二成分密度值Cfmd₂、...、所述第N成分密度值Cfmd_N进行统计求均值，以获取各成分密度值之和的平均值

所述搅拌数据单元用于采集饲料在搅拌过程中的相关搅拌情况数据信息，其中包括饲料搅拌设备中搅拌器间距Jqjj、搅拌时长Jscz、搅拌速度Jsdz、搅拌器数量、搅拌器角度以及搅拌器离搅拌筒内壁的距离。

本实施例中，通过成分信息单元和成分汇总单元，详细存储了每个原料信息，使得饲料生产的质量能够被追溯和管理，同时可以为生产提供准确的成分概览，有助于制定科学配方和及时调整配料比例，提高饲料的品质与适宜性。分布数据单元采集的相关分布状态数据信息，以及搅拌数据单元采集的搅拌情况数据信息，实现了对饲料生产过程的实时监测，这使得系统能够精准控制饲料搅拌状态，提高了生产的自动化水平，减少了搅拌不均匀的可能性。自动采集模块提供了饲料数据集，包括相关分布状态数据信息和搅拌情况数据信息。通过成分分析模块和综合生产评估模块对这些数据的综合分析，系统可以实现对结块风险的实时评估。总之，该系统通过集成原料锁定模块和自动采集模块，以及相应的数据处理单元，实现了对饲料生产全过程的综合监测、分析和控制，为农业养殖业提供了现代化、智能化的解决方案。

实施例3

请参照图1，具体的：所述成分分析模块包括第一分析单元、第二分析单元和评估单元；

所述第一分析单元用于根据成分种数Cfzs和各成分密度值，综合分析获取密度标准差值Mdcz，所述密度标准差值Mdcz通过以下公式获取：

Cfmd_i表示为第i成分密度值，表示为各成分密度值之和的平均值，N表示为饲料中原料成分的数量。

所述第二分析单元用于将所述电阻率Dzlz与所述涡流强度Wlqd相关联，并经过无量纲处理后，获取成分分布状态系数Cfxs，所述成分分布状态系数Cfxs通过以下公式获取：

式中，Lxlz表示为离心力值，F₁、F₂、F₃和F₄分别表示为电阻率Dzlz、涡流强度Wlqd、离心力值Lxlz和密度标准差值Mdcz的预设比例系数，其中0.11≤F₁≤0.21，0.16≤F₂≤0.20，0.07≤F₃≤0.15，0.10≤F₄≤0.44，且0.50≤F₁+F₂+F₃+F₄≤1.0，B表示为第二修正常数。

上述的离心力值Lxlz通过转速传感器或者加速度传感器等来监测获取；

电阻率Dzlz通过使用电阻传感器进行测量，或者通过电导率仪器来获取电阻率相关数据；

涡流强度Wlqd通过使用涡流传感器或者涡流检测仪器；

所述评估单元用于预先设置状态阈值L，将所述成分分布状态系数Cfxs与所述状态阈值L进行对比分析，以判定当前饲料的搅拌是否处于合格状态；

若所述成分分布状态系数Cfxs高于或等于所述状态阈值L时，即Cfxs≥L时，表示为当前饲料的搅拌处于合格状态；

若所述成分分布状态系数Cfxs低于所述状态阈值L时，即Cfxs＜L时，表示为当前饲料的搅拌处于不合格状态。

本实施例中，通过对密度标准差值Mdcz的评估，系统能够判断饲料的密度均匀性，为搅拌质量提供了定量化的参考标准，有助于实现搅拌过程的精准控制。通过成分分布状态系数Cfxs，综合考虑了电阻率Dzlz、涡流强度Wlqd、离心力值Lxlz和密度标准差值Mdcz等多个因素，能够更全面地反映饲料搅拌状态，有助于系统综合评估饲料的搅拌均匀性，进一步提高了对搅拌状态的精准度量；将成分分布状态系数Cfxs与状态阈值L进行对比分析，实现了对当前饲料搅拌状态的合格性判定，这为自动控制模块提供了依据，使系统能够自动判别搅拌状态是否合格，并采取相应的自动控制方案，确保生产过程的稳定性。

实施例4

请参照图1，具体的：将所述总成分含量Zhlz与所述搅拌器间距Jqjj相关联，并经过无量纲处理后，获取搅拌程度系数Jbxs，所述搅拌程度系数Jbxs通过以下公式获取：

式中，Jscz表示为搅拌时长，Jsdz表示为搅拌速度，a₁、a₂、a₃和a₄分别表示为总成分含量Zhlz、搅拌器间距Jqjj、搅拌时长Jscz和搅拌速度Jsdz的预设比例系数，其中0.20≤a₁≤0.52，0.04≤a₂≤0.16，0.10≤a₃≤0.22，0.05≤a₄≤0.10，且0.45≤a₁+a₂+a₃+a₄≤1.0，C表示为第三修正常数。

上述的总成分含量Zhlz通过光谱仪或者质谱仪进行采集获取；

搅拌器间距Jqjj通过使用激光测距仪或者光电传感器等进行间距测量；其中搅拌器指的是饲料搅拌设备中搅拌支杆；

搅拌时长Jscz和搅拌速度Jsdz可以使用搅拌设备上的传感器，例如转速传感器和加速度传感器进行采集获取；

本实施例中，通过搅拌程度系数Jbxs，该系数综合考虑了总成分含量Zhlz、搅拌器间距Jqjj、搅拌时长Jscz和搅拌速度Jsdz等多个因素，使得搅拌程度得以量化评估，有助于对搅拌过程的全面掌控，提高了对搅拌程度的精准度量，为生产过程提供了科学的依据，使得搅拌参数能够更好地协同工作，优化饲料的搅拌效果，同时，有助于更好地控制搅拌过程，减少了不必要的浪费，提高了生产效率。

实施例5

请参照图1，具体的：所述控制管理模块包括控制单元；

所述控制单元用于预先设置风险评估阈值F，其中风险评估阈值F包括第一评估阈值K1和第二评估阈值K2，并且所述第一评估阈值K1大于所述第二评估阈值K2，通过将所述结块风险指数Jkfx与所述风险评估阈值F进行对比分析，以获取结块等级风险结果，其中结块等级风险结果具体内容如下：

若所述结块风险指数Jkfx≤所述第二评估阈值K2时，表示为当前饲料中结块情况处于非正常状态，生产第一结果报表；

若所述第二评估阈值K2＜所述结块风险指数Jkfx≤K1时，表示为当前饲料中结块情况处于正常状态，生成第二结果报表；

若所述第一评估阈值K1＜所述结块风险指数Jkfx时，表示为当前饲料中结块情况处于正常状态，生成第三结果报表。

所述控制管理模块还包括响应单元；

所述响应单元用于将第一结果报表、第二结果报表和第三结果报表，分别采取相应的自动控制方案，具体自动控制方案内容如下：

若为第一结果报表，此时响应单元将发出红色预警通知，提示操作人员当前的饲料中存在结块问题，控制当前饲料进入下一个环节，避免后期出现返工环节，比如包装封袋环节，红色预警通知通过短信或邮件等方式实现，以确保及时的人工介入；

若为第二结果报表，此时响应单元将维持当前状态，但需加强对饲料的状态监测，以确保及时发现潜在异常情况，启动预防性维护程序，对设备进行检查和保养，以防止后续出现结块问题；

若为第三结果报表，此时响应单元将维持当前状态，加强对饲料生产过程的正常运行监测，确保生产稳定性。

本实施例中，通过预先设置风险评估阈值F，包括第一评估阈值K1和第二评估阈值K2，以便系统对结块等级风险结果进行明确分类，根据分析结果，为后续的控制响应提供了清晰的基础，使得系统能够有针对性地应对不同级别的结块风险；总之，该控制管理模块通过结合风险评估、智能响应和自动控制方案，实现了对饲料生产过程的全面管理和优化，提高了生产效率、降低了生产风险，从而确保了饲料生产的一致性。

实施例6

请参照图1和图2，具体的：一种饲料自动化生产控制方法，包括以下步骤，

步骤一、首先原料锁定模块将建立人机交互界面，从中获取操作人员输入各个原料的成分和比例，并监测与登记各成分的密度状态；

步骤二、接着自动采集模块用于在饲料搅拌作业后，利用若干组传感器采集与记录饲料中各成分的相关分布状态数据信息，并根据所要生产饲料总量，监测采集饲料的相关搅拌情况数据信息，生成饲料数据集；

步骤三、其次成分分析模块用于利用相关分布状态数据信息，评估成分分布状态系数Cfxs，通过将所述成分分布状态系数Cfxs与预设状态阈值L进行对比分析，以判定当前饲料的搅拌是否处于合格状态；

步骤四、此外综合生产评估模块用于汇总各成分的含量，以获取总成分含量Zhlz，并根据所述总成分含量Zhlz，评估出搅拌程度系数Jbxs，并将所述搅拌程度系数Jbxs与所述成分分布状态系数Cfxs相关联，拟合计算出结块风险指数Jkfx；

步骤五、最后控制管理模块将所述结块风险指数Jkfx与所述风险评估阈值F进行对比分析，以获取结块等级风险结果，并采取相应的自动控制方案。

示例：一个某某饲料生产厂间，该饲料生产厂间引入了一种饲料自动化生产控制系统及方法，以下是某某饲料生产厂间的示例：

数据采集：第5成分密度值Cfmd₅为23；各成分密度值之和的平均值为15；饲料中原料成分的数量N为9；电阻率Dzlz为13；涡流强度Wlqd为24；离心力值Lxlz为10；F₁为0.16；F₂为0.18；F₃为0.10；F₄为0.22；B为0.91；总成分含量Zhlz为125；搅拌器间距Jqjj为6；搅拌时长Jscz为24；搅拌速度Jsdz为36；a₁为0.26；a₂为0.06；a₃为0.11；a₄为0.08；C为0.82；温度差Wdc为26；湿度值Sdz为23；j为0.25；c为0.20；w为0.06；s为0.12；R为0.12；

通过以上数据，可以进行以下计算：

密度标准差值

成分分布状态系数

若状态阈值L为20，成分分布状态系数Cfxs低于所述状态阈值L，即Cfxs＜L，表示为当前饲料的搅拌处于不合格状态；

搅拌程度系数

结块风险指数

若第一评估阈值K1为20，所述第二评估阈值K2为15，则结块风险指数Jkfx≤第二评估阈值K2时，表示为当前饲料中结块情况处于非正常状态，生产第一结果报表；此时响应单元将发出红色预警通知，提示操作人员当前的饲料中存在结块问题，控制当前饲料进入下一个环节，避免后期出现返工环节。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种饲料自动化生产控制系统，其特征在于：包括原料锁定模块、自动采集模块、成分分析模块、综合生产评估模块以及控制管理模块；

所述原料锁定模块用于建立人机交互界面，从中获取操作人员输入各个原料的成分和比例，并监测与登记各成分的密度状态；

所述自动采集模块用于在饲料搅拌作业后，利用若干组传感器采集与记录饲料中各成分的相关分布状态数据信息，并根据所要生产饲料总量，监测采集饲料的相关搅拌情况数据信息，经无量纲处理后，生成饲料数据集；

所述成分分析模块用于利用相关分布状态数据信息进行特征提取，以获取电阻率Dzlz和涡流强度Wlqd，以评估成分分布状态系数Cfxs，通过将所述成分分布状态系数Cfxs与预设状态阈值L进行对比分析，以判定当前饲料的搅拌是否处于合格状态；

所述综合生产评估模块用于汇总各成分的含量，以获取总成分含量Zhlz，并根据所述总成分含量Zhlz，评估出搅拌程度系数Jbxs，并将所述搅拌程度系数Jbxs与所述成分分布状态系数Cfxs相关联，并经过无量纲处理后，拟合计算出结块风险指数Jkfx；

所述控制管理模块用于预先设置风险评估阈值F，并通过将所述结块风险指数Jkfx与所述风险评估阈值F进行对比分析，以获取结块等级风险结果，并依据结块等级风险结果，采取相应的自动控制方案。

2.根据权利要求1所述的一种饲料自动化生产控制系统，其特征在于：所述原料锁定模块包括成分信息单元和成分汇总单元；

所述成分信息单元用于存储和记录饲料中每个原料成分的详细信息，包括名称、产地、含量以及密度，识别和追踪每个原料的属性；

所述成分汇总单元用于汇总和统计饲料中所有原料成分的总体信息，包括各成分含量总和含量、各成分湿度以及各成分密度值，并标记为第一成分密度值Cfmd₁、第二成分密度值Cfmd₂、...、第N成分密度值Cfmd_N，汇总形式包括生成报告、提供生产统计以及辅助配方调整。

3.根据权利要求2所述的一种饲料自动化生产控制系统，其特征在于：所述自动采集模块包括分布数据单元和搅拌数据单元；

所述饲料数据集包括相关分布状态数据信息和相关搅拌情况数据信息；

所述分布数据单元用于采集饲料中各成分的相关分布状态数据信息，其中包括电阻率Dzlz、涡流强度Wlqd、离心力值Lxlz、第一成分密度值Cfmd₁、第二成分密度值Cfmd₂、...、第N成分密度值Cfmd_N以及对流情况，其中将所述第一成分密度值Cfmd₁、所述第二成分密度值Cfmd₂、...、所述第N成分密度值Cfmd_N进行统计求均值，以获取各成分密度值之和的平均值

所述搅拌数据单元用于采集饲料在搅拌过程中的相关搅拌情况数据信息，其中包括饲料搅拌设备中搅拌器间距Jqjj、搅拌时长Jscz、搅拌速度Jsdz、搅拌器数量、搅拌器角度以及搅拌器离搅拌筒内壁的距离。

4.根据权利要求3所述的一种饲料自动化生产控制系统，其特征在于：所述成分分析模块包括第一分析单元、第二分析单元和评估单元；

所述第一分析单元用于根据成分种数Cfzs和各成分密度值，综合分析获取密度标准差值Mdcz，所述密度标准差值Mdcz通过以下公式获取：

Cfmd_i表示为第i成分密度值，表示为各成分密度值之和的平均值，N表示为饲料中原料成分的数量。

5.根据权利要求4所述的一种饲料自动化生产控制系统，其特征在于：所述第二分析单元用于将所述电阻率Dzlz与所述涡流强度Wlqd相关联，并经过无量纲处理后，获取成分分布状态系数Cfxs，所述成分分布状态系数Cfxs通过以下公式获取：

式中，Lxlz表示为离心力值，F₁、F₂、F₃和F₄分别表示为电阻率Dzlz、涡流强度Wlqd、离心力值Lxlz和密度标准差值Mdcz的预设比例系数，B表示为第二修正常数。

6.根据权利要求5所述的一种饲料自动化生产控制系统，其特征在于：所述评估单元用于预先设置状态阈值L，将所述成分分布状态系数Cfxs与所述状态阈值L进行对比分析，以判定当前饲料的搅拌是否处于合格状态；

若所述成分分布状态系数Cfxs高于或等于所述状态阈值L时，即Cfxs≥L时，表示为当前饲料的搅拌处于合格状态；

若所述成分分布状态系数Cfxs低于所述状态阈值L时，即Cfxs＜L时，表示为当前饲料的搅拌处于不合格状态。

7.根据权利要求3所述的一种饲料自动化生产控制系统，其特征在于：将所述总成分含量Zhlz与所述搅拌器间距Jqjj相关联，并经过无量纲处理后，获取搅拌程度系数Jbxs，所述搅拌程度系数Jbxs通过以下公式获取：

式中，Jscz表示为搅拌时长，Jsdz表示为搅拌速度，a₁、a₂、a₃和a₄分别表示为总成分含量Zhlz、搅拌器间距Jqjj、搅拌时长Jscz和搅拌速度Jsdz的预设比例系数，C表示为第三修正常数。

8.根据权利要求7所述的一种饲料自动化生产控制系统，其特征在于：所述结块风险指数Jkfx通过以下公式获取：

式中，Jbxs表示为搅拌程度系数，Cfxs表示为成分分布状态系数，Wdc表示为温度差，Sdz表示为湿度值，j、c、w和s分别表示为搅拌程度系数Jbxs、成分分布状态系数Cfxs、温度差Wdc和湿度值Sdz的预设比例系数，R表示为第一修正常数；

所述控制管理模块包括控制单元；

所述控制单元用于预先设置风险评估阈值F，其中风险评估阈值F包括第一评估阈值K1和第二评估阈值K2，并且所述第一评估阈值K1大于所述第二评估阈值K2，通过将所述结块风险指数Jkfx与所述风险评估阈值F进行对比分析，以获取结块等级风险结果，其中结块等级风险结果具体内容如下：

若所述结块风险指数Jkfx≤所述第二评估阈值K2时，表示为当前饲料中结块情况处于非正常状态，生产第一结果报表；

若所述第二评估阈值K2＜所述结块风险指数Jkfx≤K1时，表示为当前饲料中结块情况处于正常状态，生成第二结果报表；

若所述第一评估阈值K1＜所述结块风险指数Jkfx时，表示为当前饲料中结块情况处于正常状态，生成第三结果报表。

9.根据权利要求8所述的一种饲料自动化生产控制系统，其特征在于：所述控制管理模块还包括响应单元；

所述响应单元用于将第一结果报表、第二结果报表和第三结果报表，分别采取相应的自动控制方案，具体自动控制方案内容如下：

若为第一结果报表，此时响应单元将发出红色预警通知，提示操作人员当前的饲料中存在结块问题，控制当前饲料进入下一个环节，避免后期出现返工环节；

若为第二结果报表，此时响应单元将维持当前状态，但需加强对饲料的状态监测，以确保及时发现潜在异常情况，启动预防性维护程序，对设备进行检查和保养，以防止后续出现结块问题；

若为第三结果报表，此时响应单元将维持当前状态，加强对饲料生产过程的正常运行监测，确保生产稳定性。

10.一种饲料自动化生产控制方法，包括上述权利要求1～9任一一项所述的一种饲料自动化生产控制系统，其特征在于：包括以下步骤，

步骤一、首先原料锁定模块将建立人机交互界面，从中获取操作人员输入各个原料的成分和比例，并监测与登记各成分的密度状态；

步骤二、接着自动采集模块用于在饲料搅拌作业后，利用若干组传感器采集与记录饲料中各成分的相关分布状态数据信息，并根据所要生产饲料总量，监测采集饲料的相关搅拌情况数据信息，生成饲料数据集；

步骤三、其次成分分析模块用于利用相关分布状态数据信息，评估成分分布状态系数Cfxs，通过将所述成分分布状态系数Cfxs与预设状态阈值L进行对比分析，以判定当前饲料的搅拌是否处于合格状态；

步骤四、此外综合生产评估模块用于汇总各成分的含量，以获取总成分含量Zhlz，并根据所述总成分含量Zhlz，评估出搅拌程度系数Jbxs，并将所述搅拌程度系数Jbxs与所述成分分布状态系数Cfxs相关联，拟合计算出结块风险指数Jkfx；

步骤五、最后控制管理模块将所述结块风险指数Jkfx与所述风险评估阈值F进行对比分析，以获取结块等级风险结果，并采取相应的自动控制方案。