CN204047566U - 用于禽类养殖场的饲料塔料量自动监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于禽类养殖场的饲料塔料量自动监控系统，包括安装在饲料塔料仓底部的多个高精度荷重传感器，其输出端通过电缆与多输入信号变送器的输入端相连，信号变送器的输出端通过电缆与控制仪表的输入端相连，控制仪表内的继电器输出端子分别与和饲料塔连接的进料阀、出料阀的电源相连。本实用新型结构简单，安装方便，由于采用了高精度荷重传感器和4～20mA的信号变送器，系统检测料仓重量时精确度很高，而且抗干扰能力也很强；在控制仪表中通过操作面板可显示料仓的当前重量，统计某个时间段内的进出料总量，还可查询数月内的进出料历史，方便养殖场精确掌握料仓储料情况和计算饲养成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及禽类养殖自动化设备技术领域，尤其是一种用于禽类养殖场的饲料塔料量自动监控系统。
背景技术
目前，国内的大中型禽类养殖场普遍采用饲料塔作为饲料的存储装置，饲料塔具有饲料保鲜、防潮和防污染的特点，配合自动化料线后可以实现自动化喂料。然而现有的饲料塔都没有配备料量监控系统，只具有简单的存储和进出料功能，而塔内存储的具体饲料余量和一个时间段内进出的饲料总量就只能靠操作人员凭经验进行简单的估算，这样的估算结果精确度很低，不利于禽类养殖场在饲养过程中实时调控喂料量和计算饲养成本。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种能够显示饲料塔的当前存料量并统计一个时间周期内进出的饲料总量，方便禽类养殖场在饲养过程中调控喂料量和计算饲养成本的用于禽类养殖场的饲料塔料量自动监控系统。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种用于禽类养殖场的饲料塔料量自动监控系统，包括安装在饲料塔料仓底部的多个高精度荷重传感器，其输出端通过电缆与多输入信号变送器的输入端相连，信号变送器的输出端通过电缆与控制仪表的输入端相连，控制仪表内的继电器输出端子分别与和饲料塔连接的进料阀、出料阀的电源相连。
所述高精度荷重传感器的个数为六个。
所述控制仪表的输入输出端分别与操作面板、存储芯片的输入输出端相连，控制仪表通过其内部的RS485通信电路与主控计算机远程通信，所述操作面板包括按键、高亮数码管、高亮数码管驱动电路。
所述高精度荷重传感器由电阻R30、R33、R34和电阻应变片RT组成，电阻R30与电阻应变片RT串联，电阻R33与电阻R34串联，电阻R30的另一端与电阻R33的另一端并联，且该并联端与信号变送器的其一输入端相连；电阻应变片RT的另一端与电阻R34的另一端并联，且该并联端与信号变送器的另一输入端相连。
所述信号变送器包括第一、二集成运放OP07，第一、二集成运放OP07的正相输入端接高精度荷重传感器的输出端，第一集成运放OP07的反相输入端和其输出端之间跨接电阻R79，电容C66并接在电阻R79上，第二集成运放OP07的反相输入端和输出端之间电阻R83，电容C69并接在电阻R83上，第一集成运放OP07的反相输入端与第二集成运放OP07的反相输入端之间串接电阻R80，第一、二集成运放OP07的输出端与控制仪表的输入端相连。
所述控制仪表包括STC12C5616单片机和AD转换电路，所述AD转换电路采用24位高精度AD7780芯片，其5、2、3、14、15脚分别与STC12C5616单片机的P3.1、P3.2、P3.3、P3.4、P3.5引脚相连；所述高亮数码管采用SN30502芯片，所述高亮数码管驱动芯片采用74HC595芯片，其1、2、3、4、5、6、7、15引脚分别通过电阻R61、R64、R66、R67、R74、R77、R78、R62与SN30502芯片的第6、4、1、3、8、9、2、7引脚相连，其12、11脚分别与STC12C5616单片机的P2.6、P2.7引脚相连，其14脚与STC12C5616单片机的P2.5引脚相连。
由上述技术方案可知，本实用新型结构简单，安装方便，由于采用了高精度荷重传感器和4—20mA的多输入信号变送器，系统检测料仓重量时精确度很高，而且抗干扰能力也很强；在控制仪表中通过操作面板可显示料仓的当前重量，统计某个时间段内的进出料总量，还可查询数月内的进出料历史，方便养殖场精确掌握料仓储料情况和计算饲养成本。本系统不仅能用于禽类养殖场的饲料塔，而且也适用于其它类似存储设备的储量监控。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的电路框图。
图3、4分别是图2中高精度荷重传感器、信号变送器的电路原理图。
图5、6、7分别是控制仪表的AD转换电路、高亮数码管、高亮数码管驱动电路的电路原理图。
具体实施方式
一种用于禽类养殖场的饲料塔料量自动监控系统，包括安装在饲料塔料仓1底部的多个高精度荷重传感器2，其输出端通过电缆与多输入信号变送器3的输入端相连，信号变送器的输出端通过电缆与控制仪表4的输入端相连，控制仪表4内的继电器输出端子分别与和饲料塔连接的进料阀、出料阀的电源相连，所述高精度荷重传感器2的个数为六个。如图1所示。每个饲料塔料仓1需要安装6只均匀分布在料仓下方的高精度荷重传感器2，共同将料仓的重量输出到多输入信号变送器3，多输入信号变送器3将各路称重信号转换电流信号输出给控制仪表4，操作人员根据控制仪表4的显示就能准确得知料仓内的存料情况，并可以通过操作面板上的按键设置自动出料和进料的上下限阈值。当料仓内的存料量不足即低于设定的下限阈值时，控制仪表4中的进料继电器常开触点闭合，接通进料阀电源，粮仓自动进料；当料仓的存料量高于设定的上限阈值时，控制仪表4中的进料继电器常开触点断开，进料阀关闭，停止进料。
如图2所示，所述控制仪表4的输入输出端分别与操作面板、存储芯片的输入输出端相连，控制仪表4通过其内部的RS485通信电路与主控计算机远程通信，所述操作面板包括按键、高亮数码管、高亮数码管驱动电路。料仓的重量通过高精度荷重传感器2后转换成mV级的电压信号，这个电压信号很微弱，容易受干扰且不易直接处理，所以要经过多输入信号变送器3进行调理和放大后，转换成4—20mA电流信号，再输出给控制仪表4。控制仪表4中的精密采样电阻将接收的4—20mA电流信号转换成电压信号，然后输入到控制仪表4中的AD转换器，转换为数字信号后经STC12C5616单片机进行运算和处理。STC12C5616单片机根据运算结果驱动高亮数码管显示当前料仓重量，同时每隔一段时间将料仓的重量值存储到大容量的存储芯片，供操作人员日后查询和统计饲养成本；如果料仓重量超出了上、下限阈值，STC12C5616单片机还会驱动继电器电路，控制进出料阀开合。
如图3所示，所述高精度荷重传感器2由电阻R30、R33、R34和电阻应变片RT组成，电阻R30与电阻应变片RT串联，电阻R33与电阻R34串联，电阻R30的另一端与电阻R33的另一端并联，且该并联端与信号变送器的其一输入端相连；电阻应变片RT的另一端与电阻R34的另一端并联，且该并联端与信号变送器的另一输入端相连。高精度荷重传感器2的内部结构是一个电桥结构，其中电阻R30、R33和R34是固定阻值的350欧电阻，当高精度荷重传感器2不承受压力时，电阻应变片RT的阻值也为350欧，因此电桥处于平衡状态，输出接近于0；当高精度荷重传感器2承受压力时，电阻应变片RT产生形变，阻值改变，使电桥平衡被打破，输出电压值，高精度荷重传感器2承受压力越大，形变越大，阻值改变也越大，输出电压值也相应越大。
如图4所示，所述多输入信号变送器3包括第一、二集成运放OP07，第一、二集成运放OP07的正相输入端接高精度荷重传感器2的输出端，第一集成运放OP07的反相输入端和其输出端之间跨接电阻R79，电容C66并接在电阻R79上，第二集成运放OP07的反相输入端和输出端之间电阻R83，电容C69并接在电阻R83上，第一集成运放OP07的反相输入端与第二集成运放OP07的反相输入端之间串接电阻R80，第一、二集成运放OP07的输出端与控制仪表4的输入端相连，也就是与下述高精度AD7780芯片的差分输入端相连。集成运放OP07是低温漂的精密运算放大器，非常适合用于高精度荷重传感器2的输出信号调理和放大，由于高精度荷重传感器2的输出为差分信号，所以第一、二集成运放OP07构成了减法电路，将两个差分输入端信号的差值进行放大，然后输出。电阻R79和电阻R83的阻值必须一致，保证对两个差分输入端信号IN1+和IN1-的放大倍数一致，在需要的情况下，也可以适当调节电阻R79和电阻R83的大小，用以调节信号的放大倍数，但必须保证电阻R79和电阻R83的阻值相等。电容C66和电容C69可以吸收一部分放大过程中产生的噪声信号，让放大后的信号更加准确。
如图5所示，所述控制仪表4包括STC12C5616单片机和AD转换电路，所述AD转换电路采用24位高精度AD7780芯片，其5、2、3、14、15脚分别与STC12C5616单片机的P3.1、P3.2、P3.3、P3.4、P3.5引脚相连。24位高精度AD7780芯片的参考电压采用LM336芯片得到2.5V的基准电压，接在REFIN+和REFIN-引脚之间，5号GAIN引脚控制AD7780内部的程控放大器，接STC12C5616单片机的P3.1引脚，可以用高低电平控制放大倍数为1倍或128倍；2号SCLK引脚接STC12C5616单片机的P3.2引脚，为时钟脉冲信号输入口；3号DOUT引脚接STC12C5616单片机的P3.3引脚，这是数据输入和转换完成标志复用引脚；14号引脚为AD转换器的复位引脚，接STC12C5616单片机的P3.4引脚，需要一个上拉电阻，保证平时AD转换器工作时引脚为固定的高电平；15号引脚FILTER是选择内部滤波器的引脚，接STC12C5616单片机的P3.5引脚。
如图6、7所示，所述高亮数码管采用SN30502芯片，所述高亮数码管驱动芯片采用74HC595芯片，其1、2、3、4、5、6、7、15引脚分别通过电阻R61、R64、R66、R67、R74、R77、R78、R62与SN30502芯片的第6、4、1、3、8、9、2、7引脚相连，其12、11脚分别与STC12C5616单片机的P2.6、P2.7引脚相连，其14脚与STC12C5616单片机的P2.5引脚相连。
以下结合图1至7对本实用新型作进一步的说明。
6只高精度荷重传感器2安装在饲料塔的料仓下方，用于检测料仓重量；多输入信号变送器3安装在饲料塔的支架上，尽量距各高精度荷重传感器2近一些；控制仪表4安装在饲料塔外侧的支架上，距地面的高度约为1.5米，便于操作人员观察显示值和对控制仪表4进行设置，控制仪表4内部的继电器输出端子通过电缆连接饲料仓的进料阀和出料阀的电源。
操作人员通过控制仪表4的操作面板上的按键，可以对显示的重量进行零点校正、去除皮重和满度校正等校准操作，让得到的重量值更加精确。当检测到料仓内的饲料量不足，低于存储下限阈值时，控制仪表4上的黄色指示灯亮，控制进料阀电源的继电器常开触点闭合，打开进料阀；当检测到料仓内饲料量达到存储上限阈值时，控制仪表4上的绿色指示灯亮，控制进料阀电源的接触器常开触点断开，停止进料。控制仪表4内部还配有带掉电保存功能的大容量的存储器芯片，可以自动记录料仓的当前重量、进料量和出料量，通过设置时间周期，控制仪表4就可以统计某时间段内料仓进出料的总量，也能查询数月内料仓的进出料历史记录，这样就能很精确的掌握料仓存料情况和计算饲养周期内的饲料成本。
综上所述，本实用新型结构简单，安装方便，由于采用了高精度荷重传感器2和4—20mA的多输入信号变送器3，系统检测料仓重量时精确度很高，而且抗干扰能力也很强；在控制仪表4中通过操作面板可显示料仓的当前重量，统计某个时间段内的进出料总量，还可查询数月内的进出料历史，方便养殖场精确掌握料仓储料情况和计算饲养成本。本系统不仅能用于禽类养殖场的饲料塔，而且也适用于其它类似存储设备的储量监控。
Claims (6)
1.一种用于禽类养殖场的饲料塔料量自动监控系统，其特征在于：包括安装在饲料塔料仓（1）底部的多个高精度荷重传感器（2），其输出端通过电缆与多输入信号变送器（3）的输入端相连，信号变送器的输出端通过电缆与控制仪表（4）的输入端相连，控制仪表（4）内的继电器输出端子分别与和饲料塔连接的进料阀、出料阀的电源相连。
2.根据权利要求1所述的用于禽类养殖场的饲料塔料量自动监控系统，其特征在于：所述高精度荷重传感器（2）的个数为六个。
3.根据权利要求1所述的用于禽类养殖场的饲料塔料量自动监控系统，其特征在于：所述控制仪表（4）的输入输出端分别与操作面板、存储芯片的输入输出端相连，控制仪表（4）通过其内部的RS485通信电路与主控计算机远程通信，所述操作面板包括按键、高亮数码管、高亮数码管驱动电路。
4.根据权利要求1所述的用于禽类养殖场的饲料塔料量自动监控系统，其特征在于：所述高精度荷重传感器（2）由电阻R30、R33、R34和电阻应变片RT组成，电阻R30与电阻应变片RT串联，电阻R33与电阻R34串联，电阻R30的另一端与电阻R33的另一端并联，且该并联端与信号变送器的其一输入端相连；电阻应变片RT的另一端与电阻R34的另一端并联，且该并联端与信号变送器的另一输入端相连。
5.根据权利要求1所述的用于禽类养殖场的饲料塔料量自动监控系统，其特征在于：所述多输入信号变送器（3）包括第一、二集成运放OP07，第一、二集成运放OP07的正相输入端接高精度荷重传感器（2）的输出端，第一集成运放OP07的反相输入端和其输出端之间跨接电阻R79，电容C66并接在电阻R79上，第二集成运放OP07的反相输入端和输出端之间电阻R83，电容C69并接在电阻R83上，第一集成运放OP07的反相输入端与第二集成运放OP07的反相输入端之间串接电阻R80，第一、二集成运放OP07的输出端与控制仪表（4）的输入端相连。
6.根据权利要求3所述的用于禽类养殖场的饲料塔料量自动监控系统，其特征在于：所述控制仪表（4）包括STC12C5616单片机和AD转换电路，所述AD转换电路采用24位高精度AD7780芯片，其5、2、3、14、15脚分别与STC12C5616单片机的P3.1、P3.2、P3.3、P3.4、P3.5引脚相连；所述高亮数码管采用SN30502芯片，所述高亮数码管驱动芯片采用74HC595芯片，其1、2、3、4、5、6、7、15引脚分别通过电阻R61、R64、R66、R67、R74、R77、R78、R62与SN30502芯片的第6、4、1、3、8、9、2、7引脚相连，其12、11脚分别与STC12C5616单片机的P2.6、P2.7引脚相连，其14脚与STC12C5616单片机的P2.5引脚相连。
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| CN112181032A (zh) * | 2020-10-21 | 2021-01-05 | 成都小巨人畜牧设备有限公司 | 一种智能牧场环境控制系统 |
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