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高效率的自动化清粪工艺,是规模化牧场的长期渴求。传统的、被环保部门认可的粪污收集方式已满足不了快速发展的规模化牧场发展要求。设计出满足现代牧场发展和环保要求的清粪工艺,解决困扰大型养殖场的清粪难题,满足机械化、规模化生产需求,是养殖产业集约化、规模化、自动化发展的必要选择。本文以某养牛牧场的刮板式清粪机为研究对象,结合实际需要解决的具体问题,对分布在牧场20个牛舍的清粪系统设计集中监控系统。整个集控系统包括下位机现场控制系统和上位机集控系统,现场控制系统的设计以西门子S7-300 PLC为控制核心,采用DP通信与变频器通信方式控制现场清粪电机运行及读取变频器实时电流、输出频率和转矩等状态参数,通讯模块CP341通过485总线与支持Modbus通讯协议的电量采集模块和温湿度采集模块进行通讯采集现场控制柜电源电能参数及牛舍内的温湿度参数,采用编码盘分别测量清粪驱动设备的主动轮和从动轮转速,作为清粪机转速异常的判断依据,设计了清粪电机及现场温湿度调节设备的控制电路,可实现主要设备的自动、手动两种运行方式的切换,保证了设备控制的灵活性,对主要设备、元件进行了选型,并设计了相关PLC程序。各牛舍现场控制系统与监控中心的双向通讯通过无线通讯模块实现,无线通讯模块通过MPI协议与S7-300 PLC通讯,并通过GPRS网络(支持4G)、公网云平台、Internet与监控中心计算机进行通信实现对现场多个牛舍的集中监控。上位机监控软件采用LabVIEW平台设计,实现电机运行状态监控及远程控制,控制柜电源电参数监控,运行异常报警等。为保证北方冬季清粪电机运行的必需条件并考虑温度、湿度两种环境因素的耦合性,选用模糊控制算法对现场的温湿度调节设备进行控制,实现对牛舍温湿度的智能调节。利用LabVIEW的模糊控制器设计工具在上位机实现模糊控制算法,并设计了温湿度监控界面,监控界面可实时监控温湿度参数并能够智能调节现场温湿度,也可通过模式选择手动远程控制设备的开闭状态。集控系统的设计充分考虑了牧场清粪机运行的实际需求,能够确保清粪机可靠运行、故障及时发现、舍内温湿度调节合理,便于牧场管理人员对分布在多个牛舍的运行设备集中管理与控制,对目前集控措施相对缺乏的牧场刮板清粪控制系统的研究具有一定的借鉴意义。