基于现场总线的现代牧场配料系统设计

发布时间：2017-09-21 22:31

  本文关键词：基于现场总线的现代牧场配料系统设计

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【摘要】：随着我国奶牛养殖业在大农业中的比重不断加强,传统的奶牛喂养方法已经很难适应现代牧场规模化、集约化的养殖方式。针对牧场传统饲喂方式生产效率低,工人劳动复杂度高等不足,研究与设计一套现代牧场配料系统具有十分重要的意义。论文的主要内容如下:(1)本文首先对课题的研究背景和研究意义进行了论述,得出全混合日粮饲养工艺在牧场饲养奶牛中的重要作用,然后对配料称重技术的国内外现状进行了分析。(2)在项目要求的基础上,搭建了以称重仪表作为核心控制器配料系统组成框图。通过仪表上的测量称重数据发送到现场大屏幕来完成现场加料控制,利用以太网和现场总线技术来完成设备间的通信和管理,设计简单友好的人机界面实现对现场设备的监控,并对配料系统中的称重仪表、TMR搅拌机等部件进行了介绍和功能说明。(3)根据牧场规模的大小,组建了适用于小型牧场的通信结构以及基于现场总线Modbus协议的大型牧场多台仪表配料工况下的通信结构。随后,根据设备间通信协议的选择,对仪表中的串口、以太网和Modbus协议分别进行了说明。(4)由于牧场配料时物料下落过程中存在误差的现象,为了提高配料精度,提出了提前量的概念。首先针对该过程进行分析并建立模型,然后针对该过程提前量非线性、难以测量等问题,提出利用迭代自学习的方法对过程进行控制,最后对该过程进行仿真实验,实验结果表明该算法能够提高牧场配料过程的精度。(5)利用C++Builder 6.0软件设计开发一套配料系统监控软件,论文中主要说明了配料过程中的通信部分的设计、数据库管理部分的设计、报表打印的设计和上位机界面的设计等部分,并在随后展示了配料系统的调试过程。当前论文的研究成果已经在多地牧场得到应用。通过现场反馈的结果表明该配料系统性能稳定可靠,对提高牧场配料生产和管理具有很大的作用。
【关键词】：配料系统 现场总线 称重仪表 通信
【学位授予单位】：上海工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S823;TP273
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-20
• 1.1 课题研究背景11-14
• 1.1.1 畜牧养殖业概述11
• 1.1.2 传统奶牛饲养方法简介11-12
• 1.1.3 全混合日粮饲养技术介绍12-14
• 1.2 课题研究意义14
• 1.3 配料技术的国内外现状14-18
• 1.4 课题的提出与研究内容18-20
• 1.4.1 课题的来源18
• 1.4.2 课题的主要研究内容18-20
• 第二章 配料系统的总体设计20-32
• 2.1 项目要求20-21
• 2.2 配料系统的设计21-31
• 2.2.1 系统设计方案21-23
• 2.2.2 称重仪表23-27
• 2.2.3 搅拌机27-30
• 2.2.4 输送装置30-31
• 2.2.5 大屏幕31
• 2.3 本章小结31-32
• 第三章 系统的通信组成32-43
• 3.1 配料系统的通信原则与内容32-33
• 3.1.1 配料系统的通信原则32
• 3.1.2 配料系统的通信内容32-33
• 3.2 牧场配料系统的通信架构33-35
• 3.3 牧场配料系统的通信实现35-42
• 3.3.1 配料系统中的串口通信实现35-36
• 3.3.2 配料系统中的以太网通信实现36-38
• 3.3.3 配料系统中的现场总线通信实现38-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 配料系统算法研究及仿真43-61
• 4.1 配料系统误差来源及分析43
• 4.2 牧场配料过程数学模型的建立43-48
• 4.2.1 影响配料称重精度因素43-44
• 4.2.2 称重模型的建立44-48
• 4.3 迭代学习控制方法48-53
• 4.3.1 迭代学习和智能控制概述48-50
• 4.3.2 迭代学习控制的基本原理50-53
• 4.4 迭代学习控制在牧场配料系统中的应用53-57
• 4.4.1 牧场配料系统中的迭代学习控制策略53-55
• 4.4.2 动态配料过程的迭代自学习控制方法55-57
• 4.5 配料过程的计算机仿真57-60
• 4.6 本章小结60-61
• 第五章 系统软件设计及调试61-81
• 5.1 C++ Builder简介61-62
• 5.2 软件设计62-75
• 5.2.1 客户需求分析62-63
• 5.2.2 配料工艺流程63-64
• 5.2.3 配料系统软件设计64-75
• 5.3 配料系统的运行及调试75-79
• 5.4 本章小结79-81
• 第六章 总结与展望81-83
• 6.1 工作总结81
• 6.2 工作展望81-83
• 参考文献83-87
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果87-88
• 致谢88-89

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本文编号：897272