發(fā)布時間：2020-04-29 13:44

【摘要】：池塘養(yǎng)殖控制成本的主要方式之一是對飼料使用的控制。投喂量不足,會導致養(yǎng)殖對象生長放緩甚至停滯,影響產(chǎn)量,降低經(jīng)濟效益。而飼料的過量投喂,不僅浪費資源,而且多余的殘料會污染水體,嚴重的情況下會導致養(yǎng)殖對象的大面積死亡,造成巨大的經(jīng)濟損失。魚蝦生長所需的飼料量是隨著水溫、溶氧量、PH值等水質(zhì)參數(shù)以及生長階段不斷變化的,因此需要投餌機能夠精準地投喂養(yǎng)殖所需的飼料量�；谏鲜霰尘伴_展池塘養(yǎng)殖精準投喂量投餌機的研究,開發(fā)出能滿足池塘養(yǎng)殖精準投喂的投餌機系統(tǒng)。本文設(shè)計了投餌機的機械結(jié)構(gòu)方案,包含送料裝置、稱重裝置和拋料裝置;比較分析了現(xiàn)有顆粒物料質(zhì)量流量檢測技術(shù),選定沖量法作為本裝置的飼料質(zhì)量測量方法;進行了精準投喂系統(tǒng)的控制策略研究,利用PLC作為控制核心,編制了精準投喂程序和控制算法,滿足了投餌機精準性的要求;最后根據(jù)工程圖紙加工了實驗樣機,進行了樣機性能測試試驗以及投喂量誤差精準測定試驗。主要的研究內(nèi)容如下:(1)參照市場上成熟的投餌機結(jié)構(gòu)以及養(yǎng)殖專家經(jīng)驗等相關(guān)的文獻資料,確定本精準投喂量投餌機的基本結(jié)構(gòu)由送料裝置、稱重裝置和拋料裝置組成。其在現(xiàn)有的螺旋送料-離心拋投投餌機的基礎(chǔ)上,新增加一套精準稱重裝置。稱重裝置安裝在送料裝置和拋料裝置之間,進行實時飼料質(zhì)量的讀取;控制系統(tǒng)讀取實時的稱重信號進行累計,當所投飼料質(zhì)量達到預設(shè)投喂量時停止運行。(2)顆粒飼料在精準稱重裝置送料管筒中的氣固兩相流運動情況是影響精準投喂量投餌機投喂精度的關(guān)鍵因素,因此利用Solidworks對送料裝置進行了三維建模,用有限元仿真軟件ANSYS CFX仿真分析影響測量精度的關(guān)鍵因素,利用仿真結(jié)果對送料裝置結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,提高投餌機的投喂精度。得到如下結(jié)論:稱重裝置的測量精度受送料管筒的傾角、筒長以及在送料管筒入口處的飼料速度影響;精準投餌機送料管筒的最佳參數(shù)應(yīng)為:送料管筒傾角為38°,筒長為410mm,管筒入口處的飼料速度為0.32m/s,在這樣的參數(shù)下投餌機能獲得最好的測量精度;送料管筒入口處的飼料速度是影響測量精度的最主要因素,送料管筒安裝傾角對精度的影響次之,送料管筒筒長對精度的影響最小。(3)設(shè)計了精準投喂系統(tǒng)的控制策略。根據(jù)池塘精準投喂系統(tǒng)的投喂量由池塘水質(zhì)參數(shù)決定的特點,設(shè)計了二維模糊控制器,投餌機可以自學習以往投喂量經(jīng)驗,根據(jù)水溫和溶氧量輸入模糊控制器得到精準的投喂量。投餌機方面則利用PLC作為控制核心,當PLC收到的稱重傳感器傳遞的飼料質(zhì)量累計值達到模糊控制器輸出的投喂量值時,及時停止送料、拋料電機工作,從而實現(xiàn)投餌機的精準投喂。通過Zigbee通信模塊搭建遠程控制系統(tǒng),實現(xiàn)小距離的投餌機投喂控制。(4)為驗證精準投喂量投餌機工作性能和投喂量誤差,制造了投餌機樣機并做了相關(guān)的樣機試驗。樣機試驗包含投餌機性能測試與投喂量誤差精度測定試驗。性能測試試驗表明樣機各關(guān)鍵部件運行良好,螺旋送料器以及轉(zhuǎn)盤平穩(wěn)可靠,符合設(shè)計要求。投喂量誤差精度測定試驗以2#對蝦配合固體顆粒飼料為測量對象進行了實驗,實驗結(jié)果表明預定投喂量和實際投喂量之間誤差均控制在0.2%~1.7%范圍以內(nèi)。
【圖文】：

所設(shè)計的投餌機可實現(xiàn)精準的餌料投喂，物料傳動機構(gòu)是精心設(shè)計的螺旋送料器，控制系統(tǒng)通過控制電機的啟停實現(xiàn)單位時間固定的投喂量，達到其所謂的精準，其裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-1所示。徐志強等[16]研制了一套新型自動投飼系統(tǒng)，送料裝置采用螺旋送料器和變頻電機，以及投餌速度和投餌時間可調(diào)等技術(shù)。運用PLC作為控制器實現(xiàn)遠距離氣動投飼，其整體結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。1.儲料倉 2.電器控制 3.螺旋送料器 4.皮帶5.傳動軸 6.軸承座 7.電機 8.機架 9.支撐輪圖1-1投餌機裝置結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1-1 Schematic diagram of automatic feedingdevice

3圖1-2 自動投餌機整體結(jié)構(gòu)圖Fig.1-2 The whole structure diagram of automatic feeding machine以上研究的思路均是通過設(shè)計特殊機械結(jié)構(gòu)或?qū)﹄姎庠O(shè)備的時間設(shè)定來實現(xiàn)餌料的精確投喂，均只能對所投飼料量進行間接估算，誤差較大。為了進一步提升投喂的精準性，吳澤強等[17]研制出一種投餌機的計重投喂系統(tǒng)，其設(shè)計了一個額外的稱重平臺，能實時地對投餌機整機進行稱重，進而測得料箱內(nèi)飼料的變化量，實現(xiàn)計重投喂，，整個稱重結(jié)構(gòu)如圖1-3所示。圖1-3 稱重結(jié)構(gòu)Fig.1-3 Weighing structure胡昱等[18]研制了深水網(wǎng)箱自動送料系統(tǒng)。該系統(tǒng)設(shè)計了一種計量系統(tǒng)裝置，采用科里奧利質(zhì)量流量檢測技術(shù)，通過實時調(diào)節(jié)送料盤轉(zhuǎn)速，來控制計量給料。但由于餌料在輸送過程中會受到溫度及空氣相對濕度等的影響，導致下料困難而影響最終的測量精度。周曉林[19]針對小水體的養(yǎng)殖實驗需求
【學位授予單位】：上海海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S969.31

【參考文獻】

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10 袁媛;袁永明;賀艷輝;代云云;龔峗

本文編號：2644642