用于禽類養殖場的飼料塔料量自動監控系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于禽類養殖場的飼料塔料量自動監控系統，包括安裝在飼料塔料倉底部的多個高精度荷重傳感器，其輸出端通過電纜與多輸入信號變送器的輸入端相連，信號變送器的輸出端通過電纜與控制儀表的輸入端相連，控制儀表內的繼電器輸出端子分別與和飼料塔連接的進料閥、出料閥的電源相連。本實用新型結構簡單，安裝方便，由于采用了高精度荷重傳感器和4～20mA的信號變送器，系統檢測料倉重量時精確度很高，而且抗干擾能力也很強；在控制儀表中通過操作面板可顯示料倉的當前重量，統計某個時間段內的進出料總量，還可查詢數月內的進出料歷史，方便養殖場精確掌握料倉儲料情況和計算飼養成本。
【專利說明】用于禽類養殖場的飼料塔料量自動監控系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及禽類養殖自動化設備【技術領域】，尤其是一種用于禽類養殖場的飼料塔料量自動監控系統。
【背景技術】
[0002]目前，國內的大中型禽類養殖場普遍采用飼料塔作為飼料的存儲裝置，飼料塔具有飼料保鮮、防潮和防污染的特點，配合自動化料線后可以實現自動化喂料。然而現有的飼料塔都沒有配備料量監控系統，只具有簡單的存儲和進出料功能，而塔內存儲的具體飼料余量和一個時間段內進出的飼料總量就只能靠操作人員憑經驗進行簡單的估算，這樣的估算結果精確度很低，不利于禽類養殖場在飼養過程中實時調控喂料量和計算飼養成本。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在于提供一種能夠顯示飼料塔的當前存料量并統計一個時間周期內進出的飼料總量，方便禽類養殖場在飼養過程中調控喂料量和計算飼養成本的用于禽類養殖場的飼料塔料量自動監控系統。
[0004]為實現上述目的，本實用新型采用了以下技術方案:一種用于禽類養殖場的飼料塔料量自動監控系統，包括安裝在飼料塔料倉底部的多個高精度荷重傳感器，其輸出端通過電纜與多輸入信號變送器的輸入端相連，信號變送器的輸出端通過電纜與控制儀表的輸入端相連，控制儀表內的繼電器輸出端子分別與和飼料塔連接的進料閥、出料閥的電源相連。
[0005]所述高精度荷重傳感器的個數為六個。
[0006]所述控制儀表的輸入輸出端分別與操作面板、存儲芯片的輸入輸出端相連，控制儀表通過其內部的RS485通信電路與主控計算機遠程通信，所述操作面板包括按鍵、高亮數碼管、高亮數碼管驅動電路。
[0007]所述高精度荷重傳感器由電阻R30、R33、R34和電阻應變片RT組成，電阻R30與電阻應變片RT串聯，電阻R33與電阻R34串聯，電阻R30的另一端與電阻R33的另一端并聯，且該并聯端與信號變送器的其一輸入端相連；電阻應變片RT的另一端與電阻R34的另一端并聯，且該并聯端與信號變送器的另一輸入端相連。
[0008]所述信號變送器包括第一、二集成運放0P07，第一、二集成運放0P07的正相輸入端接高精度荷重傳感器的輸出端，第一集成運放0P07的反相輸入端和其輸出端之間跨接電阻R79，電容C66并接在電阻R79上，第二集成運放0P07的反相輸入端和輸出端之間電阻R83，電容C69并接在電阻R83上，第一集成運放0P07的反相輸入端與第二集成運放0P07的反相輸入端之間串接電阻R80，第一、二集成運放0P07的輸出端與控制儀表的輸入端相連。
[0009]所述控制儀表包括STC12C5616單片機和AD轉換電路，所述AD轉換電路采用24位高精度AD7780芯片，其5、2、3、14、15腳分別與STC12C5616單片機的P3.1、P3.2、P3.3、P3.4、P3.5引腳相連；所述高亮數碼管采用SN30502芯片，所述高亮數碼管驅動芯片采用74HC595 芯片，其 1、2、3、4、5、6、7、15 引腳分別通過電阻 R61、R64、R66、R67、R74、R77、R78、R62與SN30502芯片的第6、4、1、3、8、9、2、7引腳相連，其12、11腳分別與STC12C5616單片機的P2.6、P2.7引腳相連，其14腳與STC12C5616單片機的P2.5引腳相連。
[0010]由上述技術方案可知，本實用新型結構簡單，安裝方便，由于采用了高精度荷重傳感器和4一20mA的多輸入信號變送器，系統檢測料倉重量時精確度很高，而且抗干擾能力也很強；在控制儀表中通過操作面板可顯示料倉的當前重量，統計某個時間段內的進出料總量，還可查詢數月內的進出料歷史，方便養殖場精確掌握料倉儲料情況和計算飼養成本。本系統不僅能用于禽類養殖場的飼料塔，而且也適用于其它類似存儲設備的儲量監控。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0012]圖2是本實用新型的電路框圖。
[0013]圖3、4分別是圖2中高精度荷重傳感器、信號變送器的電路原理圖。
[0014]圖5、6、7分別是控制儀表的AD轉換電路、高亮數碼管、高亮數碼管驅動電路的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0015]一種用于禽類養殖場的飼料塔料量自動監控系統，包括安裝在飼料塔料倉I底部的多個高精度荷重傳感器2，其輸出端通過電纜與多輸入信號變送器3的輸入端相連，信號變送器的輸出端通過電纜與控制儀表4的輸入端相連，控制儀表4內的繼電器輸出端子分別與和飼料塔連接的進料閥、出料閥的電源相連，所述高精度荷重傳感器2的個數為六個。如圖1所示。每個飼料塔料倉I需要安裝6只均勻分布在料倉下方的高精度荷重傳感器2，共同將料倉的重量輸出到多輸入信號變送器3，多輸入信號變送器3將各路稱重信號轉換電流信號輸出給控制儀表4，操作人員根據控制儀表4的顯示就能準確得知料倉內的存料情況，并可以通過操作面板上的按鍵設置自動出料和進料的上下限閾值。當料倉內的存料量不足即低于設定的下限閾值時，控制儀表4中的進料繼電器常開觸點閉合，接通進料閥電源，糧倉自動進料；當料倉的存料量高于設定的上限閾值時，控制儀表4中的進料繼電器常開觸點斷開，進料閥關閉，停止進料。
[0016]如圖2所示，所述控制儀表4的輸入輸出端分別與操作面板、存儲芯片的輸入輸出端相連，控制儀表4通過其內部的RS485通信電路與主控計算機遠程通信，所述操作面板包括按鍵、高亮數碼管、高亮數碼管驅動電路。料倉的重量通過高精度荷重傳感器2后轉換成mV級的電壓信號，這個電壓信號很微弱，容易受干擾且不易直接處理，所以要經過多輸入信號變送器3進行調理和放大后，轉換成4一20mA電流信號，再輸出給控制儀表4。控制儀表4中的精密采樣電阻將接收的4一20mA電流信號轉換成電壓信號，然后輸入到控制儀表4中的AD轉換器，轉換為數字信號后經STC12C5616單片機進行運算和處理。STC12C5616單片機根據運算結果驅動高亮數碼管顯示當前料倉重量，同時每隔一段時間將料倉的重量值存儲到大容量的存儲芯片，供操作人員日后查詢和統計飼養成本；如果料倉重量超出了上、下限閾值，STC12C5616單片機還會驅動繼電器電路，控制進出料閥開合。
[0017]如圖3所示，所述高精度荷重傳感器2由電阻R30、R33、R34和電阻應變片RT組成，電阻R30與電阻應變片RT串聯，電阻R33與電阻R34串聯，電阻R30的另一端與電阻R33的另一端并聯，且該并聯端與信號變送器的其一輸入端相連；電阻應變片RT的另一端與電阻R34的另一端并聯，且該并聯端與信號變送器的另一輸入端相連。高精度荷重傳感器2的內部結構是一個電橋結構，其中電阻R30、R33和R34是固定阻值的350歐電阻，當高精度荷重傳感器2不承受壓力時，電阻應變片RT的阻值也為350歐，因此電橋處于平衡狀態，輸出接近于O ;當高精度荷重傳感器2承受壓力時，電阻應變片RT產生形變，阻值改變，使電橋平衡被打破，輸出電壓值，高精度荷重傳感器2承受壓力越大，形變越大，阻值改變也越大，輸出電壓值也相應越大。
[0018]如圖4所示，所述多輸入信號變送器3包括第一、二集成運放0P07，第一、二集成運放0P07的正相輸入端接高精度荷重傳感器2的輸出端，第一集成運放0P07的反相輸入端和其輸出端之間跨接電阻R79，電容C66并接在電阻R79上，第二集成運放0P07的反相輸入端和輸出端之間電阻R83，電容C69并接在電阻R83上，第一集成運放0P07的反相輸入端與第二集成運放0P07的反相輸入端之間串接電阻R80，第一、二集成運放0P07的輸出端與控制儀表4的輸入端相連，也就是與下述高精度AD7780芯片的差分輸入端相連。集成運放0P07是低溫漂的精密運算放大器，非常適合用于高精度荷重傳感器2的輸出信號調理和放大，由于高精度荷重傳感器2的輸出為差分信號，所以第一、二集成運放0P07構成了減法電路，將兩個差分輸入端信號的差值進行放大，然后輸出。電阻R79和電阻R83的阻值必須一致，保證對兩個差分輸入端信號INl+和INl-的放大倍數一致，在需要的情況下，也可以適當調節電阻R79和電阻R83的大小，用以調節信號的放大倍數，但必須保證電阻R79和電阻R83的阻值相等。電容C66和電容C69可以吸收一部分放大過程中產生的噪聲信號，讓放大后的信號更加準確。
[0019]如圖5所示，所述控制儀表4包括STC12C5616單片機和AD轉換電路，所述AD轉換電路采用24位高精度AD7780芯片，其5、2、3、14、15腳分別與STC12C5616單片機的P3.1、P3.2、Ρ3.3、Ρ3.4、Ρ3.5引腳相連。24位高精度AD7780芯片的參考電壓采用LM336芯片得到2.5V的基準電壓，接在REFIN+和REFIN-引腳之間，5號GAIN引腳控制AD7780內部的程控放大器，接STC12C5616單片機的P3.1引腳，可以用高低電平控制放大倍數為I倍或128倍；2號SCLK引腳接STC12C5616單片機的P3.2引腳，為時鐘脈沖信號輸入口 ；3號DOUT引腳接STC12C5616單片機的P3.3引腳，這是數據輸入和轉換完成標志復用引腳；14號引腳為AD轉換器的復位引腳，接STC12C5616單片機的P3.4引腳，需要一個上拉電阻，保證平時AD轉換器工作時引腳為固定的高電平；15號引腳FILTER是選擇內部濾波器的引腳，接STC12C5616單片機的P3.5引腳。
[0020]如圖6、7所示，所述高亮數碼管采用SN30502芯片，所述高亮數碼管驅動芯片采用74HC595 芯片，其 1、2、3、4、5、6、7、15 引腳分別通過電阻 R61、R64、R66、R67、R74、R77、R78、R62與SN30502芯片的第6、4、1、3、8、9、2、7引腳相連，其12、11腳分別與STC12C5616單片機的P2.6、P2.7引腳相連，其14腳與STC12C5616單片機的P2.5引腳相連。
[0021]以下結合圖1至7對本實用新型作進一步的說明。
[0022]6只高精度荷重傳感器2安裝在飼料塔的料倉下方，用于檢測料倉重量；多輸入信號變送器3安裝在飼料塔的支架上，盡量距各高精度荷重傳感器2近一些；控制儀表4安裝在飼料塔外側的支架上，距地面的高度約為1.5米，便于操作人員觀察顯示值和對控制儀表4進行設置，控制儀表4內部的繼電器輸出端子通過電纜連接飼料倉的進料閥和出料閥的電源。
[0023]操作人員通過控制儀表4的操作面板上的按鍵，可以對顯示的重量進行零點校正、去除皮重和滿度校正等校準操作，讓得到的重量值更加精確。當檢測到料倉內的飼料量不足，低于存儲下限閾值時，控制儀表4上的黃色指示燈亮，控制進料閥電源的繼電器常開觸點閉合，打開進料閥；當檢測到料倉內飼料量達到存儲上限閾值時，控制儀表4上的綠色指示燈亮，控制進料閥電源的接觸器常開觸點斷開，停止進料。控制儀表4內部還配有帶掉電保存功能的大容量的存儲器芯片，可以自動記錄料倉的當前重量、進料量和出料量，通過設置時間周期，控制儀表4就可以統計某時間段內料倉進出料的總量，也能查詢數月內料倉的進出料歷史記錄，這樣就能很精確的掌握料倉存料情況和計算飼養周期內的飼料成本。
[0024]綜上所述，本實用新型結構簡單，安裝方便，由于采用了高精度荷重傳感器2和4—20mA的多輸入信號變送器3，系統檢測料倉重量時精確度很高，而且抗干擾能力也很強；在控制儀表4中通過操作面板可顯示料倉的當前重量，統計某個時間段內的進出料總量，還可查詢數月內的進出料歷史，方便養殖場精確掌握料倉儲料情況和計算飼養成本。本系統不僅能用于禽類養殖場的飼料塔，而且也適用于其它類似存儲設備的儲量監控。
【權利要求】
1.一種用于禽類養殖場的飼料塔料量自動監控系統，其特征在于:包括安裝在飼料塔料倉(I)底部的多個高精度荷重傳感器(2)，其輸出端通過電纜與多輸入信號變送器(3)的輸入端相連，信號變送器的輸出端通過電纜與控制儀表(4)的輸入端相連，控制儀表(4)內的繼電器輸出端子分別與和飼料塔連接的進料閥、出料閥的電源相連。
2.根據權利要求1所述的用于禽類養殖場的飼料塔料量自動監控系統，其特征在于:所述高精度荷重傳感器(2)的個數為六個。
3.根據權利要求1所述的用于禽類養殖場的飼料塔料量自動監控系統，其特征在于:所述控制儀表(4)的輸入輸出端分別與操作面板、存儲芯片的輸入輸出端相連,控制儀表(4)通過其內部的RS485通信電路與主控計算機遠程通信，所述操作面板包括按鍵、高亮數碼管、高亮數碼管驅動電路。
4.根據權利要求1所述的用于禽類養殖場的飼料塔料量自動監控系統，其特征在于:所述高精度荷重傳感器(2)由電阻R30、R33、R34和電阻應變片RT組成，電阻R30與電阻應變片RT串聯，電阻R33與電阻R34串聯，電阻R30的另一端與電阻R33的另一端并聯，且該并聯端與信號變送器的其一輸入端相連；電阻應變片RT的另一端與電阻R34的另一端并聯，且該并聯端與信號變送器的另一輸入端相連。
5.根據權利要求1所述的用于禽類養殖場的飼料塔料量自動監控系統，其特征在于:所述多輸入信號變送器(3)包括第一、二集成運放0P07,第一、二集成運放0P07的正相輸入端接高精度荷重傳感器(2)的輸出端，第一集成運放0P07的反相輸入端和其輸出端之間跨接電阻R79，電容C66并接在電阻R79上，第二集成運放0P07的反相輸入端和輸出端之間電阻R83，電容C69并接在電阻R83上，第一集成運放0P07的反相輸入端與第二集成運放0P07的反相輸入端之間串接電阻R80，第一、二集成運放0P07的輸出端與控制儀表(4)的輸入端相連。
6.根據權利要求3所述的用于禽類養殖場的飼料塔料量自動監控系統，其特征在于:所述控制儀表(4)包括STC12C5616單片機和AD轉換電路，所述AD轉換電路采用24位高精度 AD7780 芯片，其 5、2、3、14、15 腳分別與 STC12C5616 單片機的 P3.1、Ρ3.2、Ρ3.3、Ρ3.4、Ρ3.5引腳相連；所述高亮數碼管采用SN30502芯片，所述高亮數碼管驅動芯片采用74HC595芯片，其 1、2、3、4、5、6、7、15 引腳分別通過電阻 R61、R64、R66、R67、R74、R77、R78、R62 與SN30502芯片的第6、4、1、3、8、9、2、7引腳相連，其12,11腳分別與STC12C5616單片機的Ρ2.6、Ρ2.7引腳相連，其14腳與STC12C5616單片機的Ρ2.5引腳相連。
【文檔編號】A01K39/012GK204047566SQ201420299076
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年6月6日 優先權日:2014年6月6日
【發明者】羅少軒, 張新庭, 李媛媛, 喬愛民, 殷鎮如 申請人:蚌埠學院