随着控制技术、计算机技术和仪表技术等的发展，饲料生产过程已由过去的简单控制，发展到现在的综合自动化控制，其控制设备和控制手段都取得了很大的进步。将自动化技术、计算机技术、网络通信技术和多媒体技术应用于控制系统是现代控制系统的一个发展方向，控制系统不仅具有控制功能，而且具有管理功能；不仅提供数据显示和声、光报警功能，而且提供多媒体显示和报警功能，秸秆颗粒机、秸秆压块机是压制颗粒饲料很好的选择。
对于饲料生产线的自动化技术改造，过去多集中在对重要配方的控制，而较少考虑设备运行安全参数的检测与控制，这不利于确保生产设备的安全运行。
昆明某饲料厂于20世纪90年代从意大利引进了一套全自动饲料生产线，按工艺设计要求每小时生产3t预混料和6t浓缩料。但由于配料系统精度不稳定，长期采用手动配料，这极大地影响了产品质量、加大了工人劳动强度、降低了生产能力。为此，厂里决定对浓缩配料及打包系统进行技术改造，采用A2USH PLC对该子系统进行控制，用研华工控机替代原上位机，用功能强大的工控软件CITECT作为上位开发平台，对整个生产线进行监控管理。该控制系统已投入正常生产运行。实践表明，该系统性能可靠、自动化程度高、操作方便、经济效益和社会效益显著。
2、工艺控制流程
饲料生产流程比较简单，要求的测控参数主要是开关量，采用PLC作为控制系统的控制主机，完全能满足要求，且具有很高的性价比。PLC与DCS、FCS控制主机比较，虽然在软件编写上工作量较大，但可大大节省投资。本控制系统引入计算机技术和多媒体技术，使控制系统不仅具有就地控制功能，而且具有远程监控管理功能。利用现代先进的自动化技术，对饲料生产实施自动检测、控制和管理，从而优化生产条件，达到节能降耗、提高产品质量和产量的目的，同时可减少人员投入和减轻工人劳动强度，消除人为因素对生产造成的不利影响。
3、主要控制内容
饲料生产线自动控制的目标是：在确保生产过程安全稳定运行的前提下，按照配方要求生产出各种合格的饲料产品，同时最大限度地提高设备的效率，以降低单耗。该控制系统的主要控制内容如下。
3.1饲料生产设备的联锁控制
根据生产工艺要求，饲料生产设备必须实现自动、逆序、延时和联锁控制。设备联锁控制的功能主要是开关量控制，即设备的联锁启／停和切换。为保证生产设备的安全可靠运行，避免误操作，设备联锁控制由PLC实现。生产设备设置“联锁，非联锁”两种控制方式。选择联锁控制时，设备逆序、延时启／停；选择非联锁时，每台设备完全处于由人工启／停状态，这主要针对设备调试和维修时使用。紧急状态时，可以同时全部停机。
3.2称重量的检测和控制
饲料生产的一个重要环节就是按指定配方对原料进行称量，因此，称重量的检测和控制直接关系到产品的质量。称重量由称重传感器检测，并通过变频器调节料仓螺运机的电机转速，从而实现称重量的连续可调。为了提高准确性，每个称斗装了三个称重传感器。称重量控制回路提供“自动”、“手动”控制方式。当选择“自动”控制时，控制系统自动将称重量控制在给定值，并提供给定值、输出值的限制，以保证参数控制在指定范围内，控制回路提供秤重量的上、下限报警功能；在自动控制方式下，控制回路自动作出处理。控制回路的控制方式与料仓给料设备相关联，当给料设备螺运机停机时，控制回路自动设置为“等待”控制方式，以防止停机时控制回路继续递增输出。
3.3混配料过程的自动控制
本系统具有根据指定配方，自动顺序执行配料的功能。进行配料前，首先从上位机的配方数据库中选定一种配方名称、各配方量以及该配方的执行批次传送到PLC中，然后PLC检测秤门是否关闭，若没有关闭，则不能执行配料，同时给出报警信号。在配料执行过程中，若原料仓出现缺料或下料故障时，PLC会暂停配料并给出相应的报警信息。当配料完成后，系统自动检测混合机，若混合机已经启动且其卸料门阀已经关闭，则按大小秤的顺序先后打开秤斗的卸料阀，将已经配好的饲料卸到混合机中进行混合。当混合结束后，系统又自动检测相关设备，若混合机下面的集料仓中无料、混合机后面的刮板机和提升机都正常工作、混合机前面的秤门已经关闭等，则打开混合机的卸料门阀进行卸料，然后按照事先指定的路径传送到成品仓中。混配料过程设有手动、自动两种工作方式，当选择“自动”方式时，整个混配料过程由PLC自动完成；当选择“手动”方式时，可由操作台上的操作按钮手动完成。此外，每台设备都设计了故障报警和显示功能。
3.4粉碎机、混合机电流量检测和报警
粉碎机和混合机由两台功率较大的电机驱动，其电机电流量需要在线检测，以判断设备的运行状态，并根据运行状态采取措施。粉碎机和混合机的电流都与设备的负荷有关，一般情况下，负荷量增加，设备电流量也增大。可根据电流量判断其负荷量。根据PLC记录的设备电流量，可进行历史数据的检索，以便检查设备的运行状态。当电流量过大时，进行报警显示。
3.5 配方的设定与显示
本系统的上、下位机均可设定配方，即使上位机出了问题，还可在下位机的数据设定单元( FX-30DU)进行设定，并对配方的执行情况进行监控。对秤的实际称量值，可同时在上位机、FX-30DU单元以及两个数显表上读数，十分方便准确。当PLC出现故障时，还可采用手动方式执行配方，提高了系统的可靠性和产品质量。
4、控制系统的硬件配置
在对饲料生产自动化系统进行设计选型时，应以产品的质量和能否满足要求为前提条件，然后再综合考虑技术的先进性、实用性以及使用维护的方便性等。针对饲料生产的实际情况，本着经济、实用、耐用、好用的设计思想，力求达到较高的性价比。控制系统要便于扩展和维护，便于与其它计算机联网。控制系统应设有各种权限，便于安全使用和管理。同时应解决好先进与价格的关系，确保控制系统先进的同时，实现低成本自动化。为了提高控制系统的可靠性，便于调试和维护，控制系统采用分布式控制结构( DCS)，由上位站（计算机）、下位站(PLC)、检测仪表、执行机构等组成。上位站实现对整条饲料生产线的运行监控，包括设备的运行监控、配方的修改及各种参数的设定、实时报表和统计报表的生成、软硬件报警的显示等。下位站负责控制，主要实现各种设备的运转控制、设备联锁控制、运转控制方式的切换以及工艺过程的自动调节等。本系统采用了两种不同的PLC，其中一种保留原有的GE6系列PLC，用以实现原料储存与干燥系统(RB)、原料粉碎与加油系统(MB)、硫酸盐前处理系统(SB)、预混料配料及打包系统(DPB)、维生素及微量元素前处理系统(VB)的控制；另一种是新增的A2A系列PLC，用于实现浓缩配料及打包系统的控制。下位站可以脱离上位站独立运行。检测仪表负责控制系统有关参数（如称重量、电流等）的检测，执行机构负责执行PLC的命令（控制信号）以控制有关参数。控制系统的组成结构如图2所示。控制系统主要硬件配置如下。
(l)下位站。采用A2USHCPU-S1 PLC作为下位控制主机，其组成如表1所示。
(2)上位站。采用台湾研华公司的工业控制计算机作为上位主机，其主要配置为：IPC 610机箱，PCA6001主板，40 G硬盘，256 M内存，3.5寸软驱，Philips20寸监视器，52X光驱，PS/2鼠标，104键盘。
(3)检测仪表。采用PST称重传感器检测配料量（其中1 000 kg、500 kg、100 kg各用了三个）；采用电流变送器检测电机电流；采用62个料位计分别检测各料仓的高低料位。
(4)执行仪表。采用变频器控制给料电机转速，从而控制给料量。
5、系统通信的实现
从图2可见，上位机要实现同时与两种不同类型的PLC进行通信，这本来是很容易的事情，只要正确设置通信协议并正确组态PLC与上位机进行通信的变量地址即可。但在本系统中，由于GE6系列PLC机型太老（市面上早已淘汰），而该厂又将原系统的所有资料丢失（既没有编程器，也没有梯形图），且在开发新的上位监控系统时，要求不能影响老系统的正常工作，因此，要找到老系统中的PLC通信变量地址就非常困难。最后，采用“窃听”的方式来获得这些通信变量的地址，并为此编写了相应的串行通信软件。所谓“窃听”，就是在两台通信设备之间接人一台用于窃听的计算机（简称“窃听机”），如图3所示。当两台设备进行通信时，采用“窃听”的方式即可获得这两台设备之间的实时通信数据，且不会影响两设备的正常运行。
在本系统中，通信设备A就是原来的上位机WORKMASTER，通信设备B就是GE6系列PLC，它们采用RS-232协议进行通信。由图3可见，窃听机必须具有两个串行通信接口，为了实现窃听，还需根据A、B两个通信设备所使用的通信协议制作一根专用的通信电缆。根据GE6系列PLC与原上位机的通信电缆和RS-232接口的通信方式，设计制作出能同时用于通信和窃听的专用通信电缆，其硬件连接如图4所示。根据两设备通信时所“窃听”到的数据，即可获得PLC的通信地址，从而解决了这一通信难题，实现了在同一台上位机上实现全线监控。
6、系统的上位监控功能
本系统采用CITECT作为上位监控软件的开发平台，它具有良好的开发环境、强大的PLC接口通信协议支持、实时的网络数据以及高效完整的Cicode监控语言和丰富的函数集等特点，借助此开发平台，本系统实现了以下监控功能。
(l)整条饲料生产线的运行监控，包括每台设备的运行状态显示、每个料仓的高、低料位的显示及各种故障的自动显示与报警。
(2)启动或停止设备、执行或暂停配料过程、进行传送物料路径的选择等。
(3)进行饲料配方的编辑和管理。在上位机中输入用户名和密码即可进入配方的设定页，在设定页上可选择、修改和增删各种配方，还可设定所选配方的执行批次等。
(4)实现了混合机的自动计时、配方总量、各种原料的用料量以及每种配方的实际执行批次等参数的自动统计。
(5)采集生产实时数据，并存入实时数据库，以此制作实时报表和统计报表。在实时报表页上，显示各种配方每一批的实际执行情况，即每一批配方的执行时间、各料仓的配方实际显示值；在统计报表页上，显示指定时间内的各种配方执行的总量、批次以及各料仓所用的总量等。可随时打印实时报表和统计报表。
(6)安全保护功能。本系统设计了各种各样的安全保护功能，如使用权限和关机保护等。使用权限就是为了对重要设备和重要数据进行保护，在对他们进行操作和查看时，必须要满足一定的权限级别；而关机保护则是为了防止因操作人员的误操作而使系统关机，让电脑在开机时直接运行监控系统，在退出监控系统时就直接关机，同时封锁监控系统所有页面中右上角的三个操作按钮（即最大／小化、还原和关闭）和开始按钮等。
(7)对有些变量（如混合机的工作电流信号等）提供了趋势图，从而直观地重现和记录变量的历史值，以便查阅历史数据。此外，还可随时查阅秤门门阀和电机等设备的运行情况和开启次数等。
(8)为了节约系统的通信点数，对所监控的部分数字量采用“打包”的形式进行传送，即把几个数字量用一个模拟量进行传送，然后再在接收端对该模拟量进行“解包”处理。原本要用上近600个通信点，结果只用了不到500点，从而节约了开发软件的成本。
7、结束语
本控制系统充分采用现代先进的自动化技术进行设计，实现了先进、实用、好用、耐用的设计指导思想。控制系统集多种控制方法和多种功能于一体。应用结果表明：①控制系统技术先进、质量可靠、功能强大、操作方便；②实现饲料生产的自动化控制，日产量由原来的60 t提高到130 t，达到了节能增效的目的；③采用“窃听”技术和CITECT开发平台，实现新／老PLC控制系统的整体监控，具有三维动画、语音等多媒体功能，人机界面友好，具有软／硬件报警功能，方便了解报警点和报警状态。本控制系统从质量、功能、性价比、使用效果等方面都令人满意，值得推广应用。
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