一种饲料自动化生产控制系统及方法与流程

本发明涉及生产的，具体为一种饲料自动化生产控制系统及方法。

背景技术：

1、在现代工业自动化中，智能化技术的应用已成为提高生产效率和质量的关键，关于对饲料的加工生产行业带来了新的发展机遇，是农业养殖业中至关重要的一环，特别是在动物饲养业中，饲料的质量和生产效率对畜禽的生长和健康起着至关重要的作用，而在饲料生产方面则聚焦于如何通过科技手段提高饲料的质量、确保配方准确性以及优化生产过程；因此，精准的饲料生产过程成为农业现代化的关键。

2、饲料在生产的过程中难免会遇到结块的情况，这种情况可能会导致饲料搅拌不均匀，影响营养成分的均衡分布，进而影响动物的饲养效果，因此，解决饲料结块问题成为提高饲料生产质量和效率的重要环节。

3、然而，传统的饲料生产方式在面对结块问题时存在一些不足之处。现有的饲料生产过程中往往依赖人工经验，无法全面与精准地解决结块问题，使得饲料的均匀性和质量难以保障，以及无法及时判断饲料搅拌状态，容易出现结块现象。这会导致生产效率的降低，同时增加了饲料生产中的质量风险；此外传统控制方法往往难以通过人工经验来应对不同原料的变化和生产环境的波动。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种饲料自动化生产控制系统及方法，解决了上述背景技术中的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种饲料自动化生产控制系统，包括原料锁定?？?、自动采集?？?、成分分析?？?、综合生产评估?？橐约翱刂乒芾砟？?；

5、所述原料锁定?？橛糜诮⑷嘶换ソ缑?，从中获取操作人员输入各个原料的成分和比例，并监测与登记各成分的密度状态；

6、所述自动采集?？橛糜谠谒橇辖涟枳饕岛?，利用若干组传感器采集与记录饲料中各成分的相关分布状态数据信息，并根据所要生产饲料总量，监测采集饲料的相关搅拌情况数据信息，经无量纲处理后，生成饲料数据集；

7、所述成分分析?？橛糜诶孟喙胤植甲刺菪畔⒔刑卣魈崛?，以获取电阻率dzlz和涡流强度wlqd，以评估成分分布状态系数cfxs，通过将所述成分分布状态系数cfxs与预设状态阈值l进行对比分析，以判定当前饲料的搅拌是否处于合格状态；

8、所述综合生产评估?？橛糜诨阕芨鞒煞值暮?，以获取总成分含量zhlz，并根据所述总成分含量zhlz，评估出搅拌程度系数jbxs，并将所述搅拌程度系数jbxs与所述成分分布状态系数cfxs相关联，并经过无量纲处理后，拟合计算出结块风险指数jkfx，所述结块风险指数jkfx通过以下公式获?。?/p>

9、

10、式中，jbxs表示为搅拌程度系数，cfxs表示为成分分布状态系数，wdc表示为温度差，sdz表示为湿度值，j、c、w和s分别表示为搅拌程度系数jbxs、成分分布状态系数cfxs、温度差wdc和湿度值sdz的预设比例系数，其中0.23≤j≤0.34，0.18≤c≤0.41，0.05≤w≤0.10，0.10≤s≤0.15，且0.60≤j+c+w+s≤1.0，r表示为第一修正常数；

11、所述控制管理?？橛糜谠は壬柚梅缦掌拦楞兄礷，并通过将所述结块风险指数jkfx与所述风险评估阈值f进行对比分析，以获取结块等级风险结果，并依据结块等级风险结果，采取相应的自动控制方案。

12、优选的，所述原料锁定?？榘ǔ煞中畔⒌ピ统煞只阕艿ピ?；

13、所述成分信息单元用于存储和记录饲料中每个原料成分的详细信息，包括名称、产地、含量以及密度，识别和追踪每个原料的属性；

14、所述成分汇总单元用于汇总和统计饲料中所有原料成分的总体信息，包括各成分含量总和含量、各成分湿度以及各成分密度值，并标记为第一成分密度值cfmd1、第二成分密度值cfmd2、...、第n成分密度值cfmdn，汇总形式包括生成报告、提供生产统计以及辅助配方调整。

15、优选的，所述自动采集?？榘ǚ植际莸ピ徒涟枋莸ピ?；

16、所述饲料数据集包括相关分布状态数据信息和相关搅拌情况数据信息；

17、所述分布数据单元用于采集饲料中各成分的相关分布状态数据信息，其中包括电阻率dzlz、涡流强度wlqd、离心力值lxlz、第一成分密度值cfmd1、第二成分密度值cfmd2、...、第n成分密度值cfmdn以及对流情况，其中将所述第一成分密度值cfmd1、所述第二成分密度值cfmd2、...、所述第n成分密度值cfmdn进行统计求均值，以获取各成分密度值之和的平均值

18、所述搅拌数据单元用于采集饲料在搅拌过程中的相关搅拌情况数据信息，其中包括饲料搅拌设备中搅拌器间距jqjj、搅拌时长jscz、搅拌速度jsdz、搅拌器数量、搅拌器角度以及搅拌器离搅拌筒内壁的距离。

19、优选的，所述成分分析?？榘ǖ谝环治龅ピ?、第二分析单元和评估单元；

20、所述第一分析单元用于根据成分种数cfzs和各成分密度值，综合分析获取密度标准差值mdcz，所述密度标准差值mdcz通过以下公式获?。?/p>

21、

22、cfmdi表示为第i成分密度值，表示为各成分密度值之和的平均值，n表示为饲料中原料成分的数量。

23、优选的，所述第二分析单元用于将所述电阻率dzlz与所述涡流强度wlqd相关联，并经过无量纲处理后，获取成分分布状态系数cfxs，所述成分分布状态系数cfxs通过以下公式获?。?/p>

24、

25、式中，lxlz表示为离心力值，f1、f2、f3和f4分别表示为电阻率dzlz、涡流强度wlqd、离心力值lxlz和密度标准差值mdcz的预设比例系数，其中0.11≤f1≤0.21，0.16≤f2≤0.20，0.07≤f3≤0.15，0.10≤f4≤0.44，且0.50≤f1+f2+f3+f4≤1.0，b表示为第二修正常数。

26、优选的，所述评估单元用于预先设置状态阈值l，将所述成分分布状态系数cfxs与所述状态阈值l进行对比分析，以判定当前饲料的搅拌是否处于合格状态；

27、若所述成分分布状态系数cfxs高于或等于所述状态阈值l时，即cfxs≥l时，表示为当前饲料的搅拌处于合格状态；

28、若所述成分分布状态系数cfxs低于所述状态阈值l时，即cfxs＜l时，表示为当前饲料的搅拌处于不合格状态。

29、优选的，将所述总成分含量zhlz与所述搅拌器间距jqjj相关联，并经过无量纲处理后，获取搅拌程度系数jbxs，所述搅拌程度系数jbxs通过以下公式获?。?/p>

30、

31、式中，jscz表示为搅拌时长，jsdz表示为搅拌速度，a1、a2、a3和a4分别表示为总成分含量zhlz、搅拌器间距jqjj、搅拌时长jscz和搅拌速度jsdz的预设比例系数，其中0.20≤a1≤0.52，0.04≤a2≤0.16，0.10≤a3≤0.22，0.05≤a4≤0.10，且0.45≤a1+a2+a3+a4≤1.0，c表示为第三修正常数。

32、优选的，所述控制管理?？榘刂频ピ?；

33、所述控制单元用于预先设置风险评估阈值f，其中风险评估阈值f包括第一评估阈值k1和第二评估阈值k2，并且所述第一评估阈值k1大于所述第二评估阈值k2，通过将所述结块风险指数jkfx与所述风险评估阈值f进行对比分析，以获取结块等级风险结果，其中结块等级风险结果具体内容如下：

34、若所述结块风险指数jkfx≤所述第二评估阈值k2时，表示为当前饲料中结块情况处于非正常状态，生产第一结果报表；

35、若所述第二评估阈值k2＜所述结块风险指数jkfx≤k1时，表示为当前饲料中结块情况处于正常状态，生成第二结果报表；

36、若所述第一评估阈值k1＜所述结块风险指数jkfx时，表示为当前饲料中结块情况处于正常状态，生成第三结果报表。

37、优选的，所述控制管理?？榛拱ㄏ煊Φピ?；

38、所述响应单元用于将第一结果报表、第二结果报表和第三结果报表，分别采取相应的自动控制方案，具体自动控制方案内容如下：

39、若为第一结果报表，此时响应单元将发出红色预警通知，提示操作人员当前的饲料中存在结块问题，控制当前饲料进入下一个环节，避免后期出现返工环节；

40、若为第二结果报表，此时响应单元将维持当前状态，但需加强对饲料的状态监测，以确保及时发现潜在异常情况，启动预防性维护程序，对设备进行检查和保养，以防止后续出现结块问题；

41、若为第三结果报表，此时响应单元将维持当前状态，加强对饲料生产过程的正常运行监测，确保生产稳定性。

42、一种饲料自动化生产控制方法，包括以下步骤，

43、步骤一、首先原料锁定?？榻⑷嘶换ソ缑?，从中获取操作人员输入各个原料的成分和比例，并监测与登记各成分的密度状态；

44、步骤二、接着自动采集?？橛糜谠谒橇辖涟枳饕岛?，利用若干组传感器采集与记录饲料中各成分的相关分布状态数据信息，并根据所要生产饲料总量，监测采集饲料的相关搅拌情况数据信息，生成饲料数据集；

45、步骤三、其次成分分析?？橛糜诶孟喙胤植甲刺菪畔?，评估成分分布状态系数cfxs，通过将所述成分分布状态系数cfxs与预设状态阈值l进行对比分析，以判定当前饲料的搅拌是否处于合格状态；

46、步骤四、此外综合生产评估?？橛糜诨阕芨鞒煞值暮?，以获取总成分含量zhlz，并根据所述总成分含量zhlz，评估出搅拌程度系数jbxs，并将所述搅拌程度系数jbxs与所述成分分布状态系数cfxs相关联，拟合计算出结块风险指数jkfx；

47、步骤五、最后控制管理?？榻鼋峥榉缦罩甘齤kfx与所述风险评估阈值f进行对比分析，以获取结块等级风险结果，并采取相应的自动控制方案。

48、(三)有益效果

49、本发明提供了一种饲料自动化生产控制系统及方法，具备以下有益效果：

50、(1)该系统首先通过成分分析?？槔玫缱杪蔰zlz和涡流强度wlqd等特征参数，精准评估成分分布状态，确保饲料搅拌达到合格状态，有助于保障饲料的均匀性，提升动物饲养效果。综合生产评估?？橥ü峥榉缦罩甘齤kfx对搅拌程度系数jbxs和成分分布状态系数cfxs等因素进行综合考量，实现了对结块风险的实时评估，从而降低了饲料生产中的结块风险，提高了饲料的稳定性。通过风险评估阈值f与结块风险指数jkfx对比，实现了对结块等级风险的准确判断，并能够自动采取相应的控制方案，及时应对潜在问题，提高了生产的自动化程度和安全性。系统通过建立人机交互界面，操作人员可以方便地输入原料成分和比例，但在自动采集、分析和评估阶段减少了对人工的依赖，减轻了操作人员的负担，提高了生产的智能化水平。总之，该系统与现有技术相比，抛弃了靠人工经验来判定当前饲料的合格状态，通过多维度采集相关参数，综合化和客观化的判定结块状态，以便确定饲料的合格性，为农业养殖业带来了新的发展机遇，为畜禽养殖提供更可靠的饲养基础，有助于推动整个行业向更现代化的方向发展。

51、(2)通过搅拌程度系数jbxs，该系数综合考虑了总成分含量zhlz、搅拌器间距jqjj、搅拌时长jscz和搅拌速度jsdz等多个因素，使得搅拌程度得以量化评估，有助于对搅拌过程的全面掌控，提高了对搅拌程度的精准度量，为生产过程提供了科学的依据，使得搅拌参数能够更好地协同工作，优化饲料的搅拌效果，同时，有助于更好地控制搅拌过程，减少了不必要的浪费，提高了生产效率。

52、(3)根据不同的结块等级风险结果采取相应的自动控制方案，通过智能响应和及时的人工介入，系统可以在保障饲料生产质量的前提下，最大限度地减少不正常状态的持续时间，降低生产风险，提高生产效率。