
科技日新月异 , 自从德国制定工业 4.0 新纪元以来,全球各个领域都掀起智慧科技的风潮,如 :“智慧工厂”、“智慧建筑”等 ;近年来在养殖智慧科技应用,丹麦率先开启,只因其人口稀少且高度仰赖出口,所以科技应用于养殖业被丹麦极力地开发应用。大陆近几年也掀起智慧科技养猪风潮,如:“阿里云智能养猪”等 ;台湾近年来提倡产业升级,本篇将为您介绍在养猪厂如何运用新科技。
本案例与学术单位合作,系统可远程监视猪舍内环境,控制投喂、通风等环境,分析对猪群的影响并建立模型,达成智慧科技饲养及提升猪舍环境。
系统架构
本系统主要采用以太网通讯,并由“机构控制”和“感测器控制”构成。“机构控制”是采用目前最热门的 EtherCAT( Ethernet for Control Automation Technology) 通讯架构,使用泓格自行研发的 EtherCAT Master 主端控制卡 ( 型号: ECAT-M801)编辑控制程序去控制马达的运转,带动机构上的滑台移动; “感测器控制”主要使用SCADA 软 件 (InduSoft),有中央监控主机通过 ModbusTCP 通讯协议读取所有感测器模块,本系统的感测器模块皆采用以太网络通讯并支持 PoE 供电。
机构利用伺服马达,并通过钢索拉动运行于轨道上的滑台进行移动。 本机构的轨道约 15 米长,在养猪厂里横跨3 个栏位。中央监控主机透过EtherCAT 通讯架构控制伺服马达的运转,对马达的速度及位置进行精准的控制,让机构的滑台移动并停留在指定的位置,实现定点侦测感测器模块。
本系统主要做学术研究之用,故建置2组机构 ( 实验组与对照组 ),并横跨猪舍内3个栏位。使用者透过控制程序设计参数,即设计滑台在3个栏位的停留位置、停留时间、移动速度等,系统会不间断地自动循环24 小时。
本系统主要进行数据收集,使用者在中央监控软件界面上操作,中央监控软件用 InduSoft 开发。由于机构的马达是用EtherCAT 通讯协议,而目前 InduSoft 并不支持,故辅以编辑一个马达控制程序,再由 InduSoft 控制其ModbusTCP 指令,间接实现中央监控软件对机构的控制; 感测器部分则全部支持 ModbusTCP 通讯协议

图一 现场机构图

图二 现场平面配置图

图三 系统架构图

图四 通讯单元流程图

图五 系统单元
中央监控主机操作界面

结论
运用智慧科技来养猪、养鸡已成为未来的趋势,本系统不同于其他的智慧养殖系统, 大部分的智慧养殖系统都是在农场建设初期着手设计,并于初期搭建完工后就开始做建置。而我们这个系统是直接在传统猪舍里着手设计,并因地制宜来进行实用的改造,因此本系统可最便捷最优化的应用于传统人工养殖现场。
本系统主要通讯产品皆由泓格科技自主研发制造,包括:马达控制卡、中央控制系统软件、感测器模块等。
泓格有业界最齐全的物联网通讯产品组合,再结合多年来的应用案例,实现许许多多的系统整合商达成各种智慧化应用需求。