智能化豬場自動飼喂系統(tǒng)工藝與設(shè)計

鄭春芳 于桂陽

（永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南永州 425000）

智能化豬場自動飼喂系統(tǒng)工藝與設(shè)計

鄭春芳 于桂陽*

（永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南永州 425000）

隨著國內(nèi)生豬產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化集約化程度不斷提高，近年來新建豬場大多借鑒和吸收國外先進的養(yǎng)豬經(jīng)驗，采用智能化豬場自動飼喂系統(tǒng)工藝與設(shè)計。該系統(tǒng)可顯著提高母豬的生產(chǎn)性能，可使母豬年產(chǎn)斷奶仔豬數(shù)達到28頭，可使育肥豬出欄時間提前10耀15天，大幅度地降低飼養(yǎng)成本。規(guī)模養(yǎng)豬代替散戶養(yǎng)豬，智能化管理代替人工操作，這是總的趨勢。未來五年，這個趨勢將會更快。

自動飼喂；工藝與設(shè)計；規(guī)模豬場

S818.5

B

1673-4645(2017)12-0062-04

2017-10-30

鄭春芳，女，漢族，大學(xué)學(xué)歷，實驗師，主要從事畜牧獸醫(yī)專業(yè)的實踐教學(xué)

*通訊作者：于桂陽，男，漢族，博士，教授，研究方向為動物生產(chǎn)與疾病防治，E-mail：yuguiyang.2008@163.com

生豬的飼喂工藝經(jīng)歷了人工飼喂、自動飼喂階段后，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到智能自動飼喂階段，即通過計算機自動控制技術(shù)，可以根據(jù)每個個體的生長階段及生長狀況的不同而給予相應(yīng)種類和數(shù)量的飼料。據(jù)調(diào)查，在自動化母豬飼喂系統(tǒng)應(yīng)用范圍最廣的荷蘭，90%以上的豬場都能獲得良好的經(jīng)濟效益，即便在全球豬價最低迷的時候，也能保證一定的收益。智能化豬場有“母豬智能群養(yǎng)系統(tǒng)”和“肥豬自動分群飼養(yǎng)系統(tǒng)”。下面主要介紹自動飼喂系統(tǒng)的工藝與設(shè)計。

1 自動飼喂的意義

養(yǎng)豬自動飼喂系統(tǒng)其優(yōu)勢是飼養(yǎng)成本降低、母豬的繁殖能力和設(shè)備利用率提升，自動飼喂系統(tǒng)較傳統(tǒng)采用人工飼喂的生產(chǎn)方式具有以下明顯優(yōu)勢。

1.1 輕松飼喂，降低人力成本

傳統(tǒng)人工清糞與飼喂約占生產(chǎn)總勞動時間的70%，飼喂與清糞又各占一半，而且飼喂的勞動強度更大。一個身強力壯的男勞力，最大的肥豬飼養(yǎng)量在300～500頭之間，母豬不能超過50頭。改為自動飼喂后，可實現(xiàn)飼料從倉庫到料塔、再到豬舍、豬嘴的全自動控制，從而降低或不用人力來完成這一工作。使用自動飼喂系統(tǒng)的豬場，一個飼養(yǎng)員可負責500頭母豬或2 000頭育肥豬的飼喂。

1.2 精確飼喂，提高生產(chǎn)效率

母豬無論是限位飼養(yǎng)還是群養(yǎng)，均可通過調(diào)節(jié)計量裝置來控制下料量，實現(xiàn)限制飼喂。肥豬也可以實現(xiàn)自動分群飼喂。對母豬實施自動化管理可以大幅度提高母豬群體的繁殖生產(chǎn)效率，使用母豬自動飼喂系統(tǒng)后，我國母豬生產(chǎn)力在最優(yōu)化的情況下可從現(xiàn)在的16頭提高到28頭。育肥豬自動飼喂采食可提前出欄10～15天。

1.3 封閉飼喂，減少飼料污染

自動飼喂系統(tǒng)各裝置聯(lián)合作用，構(gòu)成了一套完整的封閉系統(tǒng)，實現(xiàn)了飼料從料塔到每頭豬的定時、定量的供應(yīng)[1]。可以最大限度地減少鼠害和飼喂人員與料接觸，避免了一切人為因素的干擾和其他動物的二次污染，減少疾病的交叉?zhèn)鞑ィ哂懈涌煽康陌踩浴?/p>

1.4 定時定量，減少生豬應(yīng)激

自動飼喂系統(tǒng)從送料至下料只需要十分鐘左右，自動釋放裝置同時定量下料，可以實現(xiàn)多頭豬的同時飼喂，從而避免由于采用限量飼喂、豬在饑餓狀態(tài)依次等待飼喂時煩躁的情況。同一舍內(nèi)豬群同時喂料有效地減少了豬的應(yīng)激反應(yīng)[2]。

2 自動飼喂系統(tǒng)給料設(shè)備

智能化豬自動飼喂系統(tǒng)主要由儲存裝置（儲料塔）、飼料輸送裝置（包括驅(qū)動主機、輸送料線）、釋放設(shè)備（下料器和接料裝置）和控制設(shè)備等組成[3]。自動供料系統(tǒng)的輸送料線主要有蛟龍式、鏈盤式、索盤式和塞盤式等四種料線。

2.1 料塔

料塔分三部分：上椎、下椎、料塔波形板（見圖1），板厚不低于1.2 mm。料塔材料為鍍鋅板或玻璃鋼，玻璃鋼料塔可有半透明的觀察窗。

圖1 料塔

2.2 輸料系統(tǒng)

輸料系統(tǒng)負責將料輸送到各飼喂點，由于智能化豬場各欄舍往往采用單元布局，如果用一根料線輸送，轉(zhuǎn)折很多，故障率增加，而且一旦一個位置出問題，會造成整個料線系統(tǒng)癱瘓。因此，一般會將料線輸送系統(tǒng)分成兩部分，一部分稱為輸料總線或室外料線，負責將料輸送到各飼養(yǎng)單元，一般為直線輸送，可以用絞龍，也可以用鏈盤；另一部分稱為單元內(nèi)部料線或室內(nèi)料線，負責將料輸送到各飼喂點，一般為轉(zhuǎn)折循環(huán)輸送，只能用鏈盤（見圖2）。

圖2 總線式組合輸料系統(tǒng)示意圖

輸料系統(tǒng)由下料器、輸料管、鏈盤或絞龍、轉(zhuǎn)角輪、驅(qū)動器、料位感應(yīng)器等構(gòu)成（圖3）?？偩€與單元料線之間還設(shè)有緩沖轉(zhuǎn)接斗。

圖3 輸料系統(tǒng)部件

2.3 下料裝置和喂料器

下料裝置包括下料配量器、下料三通、下料管等，負責將料落到食槽中，一般為塑料制品，限位欄下料管下部一般用鍍鋅管；下料配量器用于母豬的定時定量飼喂，容量一般為8 L，通過拉索（球式）或拉桿（翻板式）控制放料（圖4）。

圖4 下料管及下料配量器

3 自動飼喂系統(tǒng)設(shè)計工藝

利用PLC電控技術(shù)，形成一套微電腦可視智能調(diào)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對豬舍智能遠程自動化飼喂管理[4]。豬場自動飼喂系統(tǒng)由傳感器自動檢測料槽中的料位，當料槽缺位時，在微處理器控制下，啟動輸料電機，料槽開始下料；當料槽中的料加滿時，傳感器檢測到料滿狀態(tài)，輸料電機停止輸料。料倉可以裝4 000 kg飼料，由上料電機給料倉加料。當料倉缺料時，控制箱發(fā)出聲光報警，提示工人上料；當料倉料滿后，控制箱由LED指示，停止上料。自動上料系統(tǒng)可以實現(xiàn)全自動操作，降低工人的勞動強度，提高豬場的生產(chǎn)效率[5]。

3.1 固態(tài)料自動飼喂系統(tǒng)

圖5 索盤式自動送料系統(tǒng)示意圖

生豬固態(tài)料自動飼喂系統(tǒng)包括自動輸料和自動喂料兩個部分（見圖5）。自動輸料系統(tǒng)負責將指定類型飼料（干粉料或顆粒料均可）自動運送到各欄舍的飼喂點，與工廠的傳送帶相似，一般可分鏈盤式（或索盤式、塞盤式）和絞龍式自動輸料系統(tǒng)，前者配合輸料轉(zhuǎn)角輪，適合室內(nèi)折轉(zhuǎn)較多的線路供料，輸送長度可達500 m，后者適合室外直線輸送，最大長度不超過100 m。一般不建議絞龍作較長距離輸送，因為絞龍的攪動可能導(dǎo)致飼料的性狀分離，影響飼料的混合均勻度。實際應(yīng)用中以前者為主，或者兩者結(jié)合使用；而自動喂料系統(tǒng)負責控制下料方式和下料量，通過專用的喂料器，實現(xiàn)母豬的限制飼喂以及保育和育肥豬的自由采食。外部供料可以用室外料線架空輸送，也可以由飼料車輛運輸?shù)缴崆傲纤?nèi)。

3.2 液態(tài)料自動飼喂系統(tǒng)

圖6 液態(tài)料自動送料系統(tǒng)工藝過程

液態(tài)料自動飼喂技術(shù)與上述固態(tài)料飼喂相似，也用料線進行輸送，不過輸送的是已經(jīng)用水進行稀釋并攪拌均勻的液體料，因其可以流動，所以可以用泵作動力進行輸送。顯然，液態(tài)料在適口性、避免粉塵、減少飼料浪費、提高飼料利用率等方面優(yōu)于固態(tài)料，同時因為用泵作動力，料線的安裝布置更簡單靈活，輸送距離也更遠。據(jù)統(tǒng)計，液態(tài)料飼喂技術(shù)在歐洲應(yīng)用較廣，德國約占80%，荷蘭約占60%，法國約占15%，英國肉用家畜委員會屬下有25%以上的豬場應(yīng)用液態(tài)飼料飼喂；在北美和其他國家，使用較少，但也有增加趨勢。液態(tài)料料線的布置和工藝過程見圖6。

由圖6可知，液態(tài)料系統(tǒng)由2個混合罐（1個混料、1個配水）、2根總線（1根送料線、1根回水線）、每單元1根單元料線、泵和各種電控閥門構(gòu)成，每個混合罐下有高靈敏度的重量傳感器，可以對混合罐中的物料進行計量。每個循環(huán)的每次用水量和干料量由計算機系統(tǒng)根據(jù)每個單元循環(huán)中下料口豬的數(shù)量、飼料配方、飼喂曲線、料水比和日飼喂次數(shù)等參數(shù)算出，物料的計量與混合以及泵與閥門的開關(guān)也由計算機控制。每個飼喂閥門的放料量由安裝在混合罐下的重量傳感器采集重量數(shù)據(jù)，由計算機根據(jù)減少量算出并控制。由此可見液態(tài)料對料量的控制在發(fā)送端，而固態(tài)料對料量的控制在飼喂端。

液態(tài)料飼喂系統(tǒng)通過電腦準確地控制飼料生產(chǎn)與飼喂，因此能夠成功地應(yīng)用于養(yǎng)豬生產(chǎn)的各個階段。在有液態(tài)原料副產(chǎn)品（如啤酒渣、釀酒酒糟等）的地區(qū)使用，效果更好。但液態(tài)料應(yīng)用需要更高的飼養(yǎng)管理水平，且必須處理好以下問題。

3.2.1 發(fā)酵控制

適度發(fā)酵有利于消化，但如果發(fā)酵不可控則會導(dǎo)致大腸桿菌、沙門氏菌、酵母和許多其他可能的病原體增多，對動物健康不利。這是液態(tài)飼喂系統(tǒng)受到最大質(zhì)疑的地方，特別是南方常年溫度較高的地區(qū)。因此，業(yè)內(nèi)通常建議用乳酸（或者其他酸化劑）酸化至pH值為4，并用300 ppm的二氧化氯進行處理。這里應(yīng)該注意的是，每個攪拌和輸送系統(tǒng)都有特定的程序用于清潔和消毒，這些程序必須嚴格遵守執(zhí)行，以確保系統(tǒng)清潔衛(wèi)生。

3.2.2 干物質(zhì)濃度控制

液態(tài)飼喂的另一個關(guān)鍵問題是濕料中干物質(zhì)的濃度。根據(jù)經(jīng)驗，每1份干飼料應(yīng)配3份水，或者干物質(zhì)濃度為25%即可。注意有些老式的輸料系統(tǒng)不能輸送較為密集的攪拌料。

3.2.3 飼喂頻率與槽位控制

這是液態(tài)飼喂的又一個關(guān)鍵問題。每一次放料必須保證每一頭豬有充足的采食位（如每頭育肥豬需要30～33 cm）并保證吃凈，而且料槽也要有足夠的容量容納每次的放料量。

3.2.4 拒食豬輔助

主要見于保育舍中剛斷奶的仔豬，其此前不熟悉液態(tài)飼料。一旦出現(xiàn)拒食現(xiàn)象，通?？梢栽陲曃蛊骺拷喜鄣囊欢颂砑右恍└娠暳希B續(xù)添加幾天，直至豬只開始愿意進食液態(tài)料。

目前我國的養(yǎng)豬業(yè)正朝著標準化、自動化、產(chǎn)業(yè)化以及產(chǎn)業(yè)一體化的方向發(fā)展，應(yīng)加強生產(chǎn)技術(shù)和管理模式的創(chuàng)新，如積極采用流程化、自動化和標準化的生產(chǎn)工藝；選用耐用和節(jié)能環(huán)保的建筑材料；引進自動化、節(jié)能和性價比高的儀器設(shè)備等[6]。通過采用現(xiàn)代先進的設(shè)施設(shè)備和養(yǎng)殖技術(shù)，能改善生產(chǎn)條件，提高生產(chǎn)水平，增強疫病防控能力[7]。

[1]王作強.畜禽飼養(yǎng)的一場革命-干料自動飼喂系統(tǒng)[J].今日養(yǎng)豬業(yè),2009(5)：40-41.

[2]羅志斌.規(guī)?；i場干料自動飼喂系統(tǒng)淺談[J].中國動物保健,2013(8)：67-68.

[3]王瑞年.當前養(yǎng)豬業(yè)飼喂設(shè)備概述 [J].規(guī)模養(yǎng)豬,2012(12)：48-49.

[4]易烈運,羅細芽,彭安,等.基于PLC智能自動化生豬飼喂系統(tǒng)的研究設(shè)計[J].中國農(nóng)機化學(xué)報,2017,38(3)：58-60.

[5]王俊杰.自動化供料系統(tǒng)在豬場的應(yīng)用優(yōu)勢 [J].豬業(yè)觀察,2014(6)：64-68.

[6]李長青.現(xiàn)代養(yǎng)豬設(shè)備在生產(chǎn)應(yīng)用中的性能評價[J].中國豬業(yè),2013(10)：16-18.

[7]吳買生,顏靜,左曉紅,等.設(shè)施化養(yǎng)豬技術(shù)在沙子嶺豬規(guī)模養(yǎng)殖中的應(yīng)用[J].中國豬業(yè),2013(S1)：193-194.