我国养猪生产的模式已经由农户散养模式过渡至工厂化规模养猪模式为主[1-3]。猪场饲料输送系统在养殖中应用越来越普遍。随着单个猪场的规模不断扩大和楼房养猪模式的出现，猪场内饲养单元化的趋势日益明显。应降本增效的要求，饲喂方式也更加精细化，饲料种类更加多样化，使饲料输送系统更复杂，且输送距离更远，多级饲料输送方式逐渐得到认可[4-6]。但在实际生产中，多级饲料输送系统常常会因回料问题而出现系统运行故障，从而影响猪场正常饲喂[7-8]。本文针对猪场内料塔到猪舍内的送料过程，基于索盘式喂料机组成的多级饲料输送系统进行论述，分析猪舍回料对饲料输送系统的影响以及相应采用的技术措施，避免饲料输送过程可能出现回料或堵料问题，对其他结构的送料机组合的饲料输送系统也具有一定参考价值。1多级饲料输送系统选配分析在规模化养猪场中，由若干送料机组成的多级饲料输送系统的应用较多[9-11]。猪场常用送料机技术参数见表1。在猪场设备规划设计与选型布置时，应根据猪舍的结构布局特点，充分考虑各种因素，如饲料贮料仓的位置、饲料种类、日输送料量、输送方式、输送能力、输送长度等[12-15]，合理选择送料机类型和规格，匹配合理的饲料输送级数，考虑设备投入和运行成本。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.13.028.T001表1猪场常用送料机技术参数送料机种类管外径/mm生产率/(kg/h)输送长度/m索盘式601 2003001024 000300螺旋弹簧式751 00070902 500601103 200601.1选型及匹配1.1.1送料机选型第一，送料机必须满足猪舍饲养猪每天喂养的饲料量[16]。第二，根据不同送料机的输送特点、输送能力，在满足送料量的前提下，建议送料机每天工作时间尽量控制在8 h内[17-19]。为避免长时间连续运行引起运动部件摩擦产生热量累积，应做到每次开机间歇运行，每运行2 h，停机30 min。1.1.2存料天数与料塔选型存料天数一般为3~7 d，具体应根据猪的生长阶段并考虑猪场所在地的天气条件，以最大日采食量为指标，结合饲料品类，分别计算每天所需消耗的饲料量，确定存料天数[20-23]。结合料塔的规格系列选择配套设备，可采用一个或多个料塔串联组合[24-25]。育肥猪的饲料消耗量随着生长周期变化，且增加幅度较大，宜以生长周期的最大消耗饲料量计算存料天数，大部分存料天数均要高于根据最大采食量所确定的存料天数。因此，可以通过投入料塔的饲料量调节存料天数。1.2输送距离与级数猪舍料塔的设置受猪场防疫要求和实际场地、猪舍长度及单元数的影响[26]。考虑料塔与猪舍的距离及舍内送料长度，在超出送料机输送长度的情况下，需要采用多级饲料输送才能将饲料送达猪舍内的喂料装置。1.3其他因素考虑设备投入、运行成本和操作方便性，在满足猪场饲喂需求的前提下，应选择最适合的饲料输送级数，否则饲料输送级数多、消化的能耗大、控制较复杂，并且可能出现回料或堵料情况[27-29]。2多级饲料输送系统的常用类型及原理2.1常用的送料机类型猪场常用的送料机类型主要为索盘式和螺旋弹簧式[30]，采用相同或不同种类的送料机进行组合，形成多级饲料输送系统。2.2多级饲料输送组合多级饲料输送系统是由主送料机与副送料机并联组合的复杂饲料输送组合。主送料机可以是1台或多台进行串联或并联。副送料机可以1台或N台与主送料机转接。多级饲料输送设计布置的级数由结构、输送长度及送料要求而定。从料塔将饲料送至猪舍的送料机称为主送料机。因输送长度过长，可以通过多条料送料机串联驳接，形成多级主送料机，也可以根据猪舍喂料的种类，由多台送料机并联并行，分别从不同料塔输送不同种类的饲料[31-33]。从主送料机的转接料斗将饲料送至猪舍内的送料机称为副送料机。副送料机的数量由实际采用的送料机类型、猪舍结构及饲养要求而定。2.2.1单一种类饲料输送组合单一种类饲料输送组合可以采用1+N模式，即1套主送料机上设置N个转接料斗与N条副送料机转接，如分娩舍、育肥舍、保育舍等一般选用此类饲料输送组合[34]。1种饲料二级索盘式饲料输送系统见图1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.13.028.F001图11种饲料二级索盘式饲料输送系统注：1为料塔；2为主送料机；3为转接料斗；4为副送料机1；5为料位开关1；6为副送料机N；7为料位开关N；8为电控单元。2.2.2多种饲料输送组合多种饲料（2种或以上）需求的输送系统，可以采用M+N模式，即M台主送料机（每台主送料机可以由若干台送料机串接）上均设置N个转接料斗分别与N台副送料机并接，保证每台副送料机均能按需转接M种饲料，如配种妊娠舍、保育育肥一体舍等使用此类饲料输送系统[35]。2种饲料二级饲料输送系统见图2。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.13.028.F002图22种饲料二级饲料输送系统注：1为料塔A；2为料塔B；3为主送料机A；4为主送料机B；5为副送料机1；6为料位开关1；7为转接料斗；8为副送料机N；9为料位开关N；10为电控单元。2.3饲料输送的工作原理2.3.1单一种饲料输送系统工作原理主送料机从料塔将饲料送出，在转接料斗处落下，由第1副送料机将饲料输送到猪栏喂料装置，直至料位开关探测到满料后停机，第1副送料机完成送料过程，接着启动第2副送料机，满料停机。依次按顺序进行送料，直至第N台副送料机（末端副送料机）完成送料，系统停机。单一种饲料输送控制流程见图3。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.13.028.F003图3单一种饲料输送控制流程2.3.2多种饲料输送系统工作原理（见图4）10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.13.028.F004图4多种饲料输送控制流程多种饲料输送系统需根据送料目标的要求按照顺序进行，先送第一种类饲料，依次送完全部种类的饲料[36-37]。对主送料机与副送料机通过编组进行关联组控制，被关联的副送料机按照设置的关联组先后顺序运行。主送料机从料塔将饲料输送出，在转接料斗处落下，饲料由与其关联的副送料机进行送出，料位开关探测到满料后该副送料机停机，接着启动关联的下一副送料机，直至与该饲料种类关联的末端副送料机完成送料停机，同时该主送料机停机；接着启动下一种类饲料的主、副送料机关联组送料，直至所有种类的饲料输送完成，系统停机。2.3.3逻辑编程控制单一种饲料输送系统和多种饲料输送系统的控制方法均可通过可编程逻辑控制器（PLC）或单片机编程实现所需的逻辑控制[38-39]。PLC控制流程见图5。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.13.028.F005图5PLC控制流程3回料现象分析在索盘式（循环式）多级饲料输送系统中，回料现象是指经送料机送出的饲料没有被完全接走，剩余的饲料继续在管道内循环输送，形成回料。3.1主送料机回料原因3.1.1主、副送料机设计输送能力不匹配主送料机的送料量大于副送料机送料量，会在主、副送料机转接料斗处产生余料，堆积到转接料斗满溢，被主送料机继续送走，回到入料口，形成回料。3.1.2控制逻辑不合理主送料机与多台副送料机组成的多级饲料输送类型中，副送料机一般按设定的顺序启动送料。在下一个送料批次时，如控制逻辑设置没有同时运行末端副送料机，承接第一副送料机转接料斗与末端副送料机转接料斗之间的主送料机料管存留饲料，该部分的饲料会继续往前输送，形成回料。3.1.3末端副送料机停用末端副送料机停用或料位开关失效，导致该输送系统中料位开关失去作用，没有发出满料信号，主送料机未能及时停机，引起主送料机的严重回料。3.2副送料机回料的原因副送料机的出料位置为饲喂装置，料位开关安装在输送管道末端上或末位饲喂装置处。料位开关的设置不合理和故障，都会引起副送料机回料现象。3.2.1料位开关设置当饲料到达料位开关探测位置时，副送料机应停机。此时，副送料机的末端喂料装置到料位开关的料管上有残留饲料，在下一次送料周期时，该残留饲料会因没有喂料装置可接纳排出而被带走，形成回料。但这种回料是暂时的，回料量取决于满料开关到末端喂料装置之间料管的残留料量，会经驱动装置再次送出，但不会对正常送料造成严重影响。3.2.2料位开关故障或失效料位开关失效是指料位开关功能正常，但由于安装在副送料机末端饲喂装置的猪栏没有猪，进料口关闭，因而无法探测到料位，无法发出停机指令。料位开关故障或失效，均会导致副送料机应停机而没有停机，会产生较长时间的回料，回料会最终再进入转接料口，与送入的饲料叠加，输送管道的饲料充填率会增大，直至充满，引起副送料机输送管道堵塞，导致整个饲料输送系统应急启动而停机，甚至可能导致驱动电机过载发热损坏。3.3控制回料的技术措施要避免回料及堆积堵料，在系统设计上应考虑以下基本原则：从主送料机送出的饲料应该能够完全被副送料机接走；当末端副送料机满料时，主送料机应该能够同时停机；主送料机前一次送料管存留饲料在下一次启动后能够被完全接走；如需每次完成全部送料后对饲料输送管道进行部分或全部清空，必须有足够的有效容积接装所清出的饲料。因此，在饲料输送布置设计的同时，考虑对各送料机的启停控制方案，对回料采取有效控制措施，明确主、副送料机的控制关系，采取适当的技术措施，减少回料出现概率，结合所使用的转接料斗的实际情况，通过PLC编程或单片机实现饲料往目标送料点顺畅输送。3.3.1起始及末端送料机自动默认副送料机的顺序编号以饲料输送布置的物理排序为依据，可采用顺序或倒序。为解决当末端的副送料机在没有被使用的时候，依次往前，自动识别末端送料机[40-41]。副送料机最小的编号为起始，最大的编号为末端。当某些副送料机出现故障或无故停用时，可将该送料机控制旋钮调至手动，脱离自动关联控制，但编组排列依然按顺号，同一关联编组内最小编号为起始，最大编号默认为末端。若故障或停用发生在原关联控制的末端送料机，该送料机设置成手动后，控制系统自动默认前一编号的送料机为关联控制组的末端送料机。若故障或停用在原关联控制的起始送料机，该送料机设置成手动后，控制系统自动默认后一编号的送料机为关联编组的起始送料机。3.3.2关联编组饲料输送关联编组是针对多种饲料的多级饲料输送系统而采取的技术措施，根据送料种类的要求，设置关联控制组，对同一关联控制组的送料机进行关联控制[42]。在两种饲料的二级饲料输送系统中，主送料机A+副送料机（1~N）中的某些副送料机为关联控制；主送料机B+副送料机（1~N）中的某些副送料机为关联控制。例如，使用A料的是副送料机1、3、5…N-1，那么主送料机A与副送料机1、3、5…N-1为关联组；使用B料的是副送料机2、4、6…N，那么主送料机B与副送料机2、4、6…N为关联组[19]。关联编组可根据生猪饲养需要随时调整。2种饲料的二级输送系统关联控制编组件见表2。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.13.028.T002表22种饲料的二级输送系统关联控制编组件副送料机编号关联控制编组备注主送料机A组主送料机B组11—A12—2B133—A24—4B2NN-1N末端送料机注：“—”表示无。3.3.3末端送料机延时停机设置主送料机开机时，第一副送料机开机，末端副送料机同时启动，并设置延时停机时间，利于接走关联组内的第一副送料机到末端副送料机之间主送料机管道内的饲料，消除主送料机的回料[43]。例如，假设主送料机运行速度为28 m/min，根据关联组内第一副送料机与末端送料机之间的距离，输入要设置的时间[19]。3.3.4副送料机强制启动针对料位开关安装在副送料机管道末端的模式，开始送料时，主送料机尚未启动，强制启动所有副送料机，并持续一段时间，持续时间可以设定。清空上一批次送料在料位开关位置的存留饲料，有效保证料位开关处于空料待机状态，保证电机正常启动及下次满料时能正常工作。3.3.5饲料输送管道清空对于猪舍出猪或闲置时，需要清空饲料输送管道内的存留饲料，管道内饲料长时间残留，会发酵霉变，污染输送管道并可能腐蚀送料部件。及时清空饲料输送管道还可以减少下次启动时的启动负载，保护电机。无论是主送料机还是副送料机，每批次送料后如需要进行输送管道清空，首先应停止进料，其次出料口保持畅通状态，并具有足够的容器容积承接清出的饲料。4结论在生产实践中，由于猪舍的结构与布置多种多样，饲料输送的设计也各有千秋，控制逻辑与实际布置要相适应，尽量简化逻辑控制流程。受养猪生产过程猪转移的影响，较难完全避免回料，少量和短时间的回料不会影响系统的正常运行，而要做到完全消除回料，会使控制逻辑变得更加复杂，要有所取舍。控制回料的技术措施有多种，可以根据实际需要进行组合使用，通过可编程逻辑控制器（PLC）或单片机有针对性地控制逻辑编程，从而实现有效的控制，满足送料要求。在多级饲料输送规划设计应优先充分考虑有效控制回料发生的方法，这对单一螺旋弹簧式送料机或螺旋弹簧式与索盘式送料机混合组成的多级饲料输送规划设计也具有参考意义。