随着人们生活水平的不断提高，人们对肉兔需求量逐渐增加，肉兔的饲喂方式由人工饲喂逐步向机械化、智能化过渡，肉兔饲喂设备更新已经进入新阶段[1]。20世纪80年代末，意大利、法国等国家开始仿制肉鸡饲喂系统对肉兔饲喂设备进行改造，并逐渐取得一定的进展[2-3]。目前，我国已经研制出不同类型的肉兔饲喂装备，但存在结构复杂、难于操作、价格偏高和后期维护困难等问题[4]，在应用过程中需要优化。因此，针对我国目前中小规模肉兔场，研制出性能稳定、性价比高、维护简单、操作便捷的饲喂装置是形势所需。文章基于PLC设计肉兔变量饲喂系统。该系统可以根据日龄变化调节不同饲喂量，具有结构简单、操作方便、性能稳定等特点，可为提高养殖场规模、扩大生产提供参考。1肉兔变量喂料系统1.1机械结构自动送料装置结构见图1。由图1可知，喂料箱顶部装有超声波传感器，用于检测料箱中饲料是否充足；色标传感器检测用于检测喂料盒的准确位置，伺服控制器将接收到的指令转化成控制电机信号；下料通过喂料控制器来实现；防卡渣装置用于预防料仓卡渣；所用的控制系统元器件放在控制系统箱；支架可以有效固定喂料系统中的所有装置。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.17.023.F001图1自动送料装置结构喂料箱位于整个喂料装置的最高处位置。若喂料箱质量过高，运动过程中则会对底部的料仓管道等组件连接处产生过大切应力，尤其是各组件连接处，会对设备造成损坏。因此，为了减轻喂料箱重量，喂料箱由不锈钢板通过折板机折弯而成，其接缝位置通过铆钉铆接而成，保证饲料在喂料箱中不洒。喂料箱上盖板为翻盖设计，饲料从上盖板投放；喂料箱顶部设有超声波传感器，传感器通过自攻螺丝连接在喂料箱的翻盖壁板上，数据传输等线材预留了一定长度，保证在喂料箱翻盖时候，超声波传感器不被撕扯，造成设备损坏。预留的线材通过弹簧保护套保护，保证线材不被饲料来回摩擦而破损。喂料箱下部与料仓管道相连，料仓管道由不锈钢材质制作，料仓管道与喂料箱的接驳处由8个螺栓螺母相连紧固，料仓管道用于将喂料箱中饲料通过管道投放至指定位置。料仓管道下面300 mm处相接喂料控制器，料仓管道与料仓控制器接驳处有梯形漏斗相连，保证料仓管道中的饲料在此接驳位不被堵塞，梯形漏斗上部分衔接的料仓管道通过6颗螺钉与之固定，梯形漏斗下半部分与喂料控制器不需要承受较大力。因此，下部分通过点焊与喂料控制器相连，起到固定作用。在喂料装置的内测由伺服电机与喂料控制器相连，伺服电机通过齿轮传动机构为喂料控制器提供动力，调节粮仓大小及出料。伺服电机由固定底座做支撑，伺服电机支撑架与伺服电机通过电机底部预留的电机固定孔相连固定，相互配合完成喂料器控制器机构的运动，伺服电机支撑架由不锈钢焊接而成。整套系统装置的外侧由控制系统箱组成，伺服电机的控制线等通过履带线槽接入到控制系统箱中，根据设计尺寸，在设备靠外侧区域有较大的区域空间，由于控制系统箱占用空间较大，从而控制系统箱安装在外侧。中间部分为钢板做支架，上部与伺服电机支撑架、料仓管道上半部分管道、控制系统箱相连，下部分与防卡渣装置、料仓管道下半部分相连，其中支架精准定位，在板上打有两个精准通孔，料仓管道通过通孔与下部分的防卡渣装置相连；伺服电机支撑架与支架通过焊接相连；控制系统箱底部具有4个固定通孔，通过长螺栓与支架相连固定。支架下端的防卡渣装置通过螺钉与支架固定，料仓管道与防卡渣装置通过卡扣相固定。防卡渣装置与一段料仓管道相连，采用卡扣固定。出料口与上端料仓管道通过强力胶黏合固定，出料口由塑料制成，不断适配不同类型的兔笼需要不断更换此配件，且出料口接近兔笼，兔笼变形会因碰撞而损坏此部件，若使用金属部件，会使整套设备因碰撞而造成碰撞便宜，从而造成投料误差。在出料口四角边缘位置预留位置放置色标传感器卡扣，由于卡扣均统一进行适配，所以各出料口都是相同尺寸的卡扣。1.2喂料控制器（见图2、图3）由图2、图3可知，喂料控制器主要由驱动齿轮、调节出料量齿轮、出料挡拨片和调节料仓挡拨片等组成，旋转轴为内外轴设计。驱动齿轮通过外轴带动出料挡拨片，内轴调节出料量齿轮通过带动内轴驱动调节料仓挡拨片，其中有片出料挡拨片，分别在旋转轴上按90°均匀排布；内轴连接螺纹杆带动调节料仓挡拨片。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.17.023.F002图2喂料控制器结构10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.17.023.F003图3喂料控制器内部剖面喂料控制器中的驱动齿轮和调节出料量齿轮分别带动出料挡拨片和调节料仓挡拨片。在饲料未到达喂料控制器之前，调节料仓挡拨片调节到程序设定的位置。此时，调节料仓挡拨片和出料挡拨片组成进料空间，调节后料仓开始放料。饲料全部装满进料口的空间，出料挡拨片通过驱动齿轮的带动下，出料挡拨片将饲料传送到出料口，完成送料过程。1.3工作过程（见图4）由图4可知，使用自动送料装置的喂料箱存放饲料，通过两侧定位识别传感器检测识别每个兔笼上的标卡，并且检测兔笼喂料口的位置，传感器将数据传送到控制系统箱，控制系统箱控制伺服控制系统驱动伺服电机调节喂料控制器来控制出料量，之后喂料器的箱门打开，进行送料，并将送料的完成信号及时反馈给控制系统箱。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.17.023.F004图4工作流程1.4控制系统控制系统选用的可编程逻辑控制器为FX2N系列，控制规模类型为16~256点；CPU运算处理速度0.08 μs/基本指令；基本单元内置2轴独立最高20 kHz定位功能（晶体管输出型）；220 V供电；PC主机为64位操作操作系统；触摸屏的型号为MT8051 iP，与PLC串口通讯；色标传感器型号是BV-LX101，反应时间为50 μs，具有NPN与PNP两种输出方式。自动送料装置程序框架见图5。整套设备工作之后，所有的设备参数全部复位，若寄存器D 100数值不为10，则标志没有复位完毕，复位完毕后会通过寄存器D 100存入数值10，标志复位成功。复位后，程序驱动电机工作，若没有检测出色卡，电机正常工作，直至检测出色卡为止，若期间检测出色卡，通过不同的色卡来分配不同量的饲料；饲料分配完成后，存入数值10到寄存器D 200，之后投放饲料。上述为1次周期投料过程，投料完成后全部设备参数全部复位，开始下一次投料周期。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.17.023.F005图5自动送料装置程序框架控制系统是以可编程逻辑控制器为数据传输中心纽带，将控制系统分为两类：一类是自动送料系统，另一类是手动送料系统。根据工作场景切换不同的系统，自动送料系统可以实现无人化自动送料任务，手动送料系统是在一些特殊情况下，实现手动送料任务。自动控制系统通过传感器检测系统，将信号发送给可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器将控制伺服控制系统进行喂料操作。在喂料过程中，出料量等数据通过可编程逻辑控制器传送到PC端进行处理保存。在保存一定数据量的时候，通过中心拓展模块分析各项指标，得出在一定时间内喂料情况，并为后续自动喂料系统调整做数据保障。自动喂料装置工作时，可编程逻辑控制器将数据实时传送到PC端，PC通过终端显示器可以看到自动喂料装置的工作情况。自动送料机控制系统整体框架见图6。整套装置可以通过触摸屏切换自动送料系统和手动送料系统[5]。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.17.023.F006图6控制系统整体框架2材料与方法2.1试验材料2.1.1试验动物试验动物为伊高乐肉兔，试验在山东省滕州市青草源养兔场进行。2.1.2试验日粮试验日粮为邳州市小河科技发展有限公司的成兔配合饲料，其营养水平为：消化能10.46MJ/kg、粗蛋白质18%、粗纤维10%～14%、粗脂肪2.5%、钙0.6%~0.8%、水分11.8%。2.2试验设计在养兔场断奶的同一批次伊高乐仔兔中，随机选择健康仔兔80只，分为2组，每组4个重复，每个重复10只。试验组肉兔自动化饲喂，对照组肉兔人工饲喂。预试期7 d，正式试验期40 d。2.3饲养管理选取滕州市青草源养兔场1栋兔舍，安装研发的变量饲喂设备1套。试验兔舍采用单排单层式兔笼，兔笼规格为70 cm×60 cm×60 cm，育肥兔每笼2只。早晚各饲喂1次，对饮水采用除菌过滤措施，饲喂试验结束按要求称重并记录。2.4测定指标及方法2.4.1平均增重肉兔预试期结束后，35日龄早晨对两组仔兔空腹称重，到育肥结束时，即75日龄早晨进行空腹称重[6]。计算平均增重。平均增重=(75日龄体重-35日龄体重) (1)2.4.2总采食量和料重比以组为单位对两组肉兔饲料消耗进行数据记录，每日记录饲料投入量和剩余量，计算试验期间平均总采食量。料重比=平均总采食量/平均增重 (2)2.5数据统计与分析试验结果数据采用软件SAS 9.4进行t检验，结果以平均值表示，P0.05表示差异显著。3结果与分析变量喂料系统对肉兔生长性能的影响见表1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.17.023.T001表1变量喂料系统对肉兔生长性能的影响组别35日龄平均体重/g75日龄平均体重/g平均增重/g平均总采食量/g料重比试验组1 090.21±47.502 484.35±24.211 394.14±50.39a4 001.18±40.44a2.87±0.10b对照组1 068.16±51.422 133.81±59.101 065.65±32.45b3 356.80±62.85b3.15±0.12a由表1可知，与对照组相比，试验组肉兔平均增重和平均总采食量显著升高（P0.05），料重比显著降低（P0.05）。结果表明，使用变量喂料系统可以提高肉兔饲喂效率，减少人工饲养成本，改善肉兔生长性能，提高饲养效益。4讨论肉兔饲喂装置使用简单、安装方便易于操作。肉兔育肥过程中通过变量调节控制饲料投放量，可以节约饲料，减少饲料浪费和人工劳动量，使自动化水平大幅度提升。本试验中，自动化饲喂料重比显著低于人工对照组，因为人工饲喂精确度不高，主要依靠工人饲喂经验投料，过少造成肉兔处于短暂饥饿，过多造成饲料容易发霉变质，进而影响肉兔生长健康；人工饲喂时间长，易引起肉兔应激[7-10]。本试验中，通过机械与控制的设计，各组件配合精准并且完成投料过程，相对人工投料，不会出现大面积洒料情况。研究发现，该机构设计巧妙实现单设备多投料的功能[11]。传统的养兔观念和设备已经不能适应现代规模化兔业的发展，现代化标准化养兔必须以现代技术和设备为基础，通过物联网、智能化等技术装备联合提升我国兔场规模化水平，结合我国实际，开展科技创新，研发适合我国国情的智能化养殖设备，使自动化饲喂装备应用范围不断扩大。应该进一步研发与兔品种相适应的笼具、粪污无害化和资源减量化等机械，并配合自动饲喂装置以减轻人工成本。只有高效、准确的环境控制设备才能够不断提高我国肉兔产业水平[12-15]。5结论本试验中变量化饲喂设备效果较好，能够提高肉兔平均增重，降低料重比，可以在中小型规模场大力推广应用。