Abstrakt:Die Verwendung von Futtermitteln ist für die Entwicklung der Aquakultur unerlässlich, und deren Qualität bestimmt maßgeblich deren Effizienz. In unserem Land gibt es zahlreiche Futtermittelhersteller, die jedoch größtenteils manuell arbeiten. Dieses Produktionsmodell genügt den Anforderungen der modernen Entwicklung nicht. Mit dem kontinuierlichen technologischen Fortschritt und der Optimierung mechatronischer Produktionslinien lassen sich nicht nur Effizienz und Qualität der Futtermittelproduktion steigern, sondern auch die Schadstoffminderung im Produktionsprozess verbessern. Dieser Artikel analysiert zunächst die Optimierung von Futtermittelverarbeitungslinien auf Basis mechatronischer Integration und untersucht anschließend deren Leistungsfähigkeit. Die Ergebnisse dienen den Lesern als Referenz.
Schlüsselwörter:Mechatronikintegration; Futtermittelverarbeitung; Produktionslinie; optimales Design
Einführung:Die Futtermittelindustrie nimmt innerhalb der Tierhaltungsbranche eine bedeutende Stellung ein. Die Verbesserung der Futtermittelqualität steigert die Effizienz der Tierhaltungsbranche und fördert die kontinuierliche Entwicklung der Agrarwirtschaft. Chinas Futtermittelproduktionssystem ist derzeit relativ umfassend, und die Vielzahl an produzierenden Unternehmen trägt maßgeblich zum Wirtschaftswachstum bei. Allerdings ist der Digitalisierungsgrad in der Futtermittelproduktion noch gering, und das Management ist unzureichend, was zu einem vergleichsweise rückständigen Produktionsprozess führt. Um die Modernisierung der Futtermittelproduktion voranzutreiben, ist es notwendig, den Einsatz von Informations- und Automatisierungstechnik zu intensivieren, eine elektromechanisch integrierte Produktionslinie für die Futtermittelverarbeitung aufzubauen und so die Effizienz und Qualität der Produktion effektiv zu verbessern und die Entwicklung der chinesischen Tierhaltungsbranche nachhaltig zu fördern.
1. Optimierungsdesign einer Produktionslinie zur Futtermittelverarbeitung auf Basis der Mechatronikintegration
(1) Zusammensetzung des automatischen Steuerungssystems für den Futtermittelproduktionsprozess
Im Zuge der Weiterentwicklung der Tierhaltungsindustrie ist eine verstärkte Futtermittelqualitätskontrolle unerlässlich. Daher hat China die „Standards für Futtermittelqualitäts- und -sicherheitsmanagement“ erlassen, die Inhalt und Produktionsprozess der Futtermittelkontrolle detailliert beschreiben. Bei der Optimierung mechatronischer Produktionslinien müssen diese Regeln und Vorschriften daher strikt eingehalten werden, um die Automatisierungssteuerung zu stärken. Dies beginnt bei Prozessen wie Fütterung, Zerkleinerung und Dosierung. Die Konstruktion der Subsysteme muss optimiert und gleichzeitig Informationstechnologie zur verbesserten Geräteüberwachung eingesetzt werden, um Fehler frühzeitig zu beheben, die Effizienz der Futtermittelproduktion nicht zu beeinträchtigen und den gesamten Produktionsprozess zu optimieren. Jedes Subsystem arbeitet unabhängig, und die übergeordnete Maschinenposition kann die Systemsteuerung verstärken, den Betriebszustand der Anlagen in Echtzeit überwachen und Probleme umgehend beheben. Gleichzeitig liefert sie Daten für die Anlagenwartung und verbessert so den Automatisierungsgrad der Futtermittelproduktion.
(2) Konstruktion des automatischen Zuführ- und Mischsystems
Die Verbesserung der Zutatenqualität im Futtermittelherstellungsprozess ist unerlässlich, da die Zutaten die Futtermittelqualität direkt beeinflussen. Daher sollte bei der Optimierung mechatronischer Produktionslinien die SPS-Technologie eingesetzt werden, um die Genauigkeit der Zutatensteuerung zu verbessern. Gleichzeitig sollten die zuständigen Mitarbeiter, wie in Abbildung 1 dargestellt, algorithmisches Selbstlernen durchführen und die Qualitätskontrolle des Zutatenprozesses verstärken. Die „Managementstandards“ legen den detaillierten Zutatenprozess fest, einschließlich der Standards für die Vormischung von kleinen und großen Mengen. In der elektromechanisch integrierten Produktionslinie müssen spezielle Verfahren zur Aufbereitung von großen und kleinen Mengen angewendet werden, um die Genauigkeit der Zutaten zu verbessern und deren gleichzeitige Zufuhr zu steuern. Viele Futtermittelhersteller verfügen derzeit über veraltete Anlagen und verwenden analoge Signale. Um die Anschaffungskosten zu senken, nutzen die meisten Betriebe weiterhin die vorhandenen Anlagen zur Dosierung und ergänzen diese lediglich um Umrichter, um die Informationen für große und kleine Mengen in die SPS zu übertragen.
(3) Gestaltung des Verpackungs- und Transportsystems für Futtermittel
Die Verpackung des Fertigprodukts spielt im Futtermittelproduktionsprozess eine wichtige Rolle und beeinflusst Effizienz und Qualität maßgeblich. Früher wurde das Futter nach der Wiegung manuell abgewogen, was die Messgenauigkeit beeinträchtigte. Aktuell werden hauptsächlich statische elektronische Waagen und manuelle Messungen eingesetzt, was einen hohen Arbeitsaufwand erfordert. Daher sollte bei der Optimierung mechatronischer Produktionslinien die SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung) eine zentrale Rolle spielen, um automatische Wiegeverfahren zu entwickeln, die Futtermittelproduktion und -verpackung zu integrieren und die Produktionseffizienz deutlich zu steigern. Wie in Abbildung 2 dargestellt, besteht das Verpackungs- und Fördersystem im Wesentlichen aus Spannungssensoren, automatischen Verpackungseinrichtungen und Transportvorrichtungen. Die SPS steuert das Entladen und Verpacken. Sobald der Sensor ein bestimmtes Gewicht erreicht hat, sendet er ein Stoppsignal. Die Entladeklappe öffnet sich, das abgewogene Futter wird in den Futtersack gefüllt und anschließend mithilfe der Transportvorrichtung zu einem Zielort befördert.
(4) Hauptsteuerungsschnittstelle des automatischen Steuerungssystems für die Futtermittelproduktion
Um die Produktqualität in der Futtermittelproduktion zu verbessern, ist ein effizientes Management unerlässlich. Traditionell wird dies durch manuelle Steuerung erreicht, was jedoch sowohl die Effizienz als auch die Qualität beeinträchtigt. Daher ist es bei der Optimierung mechatronischer Produktionslinien notwendig, die Hauptsteuerungsschnittstelle des automatischen Steuerungssystems einzusetzen, um den Betrieb und die Verwaltung des Systems zu verbessern. Diese Schnittstelle besteht im Wesentlichen aus sechs Komponenten. Über sie können die zuständigen Mitarbeiter die problematischen oder fehlerhaften Daten und Parameter im Produktionsprozess identifizieren, die zu einer geringeren Futtermittelqualität führen. Die Auswertung der Schnittstellen ermöglicht eine verbesserte Qualitätskontrolle.
2. Leistungsanalyse einer Produktionslinie zur Futtermittelverarbeitung auf Basis der Mechatronikintegration
(1) Sicherstellen der Genauigkeit und Präzision der Zutaten
Die Optimierung der Produktionslinie durch die Integration mechatronischer Technologien gewährleistet effektiv die Genauigkeit und Präzision der Inhaltsstoffe. Bei der Futtermittelherstellung müssen Spurenkomponenten hinzugefügt werden. Üblicherweise werden diese manuell abgewogen, verdünnt und verstärkt, bevor sie in Mischanlagen gegeben werden. Dadurch lässt sich die Genauigkeit der Inhaltsstoffe nur schwer sicherstellen. Elektronische Mikrowaagen für Inhaltsstoffe können die Genauigkeitskontrolle verbessern, die Arbeitskosten senken und die Produktionsbedingungen optimieren. Aufgrund der Vielfalt der verwendeten Additive sowie der Korrosivität und Spezifität einiger Additive sind die Qualitätsanforderungen an Mikrowaagen jedoch hoch. Unternehmen können die Genauigkeit und Präzision der Inhaltsstoffe durch den Kauf fortschrittlicher, importierter Mikrowaagen deutlich steigern.
(2) Die Kontrolle manueller Zutatenfehler verstärken
In der traditionellen Futtermittelproduktion verwenden die meisten Betriebe manuelle Zutaten, was leicht zu Problemen wie falscher Dosierung, Schwierigkeiten bei der Kontrolle der Dosierungsgenauigkeit und einer geringen Produktionsqualität führen kann. Die optimierte elektromechanische Produktionslinie kann manuelle Dosierungsfehler effektiv vermeiden. Erstens werden Informations- und Automatisierungstechnik eingesetzt, um die Zutaten- und Verpackungsprozesse zu einem Ganzen zu integrieren. Dieser Prozess wird durch mechanische Anlagen durchgeführt, wodurch die Kontrolle der Zutatenqualität und -genauigkeit verbessert wird. Zweitens kann im integrierten Futtermittelproduktionsprozess Barcode-Technologie eingesetzt werden, um die Kontrolle der Dosierungsgenauigkeit zu verbessern und verschiedene Probleme zu vermeiden. Darüber hinaus stärkt der integrierte Produktionsprozess die Qualitätskontrolle über den gesamten Produktionsprozess hinweg und verbessert so die Futtermittelqualität effektiv.
(3) Die Kontrolle von Rest- und Kreuzkontaminationen verstärken
Bei der Futtermittelproduktion setzen die meisten Betriebe Becherwerke und U-förmige Kratzförderer für den Transport des Futtermittels ein. Diese Anlagen zeichnen sich durch geringe Anschaffungs- und Wartungskosten sowie eine relativ einfache Anwendung aus und sind daher bei vielen Betrieben beliebt. Allerdings entstehen während des Betriebs hohe Mengen an Futterresten, die zu schwerwiegenden Kreuzkontaminationen führen können. Durch eine optimierte Konstruktion der elektromechanisch integrierten Produktionslinie lassen sich Futterreste und Kreuzkontaminationen vermeiden. Pneumatische Fördersysteme kommen hier zum Einsatz. Sie bieten ein breites Anwendungsspektrum und erzeugen nur minimale Rückstände beim Transport. Sie erfordern keine häufige Reinigung und verursachen keine Kreuzkontaminationen. Der Einsatz dieses Fördersystems kann die Rückstandsproblematik effektiv lösen und die Futtermittelqualität verbessern.
(4) Die Staubkontrolle während des Produktionsprozesses verstärken
Die Optimierung des Designs elektromechanisch integrierter Produktionslinien kann die Staubkontrolle während des Produktionsprozesses effektiv verbessern. Erstens ist es notwendig, die integrierte Verarbeitung von Zuführung, Zutaten, Verpackung und anderen Prozessschritten zu stärken, um Leckagen beim Transport der Rohstoffe zu vermeiden und ein gutes Arbeitsumfeld für die Mitarbeiter zu schaffen. Zweitens werden im Rahmen der Optimierung separate Absaug- und Entstaubungsanlagen für jeden Zuführungs- und Verpackungsanschluss eingerichtet, um sowohl Staub zu entfernen als auch ihn zurückzugewinnen und die Staubkontrolle während des Produktionsprozesses zu verbessern. Darüber hinaus wird im Rahmen der Optimierung in jedem Zutatenbehälter ein Staubabscheider installiert. Durch die Ausstattung mit einer Rückluftanlage wird die Staubkontrolle effektiv verstärkt und die Qualität der Futtermittelproduktion sichergestellt.
Abschluss:Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Chinas Futtermittelverarbeitungstechnologie hinsichtlich Komplexität und Effizienz variiert. Um die Genauigkeit und Präzision der Inhaltsstoffe zu gewährleisten und Probleme mit Futtermittelrückständen und Kreuzkontaminationen zu lösen, ist eine verstärkte Optimierung der mechatronisch integrierten Produktionslinien erforderlich. Dies ist nicht nur der Schlüssel für die zukünftige Futtermittelverarbeitung und -produktion, sondern kann auch das Produktionsniveau effektiv steigern, den tatsächlichen gesellschaftlichen Bedürfnissen gerecht werden und gleichzeitig die Produktqualität verbessern.
Veröffentlichungsdatum: 08.01.2024