PLC技术所采用的存储器是可变程序的存储器，是互联网发展到一定程度的产物，当前已经被广泛应用在建筑业、电力行业等[1]（1）。我国饲料行业于20世纪70年代正式起步，经过几十年的发展，已经形成了比较完善的饲料工业体系，包含饲料加工、饲料添加剂和饲料器械制造、饲料教育、科研、资料检测和标准等多方面。从上世纪90年代开始，我国的饲料工业已经连续十几年位列世界第二，成为了名副其实的饲料大国。在2010年，我国饲料工业首次超过了美国，位列世界第一[2]（30）。饲料行业的快速发展，必然对我国饲料相关企业提出更高的要求，需要积极跟随时代发展的潮流，探索最新的技术，促进饲料行业长远发展。饲料称量和包装是饲料行业的重要组成部分，同样需要不断改善，提高饲料行业的生产效率。
一、PLC控制技术概述
PLC的全称ProgrammableLogicController，其中文名称为可编程逻辑控制器。在具体的应用中，此种技术所应用的是可编程的存储器，在内部的顺序控制、运算、定时、计数、算数等方面都执行面向用户的指令。其输入和输出主要通过数字方式或者模拟方式实现。
微处理器是PLC技术的核心，支持一系列的数字操作运算。PLC技术最初就是专门为工业生产所设计的，通过专门的内部处理器执行各种各样的指令，以数字或者模拟的方式输入和输出操作指令，实现对器械和整个生产过程的控制。当前互联网技术已经普及，渗透到人们生活的方方面面，PLC技术的应用也是互联网技术和传统继电接触控制技术相结合的产物。与传统的继电控制技术相比，PLC技术具有更好的灵活性和通用性，具有低功耗、高可靠性的优点。它可以充分发挥微处理器的作用，也能够将现场操作人员的习惯和技能考虑在内，尤其是在编制PLC的相关程序时，不需要专门运用复杂的计算机编程语言，通过简单的继电器梯形图就可以实现程序编制，不仅方便易学，而且也方便进行查错和调试。
二、以PLC控制为基础进行饲料称量和自动包装的必要性
（一）我国饲料行业发展的必然趋势
我国饲料行业在改革开放之前就已经萌芽，之后才正式作为一个工业门类得到发展。大概分为三个阶段：（1）起步阶段。改革开放之后，我国专门成立了饲料局，一些乡镇、畜牧部门和农场等都开始兴办饲料加工厂。在其他食品部门、化工部门、医药部门、轻功部门和器械部门的支持下，饲料原料加工工业和饲料添加剂、饲料机械部门得到发展。经过两年时间的发展，我国粮食部门建成了143家1.5吨以上的饲料厂[3]（10）。1984年，国家将饲料工业正式纳入国民经济和社会发展规划之中，我国饲料工业由此得到快速发展。（2）高速发展阶段。我国饲料工业在1985年至2000年期间得到快速发展，1991年，我国饲料总产量位居世界第二；截止到上世纪90年代末，我国已经成功建立起比较完善的饲料工业体系[4]
（74）。另外，饲料机械制造工业和添加剂工业都得到快速发展，饲料相关的教育和科研领域也取得了长足的发展，并建立起统一的饲料标准体系。（3）提升阶段。自2000年至今，随着我国改革开放进入深水区，我国的经济发展也进入新常态，发展速度放缓，进入整合提升阶段，饲料工业发展也进入到依法兴饲、依法治饲的阶段。随着国家对饲料行业的整合提升，一些小型饲料工厂退出市场，由一批年产100万吨的大型饲料企业集团引领饲料工业的发展[5]（3）。随着我国饲料工业规模的不断扩大，急需提高其各个环节的自动化水平。目前，我国饲料行业的自动化程度仍然较低，互联网的优势未得到有效利用，甚至不少饲料生产企业依然沿用传统的人工称量和装袋手段，不仅需要大量的人力，提高了劳动成本，而且也无法实现高效准确称量。为了提高我国饲料行业的信息化水平，降低生产成本，提高生产效率，就必须在各个环节提高机械化、自动化水平，使饲料企业获得更好的社会效益和经济效益。
（二）满足新时代饲料行业发展的需求
根据中国饲料行业信息网的统计数据，2016年，中国成品饲料年度总产量18，053.38万吨，同比下降2.09%。其中猪料产量6，671.46万吨，同比下降1.16%；蛋禽料产量3，206.58万吨，同比下降2.01%；肉禽料产量5，462.34万吨，同比下降2.07%；水产料产量1，514.27万吨，同比下降7.97%；反刍料产量798.36万吨，同比增长0.89%。其他料产量400.38万吨，同比下降0.38%。水产料成为本年度同比下降幅度最大的品种，这与本年度极端恶劣天气的影响密切相关。
从全价料、浓缩料及预混料的年度产量变化看，2016年，中国畜禽及水产全价料总量同比下降1.65%，浓缩料总产量同比下降4.15%，预混料同比下降3.64%。与全价料增幅相比，浓缩料的增幅比全价料低了2.51个百分点，预混料的下降幅度比全价料低了2.00个百分点。其中猪料浓缩料比其全价料增幅低了5.34个百分点，预混料增幅比全价料低了
5.02个百分点。蛋禽全价料占比呈下降趋势，浓缩料和预混料占比在增加，这是蛋禽养殖行业规模化程度高，自配料占比较大导致的结果。肉禽浓缩料增幅比其全价料增幅低了4.72个百分点，预混料增幅比全价料低了3.43个百分点。浓缩料和预混料增幅明显低于全价料增幅，导致饲料年度总产量增长出现虚高。
从上述数据来看，我国2016年饲料生产总体呈现出下降的趋势。当前互联网在农业生产中已经得到较好发展，促进了传统农业向现代农业的转变。饲料行业也应通过改善各个环节的技术，实现传统饲料生产向现代饲料生产的转变。
三、基于PLC控制的饲料称量和自动包装的实现
（一）基于PLC控制饲料称量和自动包装的系统框图和原理
以PLC技术为基础实现饲料的称量和自动包装，需要运用放大器、称量传感器和PLC，以此构成测控系统，完成对饲料的称重、计量和包装等工艺[6]（17）。如图1所示，以PLC技术为核心，再运用各种机械装置和电动执行器、放大器等，实现对饲料的动态在线称量和包装。

图1基于PLC的饲料称量和自动包装框架图
从图1中可以看出，成品仓位于称斗的上方，主要是收集饲料生产过程中那些散装的成品料。在成品仓的下端则是进料装置，当电动机被启动时，位于成品仓中的散装饲料就会被传输到称斗中进行称重。将两个S梁式应变式的拉力传感器安装在称斗上，这样传感器就会将称斗的质量信号直接转变成电压信号，在放大器的作用下会将这些数据信息传输到PLC模拟器中对数据进行相应的处理，如果所获得的数据达到事先设定的预定值时，PLC就执行停止命令，停止下料。在PLC系统的控制下，打开称斗门，并且控制打包机，将成品散装饲料进行装袋包装后，经过皮带传送机将包装好的饲料传输出去。这样就在PLC技术的控制之下实现了对饲料的称量和自动包装。
（二）基于PLC控制饲料称量和自动包装的系统构成
基于PLC控制，实现饲料称重和自动包装，需要运用控制器、称量传感器等相关设备[7]（1）。第一，称量传感器的选择。当前，在已经应用PLC控制饲料称量和自动包装系统的饲料企业，应用较多的称量传感器是电阻应变式传感器，分为半导体应变式和金属丝电阻应变式两种形式。前者在温度和精度上不如后者，但灵敏度较后者高一些，价格也比后者少一半。后者则具备了重复性好、线度好、温度影响小、精度高等方面的优点，但其价格比较高，且灵敏度也较低。在实际的饲料称量和自动包装系统中，应用最多的称量传感器是半导体应变式传感器，型号为T-BX，因为这种型号的传感器是S型结构，采用串联的方式，较为方便。第二，控制器的选择。控制器在整个系统中起着至关重要的作用，因此在设计饲料称量和自动包装系统的过程中，不仅需要实现开关量控制，也需要设计分辨率比较高的模拟量通道。
（三）影响系统准确性、灵敏性的原因及解决策略
在PLC控制饲料称量和自动包装的过程中，会受到主客观因素的影响，导致称量的效果和预先预估的效果不一致。比如整个系统的电压以及元器件的老化都会对系统的准确性产生不良影响。要及时检测元器件，熟练掌握分选和测试工艺，以此来提高称量的精度[8]（169）。而系统想要顺利完成称量和自动包装工作，需要保持高度的灵敏性。系统在实际的应用过程中会受到外部电压或者内部噪声的影响，降低系统的灵敏性。要提高系统灵敏性，可以对市场上所生产的器械设备进行对比，选择噪声比较低的器件，或者使用双层屏蔽的方式来提高系统的灵敏度。农业是我国经济的基础，而饲料工业和农业发展息息相关。目前，我国饲料行业整体呈现出良好的发展态势，但在实际的发展过程中仍然存在不少问题，比如自动化、科学化水平较低，信息化程度不高等，这些问题都制约着我国饲料工业的良性发展。饲料的称量和自动包装是饲料生产过程中的重要构成部分，一个饲料企业能否进行准确的称量和良好的包装，直接影响其市场和社会信誉。传统的称重和包装技术需要花费大量的人力、物力和时间，准确率低，电子秤只能够进行静态检测。PLC技术是互联网发展到一定阶段的产物，在饲料生产中应用此种技术，可以实现对饲料称量的动态检测和自动包装，降低饲料企业的生产成本，提高称量和包装的准确度。

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