基于PLC的智能養殖控制系統的設計

姜明輝 顏安

摘要：隨著我國養殖業的高速發展，畜禽養殖防疫、養殖環境條件等要求不斷提升，規模養殖比例不斷提高，標準化、智能化成為各先進養殖企業追求的目標。同時，隨著物聯網和大數據技術的發展，萬物互聯、云端控制等技術迸發出強大的生命力，快速融入和推動養殖業發展。在此潮流下，智能養殖環境控制已成為畜禽養殖高質量、精細化發展的重要方向。禽舍的智能養殖環境控制的主要內容就是智能化地控制溫度、調節濕度、改善空氣質量及調節舍內負壓等。通過智能養殖控制系統改善畜禽生存環境，以增強畜禽的抗病力，減少死亡率，力爭高質量、高產量發展。在降低人工成本、提升管理水平的同時，獲取企業競爭優勢。

關鍵詞：智能養殖控制系統;PLC;變頻器

1.引言

隨著科技和社會不斷進步，許多大型智能養殖場應運而生。只靠單片機作為主控器越來越滿足不了復雜的環境變化需求，探索以PLC為主的控制器的應用成為首要任務。目前，我國畜禽養殖環境的監測方法主要依靠農民原始的監測和經驗進行人工調控，存在滯后、生產效率低、人力資源占用大等缺點。這種方法不能滿足現代高質量養殖的要求，導致我國畜禽產業生產水平落后，同時不符合養殖戶的利益。基于現狀，在遵循豬的成長變化和環境變化的客觀規律基礎上，科學有效的實時監測和有效地進行智能控制是現階段急需解決的問題，本文設計一款基于PLC的智能養殖控制系統來解決此問題。

2.智能養殖控制系統工作原理

根據主要環境參數含量對豬生長的影響，確定執行機構動作的臨界值;基于顯示屏和以PLC為核心的配電箱組合運用，開展在正常情況下，通過傳感器測量環境溫濕度、二氧化碳濃度、負壓值參數轉換成模擬量輸入擴展模塊EM231，通過CPU226模塊解析模擬量與PLC程序編輯的臨界值比較，通過差異控制對應執行機構動作，實現精準調控，使舍內環境一直維持在適合豬生長的環境條件下，加快生豬育肥，提高飼料轉化率。

3.智能養殖控制系統設計方案

3.1控制系統整體結構圖

由圖3.1可知系統是由三大模塊組成：傳感器輸入、控制器、執行機構。其中包含三組傳感器，實現環境信息量的精準采集;控制單元是由上位機與PLC控制模塊及擴展模塊聯合組成，實現模擬量信號的采集與分析轉換，以及與上位PC聯動顯示環境監測實時數據，精準調控;執行機構由三個功能風機、側墻小窗電機、加熱器、濕簾組成電動，由PLC編輯程序控制，實現智能自動調控。符合以后未來智能化養殖發展方向，滿足本案的設計要求。

3.2控制系統原理圖

由上圖可知該設備采用S7-200系列PLC作為核心控制器，由9個輸入信號，它們分別是啟動開關、停止開關、開窗開關、關窗開關、加熱器開關、濕簾開關、風機1開關、風機2開關、風機3開關。由8個輸出信號，他們分別是負壓風機1、負壓風機2、負壓風機3、開窗、關窗、加熱器、濕簾、備用。

3.3程序設計及過程

本文采用S7-200編程工具軟件。可用梯型圖、指令表編程，具有程序編輯、相關參數值設置、網絡設置、監控、仿真調試、在線修改程序等功能，可以在PLC人機交互界面實現修改與運動執行器之間進行共享。如圖3.3所示，為通過程序設計，將三個區域溫度傳感器的輸入數值通過轉化后計算出平均值。

3.4智能養殖控制系統的功能及優點

智能養殖控制系統通過濕簾電機、風機、側窗電機的智能聯動，能夠實現溫度、濕度、氣壓等氣體的智能調控，保證豬舍的環境一直達到最適合豬生長的條件。部分有序地組合成整體，使得控制系統更加完善，功能更加多樣，真正符合未來智能化的養殖概念。本智能養殖控制系統采用PLC標準模塊，實現功能可靠、抗干擾能力強，工作環境相對惡劣，成功實現自動化工作。

智能養殖控制控制系統能有效控制畜禽舍內有害氣體濃度，能大幅減少畜禽呼吸系統、眼鼻粘膜刺激，減少相關疾病的發生;而適宜的溫濕度，能增加畜禽采食，促進生長，減少腹水、細菌感染、關節病變等狀況發生。抵抗力的提高，疾病的減少，最終降低了抗生素等藥物的使用，提升了成活率和成品率，保障了產品的品質，也節約了藥物費用支出。

4.結語

智能養殖控制系統采用PLC控制多個電機實現智能、高效、全自動化調控，同時與顯示屏連接可以實現舍內溫度、二氧化碳含量、濕度、負壓的實時顯示，有利于用戶對比歷史養殖數據，實現人工調控，這既節省了人力資源，又提高了養殖的質量。

參考文獻

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