基于PLC的规模化养猪场的温湿自动控制系统的设计.docx
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基于PLC的规模化养猪场的温湿自动控制系统的设计
XXXX学号科类工科
本科生毕业设计
基于PLC的规模化养猪场的温湿自动控制系统的设计
DesignfortheAutomaticControlSystemoftheTemperature
AndHumidityintheLargeScalePigFarm
XX
指导教师：
XXX职称副教授
XX大学XXXXX
学院：
XXXX学院
专业：
电气工程及其自动化年级：
2009
设计提交日期：
2013.5.7答辩日期：
2013.5.11
答辩委员会主任：
XXX
XXX大学
20013年5月6日
PLC的规模化养猪场的温湿自动控制系统的设计基于
XX
650201昆明XXXX学院，云南
要摘
、风机、制冷器和供热泵等温湿度PLC本文通过采用由温湿度传感器、三菱维持养猪,控制设备构成的控制系统，对哺乳仔猪养猪场内温度和湿度进行控制以提高养猪场使哺乳仔猪猪群发挥最佳生长状况，场内的温湿度在一定范围内，的经济效益。
最终确定用方案再通过对两个方案优缺点的比较,本文首先提出两个方案,最二。
在方案二中传感器接收到的信号通过外电路比较后，再由与门电路组合,控PLC终把温湿度信号组成九个组合，九个组合经驱动电路后输入PLC,最后由制相应电机的启停。
增加仔猪的成活率和日增重量有一定该系统的使用，对降低仔猪的发病率，的作用。
PLC规模化养猪场；温度控制；湿度控制；关键词：
Scalepigfarmsoftemperaturehumidityautomaticcontrol
systembasedonPLCofdesign
Tanjing
I
，FacultyofEngineeringandTechnologyYunanAgriculturalUniversityHeilongtan
Kunming650201
ABSTRACT
Areadoptedinthispaper,thetemperatureandhumiditysensor,
mitsubishiPLC,fan,refrigeratorandheatpump,suchastemperatureand
humiditycontrolequipmentdesignsystem,consistingofthelactationpiglet
pigsbasedonthetemperatureandhumiditycontrol.Maintainpigproduction
fieldwithinacertainrangeoftemperatureandhumidity,makesthelactation
pigletpigsplayoptimalgrowthconditions,inordertoimprovetheeconomic
benefitsofpigfarms.Thispaperproposestwosolutions,andthenthroughthe
comparisonofadvantagesanddisadvantagesofthetwoschemes,thefinalin
scheme2.Inscheme2.Thereceivedsignalbycomparingtheexternal
temperatureandhumiditysensorrespectivelydividedintohigh,mediumand
lowthreegears,thenthegatewiththetemperatureandhumidityofsixgears
nine,ninecombinationsbythedrivecircuitinputafterthePLC,andfinallyby
thePLCcontrolofthecorrespondingmotorrev.Stop.Theuseofthesystem,
toreducetheincidenceofpiglets,andincreasethesurvivalrateofpigletsand
growingweighttohavecertaineffect.
Keywords:
large-scalepigfarm;Temperaturecontrol;Humiditycontrol;PLC
II
摘要Ⅰ.......................................................................
目录..............................................................III
图目录..............................................................V
表目录.............................................................VI
符号及其计量单位说明..............................................VII
1前言..............................................................1
2.概述..............................................................2
2.1.猪场内温度对哺乳仔猪的影响..................................2
2.2养猪场内湿度对哺乳仔猪的影响................................3
3.规模化养猪场温湿度控制方案设计....................................4
3.1规模化养猪场温湿度控制方案一................................4
3.1.1方案一的设计思路.......................................4
3.1.2方案一的控制流程.......................................4
3.1.3方案一的优缺点.........................................5
3.2规模化养猪场温湿度控制方案二................................5
3.2.1方案二的设计思路.......................................5
3.2.2方案二的控制流程.......................................5
3.2.3方案二的优缺点.........................................5
3.3规模化养猪场温湿度最终控制方案的确定........................6
4规模化养猪场温湿度系统设备的选型和计算............................7
4.1电磁阀的选择................................................7
4.2湿帘风机系统................................................9
4.2.1湿帘风机系统概述.......................................9
4.4.2湿帘风机系统的选型与计算..............................10
4.2.2.1风机的选择与相关计算.......................................10
4.2.2.2水泵的选择和相关计算.......................................12
4.3供热泵的选择...............................................13
III
31热泵概述..............................................4.3.1
41热泵的相关计算........................................4.3.2
4
1.............................................4.4降湿设备的选择51降湿设备简介..........................................4.4.1
51除湿机的相关计算......................................3.4.2
6
.............................................1制冷设备的选择4.5
6............................................14.5.1制冷机简介7......................................14.5.2制冷机的相关计算9.................................14.6按钮、指示灯和报警器的选择
0
..................................................24.7PLC的选择0............................................24.7.1PLC的简介
12机型选择的基本原则...............................4.7.2PLC32容量的选择步骤....................................4.7.3PLC3
2的选型...........................................4.7.4PLC4
2设计内容.........................................................5
42...................................................5.1设计介绍4...................................................25.2强电系统4
.........................................25.3自动控制部分的设计
4......................................25.3.1控制面板及其功能52接口分配....................................I/O5.3.2PLC的62编程介绍.........................................5.3.3PLC92程序初始化设计........................................5.3.4
0......................................35.3.5自动控制循环方式23..............................................5.3.6报警设计3
35.3.7操作说明..............................................
4.............................................................36结论53参考文献...........................................................
63...............................................................致谢
IV
图目录
图1方案二温湿度信号处理图.........................................6
图2最终确定的温湿度控制方案的流程图...............................7
图3电磁阀工作原理图...............................................9
图4湿帘风机系统的工作原理和系统组成..............................10
V
表目录
41不同温湿度情况下各设备的启停情况表.............................表72不同温湿度情况下各设备的启停情况表.............................表9的相关技术参数34WE6E61/0FWR220-50NZ5L....................表11型轴流通风机的相关技术参数................................表4T303................................1表51ZDB漩涡式清水泵相关技术参数41..........................表6HWD-78-1工程系列热泵相关技术参数表表1DH—8190C除湿机相关技术参数..................................15
表8SL-15制冷机的相关技术参数....................................17
表9按钮和灯等设备的相关参数......................................19
表10PLC的I\O接口分配...........................................24
表11基本指令.....................................................26
表12初始化程序表................................................27
表13自动部分程序表...............................................28
表14报警程序的指令表.............................................29
VI
符号及其计量单位说明
k；P：
有功计算负荷，单位W30K：
需要系数；dk额定有功功率，单位；Pe：
Wkvar；Q：
无功计算负荷，单位30k；：
视在计算负荷，单位SVA30IA；：
计算电流，单位30UkV；：
额定电压，单位n：
功率因数；φcosIA；：
导体所在电路的最大持续工作电流，单位maxgIA；相应于导体额定环境温度条件下导体的长期允许电流，单位:
alIA；：
熔断器额定电流，单位RTR
VII
基于PLC的规模化养猪场的温湿自动控制系统的设计
1前言
“猪为六畜之首,猪粮安天下。
中国是世界公认的养猪大国,2010年猪存栏量
4.7亿头,其中母猪存栏4765万头,出栏量6.67亿头,均居世界第一,约占全球的一半。
2010年出栏率142％，平均每头母猪年提供出栏猪14头。
2011年，中国猪平均存栏量4.68亿头，总出栏量6.62亿头，出栏率141％.总结这几年，我国规模化养猪迅速发展，未来十年将是中国养猪业规模化发展的黄金期。
规模化养猪要依靠技术进步提高养猪生产水平.降低成本，提高经济效益。
猪生长发育的潜力是由遗传决定的，而环境则决定了这种潜力能在多大程度上反映出来。
再好的良种如果没有适宜的环境条件，其遗传优势也不能得到充分发挥。
猪场环境因子，特别是温度和湿度，作为猪生长的关键因素，直接影响到猪的生长性能以及是否引发疾病。
仔猪培育是养猪生产中的关键环节，集中反映母猪生产力水平的高低，即每头母猪年提供断乳仔猪重（包括断乳仔猪头数及断乳个体重）。
因此，仔猪培育的中心任务就是获得最高的成活率和最大的断乳个体重。
哺乳仔猪养猪场温度、湿度环境控制的好坏是决定哺乳仔猪育成率高低的重要因素。
因此，注重哺乳仔猪的环境温度、湿度控制，做好哺乳仔猪局部采暖保温。
以及整个猪舍的湿度控制。
对于提高仔猪成活率和母猪的年生产力具有重要的意义。
本文经过查阅相关文献资料，对哺乳仔猪养猪场的环境温度、湿度的控制提出控制方案，并经过可行性分析最终确定控制方案。
根据最终确定的控制方案而设计的系统，采用了温湿度传感器采集信号并有外电路分别把温湿度分成高、中、低三档后输入PLC，再由PLC根据输入的档位来控制相应的温湿度控制设备的启停，是哺乳仔猪猪舍的温湿度维持在最佳范围内。
本系统主要包括了三个部分:
输入PLC的信号采集部分、自动控制部分和手动控制部分。
本设计说明书主要为自动控制部分的说明，叙述了哺乳仔猪舍温湿1
度控制方案的设计、系统相关设备的介绍、选型和计算和自动控制部分的设计和编程等内容。
2.概述
2.1.猪场内温度对哺乳仔猪的影响
猪是恒温动物，其平均直肠温度为39.2℃但由于受诸多因素的影响,其体温可在狭小的范围内波动，变动范围在38.7～39.8℃。
热环境与猪体生理恒定性密切相关，而体温恒定是机体进行正常生命活动和生产的基础。
猪在呼吸、循环、肌肉活动、采食、消化等过程中不断产生热量，并通过传导、对流、辐射、蒸发等途径向周围环境散发。
环境温度和湿度是猪与其生存环境保持平衡的重要因素，猪在适宜环境范围中，能借助物理调节维持正常体温。
当环境温度逐渐升高或环境温度与湿度都较高时，猪体就开始通过加速血液循环，加快皮肤与呼吸蒸发散热调节体温。
温度继续升高，猪就表现出活动量和采食量减少，饮水增加，生长缓慢，甚至出现负增重等热应激反应。
环境温度是影响猪的体温、心率和行为变化的主要原因，随着环境温度升高超出等热区，猪表现出体温升高、心率加快、呼吸次数增多及白天活动减少、夜晚活动增加等行为生理热应激反应，同时采食量减少，日增重减缓，饮水增加。
高温高湿环境下，猪的行为生理反应和生产性能的热应激反应更严重。
从出生到断奶阶段的仔猪称为哺乳仔猪（吃母乳的仔猪）。
仔猪在胎儿期完
全依靠母体供给营养物质并排出废物，母体对胎儿来说是个相对稳定的生长发育环境。
与之相比，仔猪出生后生活条件发生了巨大的变化，仔猪首先要使用肺呼吸；其次是必须用消化道来吸收食物中的营养物质；再次是只接受自然条件和人为环境的影响。
哺乳仔猪完全处在人为环境之中，生死存亡与胎儿期的猪相比受认为环境影响更大、更直接。
哺乳仔猪具有以下生理特点：
（1）消化器官不发达，消化腺机能不完善；
（2）生长势强；（3）物质代谢旺盛；（4）体温调节机能不完善；（5）抗病力低。
哺乳仔猪饲养管理的重点是：
是仔猪的成活率高、生长发育快、个体大小均匀整齐、健康活泼、断奶体重大，为以后养成育种猪和商品猪打下良好基础。
哺乳仔猪的体温调节不完善主要是因为；
（1）神经调节机能不健全；
（2）物理调节能力有限；（3）化学调节功能不健全，体内能源储备少。
2
，同时仔猪仔猪刚出生时大脑发育不够健全，通过神经系统调节的能力差。
体内能源的储存较少，遇到寒冷血糖很快就降低，如不及时吃到食物很难成活。
[1]，当环境温仔猪正常体温约为39℃，刚出生时所需要的环境温度为30～32℃仔猪出生后体温下降的度偏低时仔猪体温开始下降，下降到一定范围开始回升。
幅度及恢复所用时间视环境温度而变化，环境温度越低则体温下降的温度越大，恢复所用时间越长，当环境温度降低到一定范围时仔猪则会冻僵、冻死。
（皮综上所述，由于初生仔猪调节体温适应环境的能力差，同时其保温性能差，故仔猪对环境温薄毛疏），虚热多（体温较成年猪高）、产热少（体内储能少）度的要求较高，有“小猪畏寒”之说。
寒冷对仔猪的直接危害是冻死，同时又是吸乳无力，压死、体温降低，行动呆滞，饿死和下痢的诱因。
因为仔猪遇低温时，～日龄为29最终导致被压死、饿死货病死。
仔猪最适宜的环境温度为：
0～3～日龄为222114～29℃,7～日龄为24～28℃,14～735℃,3～日龄为25[1]～℃。
2235日龄为20～252826℃,21～日龄为21～℃,282.2养猪场内湿度对哺乳仔猪的影响度是用来表示空气中水汽含量多少的物理量，常用相对湿度来表示。
猪场湿
无论是幼猪还是成年猪，和环境温度有密切关系。
内空气的相对湿度对猪的影响，舍内空气的相对湿度对猪的生产性能当其所处的环境温度是在较佳范围之内时，，猪的增重无异55%变到75%基本无影响。
试验表明，若温度适宜，相对湿度从常。
这时，常出于其他的考虑，来限制相对湿度。
例如，考虑到相对湿度过低时相对湿度过;猪舍内容易飘浮灰尘，过低的相对湿度还对猪的黏膜和抗病力不利所以就算是也会降低猪舍建筑结构和舍内设备的寿命。
高会使病原体易于繁殖，处于较佳温度范围内，舍内空气的相对湿度也不应过低或过高。
这是由于猪的毛、当舍内环境温度较低时，相对湿度大，会使猪增加寒冷感。
皮吸附了潮湿空气中的水分后，导热性增大，使猪体散热量增大。
同时，随着通因此较低舍温时，风换气，使蕴含于水汽中的大量潜热流失到舍外，降低了舍温。
相对湿度大，会影响猪的生产性能，这一点对幼猪更为敏感。
例如，据试验在冬左右，且易引起下痢、48%季相对湿度高的猪舍内的仔猪，平均增重比对照组低同样也会影响猪的生产当舍内环境温度较高时，肠炎等疾病。
舍内相对湿度大，性能。
猪原本适应湿度变化的能力较强，即使相对湿度超过85%对生长性能影响3
也不大，但高温下的高湿，会妨碍猪的蒸发散热，从而加剧了高温的危害。
如果综合考虑，升高到70%，便会减缓猪的增重。
相对湿度从温度超过适宜温度，40%。
适宜猪生活的相对湿
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