一种养鸡用带氧气检测功能的环境控制器的制作方法

本实用新型应用于自动化控制领域，涉及一种应用于养鸡场的环境控制器，尤其是一种养鸡用带氧气检测功能的环境控制器。

背景技术：

鸡类养殖中，为了使其快速生长、提高产蛋率、防治疫病等,往往对饲养环境的温度、空气等有较为严格的要求。尤其是鸡粪中会产生大量氨气等有害气体, 不仅影响养殖鸡的生长，甚至可能引发养殖鸡大量死亡，因此对鸡舍的空气检测显得尤为重要。通风能满足鸡对氧气的需要及有害气体的排除，但通风时要以保温为前提，同时要防止贼风侵入及风直吹。现有养鸡用环境控制系统尚不能完全满足鸡类的饲养需要，一方面，现有鸡舍控制系统只有针对温度、湿度等常规控制量的监控，及一般的通风换气，未涉及鸡舍内空气含氧量的监控，而根据长期实践，含氧量对养殖鸡的生长、产蛋率及抗病性均有重要影响。另一方面，现有控制对温度、湿度的控制都是单一量控制，造成温度上升而湿度下降，或者在加强通风的同时温度下降过快，二者往往难以兼顾。再者，一般情况下，大气的氧气含量为21%左右，而该含氧量并非鸡类最佳生长环境；其他领域的环境控制器含氧量设置存在范围较宽，波动较大等问题，对缺乏饲养经验的人员开说，随意设定容易错过最佳饲养温度。

技术实现要素：

本实用新型将鸡舍内含氧量监控纳入控制范围，并提供一种采用温度、含氧量联动控制的设置，首先在保证鸡舍温度的前提下调整空气中的含氧量；并且根据长期实践，总结出当空气含氧量在19.5%—20.5%时，最适宜鸡类生长，因此在程序设置上，设定空气中含氧量上限为20.5%，含氧量下限可调，但调整范围在19.5%左右。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种环境控制系统，包括控制器、操作面板、变频器、风机、排气扇、变频风机、加热用辅机、氧气传感器、温度传感器及电源、报警指示单元。本装置控制器采用单片机实现，亦可使用可编程逻辑控制器（PLC）等具有逻辑编程控制的单元实现，其工作过程如下：

1.操作面板预先设定控制参数，需要预先设定的参数包括：

空气含氧量限值，代码00；

风机最小通风量，代码01；

风机开机设置温度，代码10，计算公式为：风机开机设置温度=风机开机温度-基准温度；

风机关机设置温度，代码11，计算公式为：风机关机设置温度=风机关机温度-基准温度；

报警温度下限，代码50；

报警温度上限，代码51；

加热辅机的开机温度，代码70；

加热辅机的关机温度，代码71，此温度为各风机启动的基准温度；

排气扇功能选用，代码90，0000为风机模式，0001为定时器模式；

氧气含量补偿，代码91，1000为启动含氧量检测，0000为停止含氧量检测，其它数值为根据使用氧气传感器的不同工艺进行微调的设置值。

2.氧气浓度传感器和温度传感器检测鸡舍密闭空间内的氧气含量和温度,将数值传送至环境控制器。

3.控制器根据操作面板输入的预先设定参数及各传感器输入的参数控制加热用辅机、排气扇、风机或者通过变频器调整变频风机的运行。

（1）调整鸡舍内温度。

根据代码70、代码71的设定值，当温度低于代码70的设置温度时，加热辅机启动，对鸡舍加温；当温度上升至代码71设定温度时，加热辅机停止工作。

（2）调整空气含氧量。

风机数量根据鸡舍规模设置，风机的工作同时受温度和含氧量两个因素影响，首先，以基准温度（代码71）为基点，设定一个温度范围（代码10、代码11），在保证鸡舍内温度的前提下风机才投入工作；再次，根据氧气传感器的反馈值（代码00）确定工作负荷（代码01）。计算公式如下：

风机启动条件为：鸡舍温度≥风机开机设置温度（代码10）+基准温度（代码71）

风机停止条件为：鸡舍温度≤风机关机设置温度（代码11）+基准温度（代码71）

风机按最大通风量工作：鸡舍内空气含氧量≤设定的下限值（代码00）

风机按最小通风量工作（代码01）：鸡舍内空气含氧量≥设定的上限值（代码00）

风机动态调整工作量：鸡舍内空气含氧量介于上限值、下限值之间时。

采用风机调整含氧量，仅能改变风机的工作数量，转速不可调。风机可以用变频器控制的变频风机替代，优点是变频风机转速可调，对鸡舍内含氧量的控制更为精准。

变频器在未接电机情况下观察显示的频率，频率变化与转速成正比。通风量0-100%对应变频器频率0-50Hz。因此，在定速的情况下20%的通风量对应变频器约为10Hz。设置步骤如下：

调整控制器的氧气含量和最小通风量

设置氧气含量为19.5%，设置通风量为20.0%，如果当前显示的氧含量大于或等于20.5%，表示此时氧含量满足要求，控制器将输出最小通风量，此时可查看控制器的显示频率应为10Hz左右。如果相差较大可调整控制器的DA输出的增益。

调整控制器的最大通风量：

上步调好后，可轻微吹气氧气传感器部位，人为使显示的氧含量下降，当显示的氧含量低于19.5%时，变频器的频率显示赢为50Hz左右（最大输出），如频率显示不够可微调控制器的DA输出。

加热辅机、风机、排气扇和变速风机均有自动和手动两种控制模式。

（3）启动报警装置。

根据代码50、代码51的设定值，当鸡舍内温度低于报警温度下限或高于报警温度上限时，报警启动，控制面板上的警报灯LT2亮起，当温度介于报警温度上、下限之间时，警报停止，警报灯LT2处于熄灭状态。

（4）启动排气扇。

排气扇未加入温控单元，启停不受温度影响，作为可选用的换气辅助功能。在代码90为0000定时器模式时，定时器启动计时，定时器单位为“分钟”，此时排气扇完全停止；当代码90切换为0001风机模式，排气扇启动。通过此模式，可解决温控范围外，鸡舍的通风换气问题 。

（5）设置含氧量补偿

由于氧气传感器是易损耗部件，使用寿命约为一年，超过一年其精度可能有所下降，可根据具体使用情况，通过设置含氧量补偿，代码91，补偿操作面板显示的氧含量浓度。设置范围为0-25.0，一般参数为每增加1.0%时，显示氧含量增加约为0.1%（非线性增加）。

当代码91的千位设置为1时，氧气检测功能关闭。

本控制器包括控制回路和执行回路，执行回路具有8路继电器输出KA1-KA8，一路变频输出KA9；控制回路加装防雷、浪涌器G1；控制回路具有电源指示灯LT1，3相断路器QF1可同时切断控制回路和执行回路各个电机及变频器的电源；单相断路器QF2可切断控制回路环境温度控制器及各接触器电源要求使用厂家提供可靠的保护底线PE，与本控制器电气箱外壳可靠连接。

单路小开关控制各个带热保护的断路器的断电、掉电保护，当该开关接通时如有任意一个带保护功能的断路器QF3、QF5-QF10发生断电或掉电现象，将允许报警信号LT2输出。如果这些输出并不需要全部使用也可断开该开关，但是这将关闭所有断路器的断电和掉电报警。超温报警不受该单路小开关控制。

氧气传感器、温度传感器检测周期为3秒，即每隔3秒向控制器反馈一次检测值；因此控制器对风机的调整周期同样需要延迟变化。

附图说明

图1是本实用新型流程图。

图2是本实用新型设备及控制系统接线图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型中，需要说明的是，技术方案中涉及的通风不限于自然风，可根据需要增加相应制氧设备。操作面板的代码设置仅为了表述的需要，不是固定设置，可根据实际需要新增代码，以及改变代码所代表的含义和范围。

【实施例1】

要求鸡舍内温度控制在30℃-31.5℃，要求风机33℃时启动，32℃时停止，含氧量控制在19.5%-20.5%，风机最小工作量20%，温度低于10℃或高于38℃时报警。则实施步骤如下：

氧含量下限值19.5%：代码00设置为19.5；

氧含量上限值20.5%：已通过程序固化，不需设置，如有需要可修改控制程序；

最小通风量为20%：代码01设置为20；

加热辅机开机温度30℃：代码70设置为30；

加热辅机关机温度31.5℃：代码71设置为31.5；

要求风机33℃时启动，32℃时停止：代码10为1.5，代码11为0.5；

开机设置温度33-31.5=1.5℃

关机设置温度32-31.5=0.5℃

报警温度下限10℃：代码50为10；

报警温度上限38℃：代码51为38。

当鸡舍内温度低于30℃时，加热辅机启动，温度高于31.5℃，加热辅机停止；温度在32℃-33℃时风机启动，其它温度风机停止；含氧量低于19.5%时，风机全速工作，含氧量高于20.5%时，风机按最小工作量工作，含氧量介于19.5%-20.5%时，控制器根据含氧量数值，动态调整风机的工作数量；温度低于10℃或高于38℃时报警。

【实施例2】

氧气传感器由于长期使用精度下降，需将显示值增加0.1。

代码91由4位数字组成，当千位为1时，即“1000”表示系统停止含氧量检测；当千位为0时，表示系统进行含氧量检测，其它3位的设置为含氧量补偿设置值。

当前氧气含量显示为19.5%，可以通过设置参数补偿氧含量的显示值，一般参数为每增加1.0%时，显示氧含量增加约为0.1%（非线性增加）。如果设置的参数为1.0，显示的氧含量为19.5%+0.1%=19.6%，则代码91设置为0001。