养殖场舍内环境全自动控制系统装置的制作方法

本实用新型涉及养殖场舍内环境全自动控制系统装置，属于养殖厂环境控制领域。

背景技术：

随着集约化养殖场的迅速发展，畜禽养殖场的规模越来越庞大，养殖密度大、容积相对较小而密闭，舍内温度、湿度直接影响畜禽的生长速度，关乎畜禽料肉比和料蛋比；舍内蓄积大量二氧化碳、氨、硫化氢、水汽和粉尘等有害气体，这些污浊的空气和漂浮的粉尘也为许多病原微生物的传播提供了便利条件，舍内空气质量直接关乎畜禽病死率和相关工作人员的健康。规模化养殖场普遍采用通风换气和洒水降温的办法，但冬季的通风换气会导致畜禽舍内温度过低，夏天频繁洒水会造成湿度过大，污水量增加环保压力增大。为维持适宜舍内温度范围和湿度范围，人们在北方寒冷的冬季常采用供暖或减少通风换气的方式，这会造成畜禽舍内有害气体的超标；而在南方潮湿炎热的夏天常采用增加通风和喷水的方式，这会造成舍内湿度超出畜禽的适宜范围。

畜禽舍内温度和湿度适宜，畜禽生活舒适，饲料转化率提高，能有效节省饲养成本，提高养殖效益，同时良好的环境控制还可以改变和破坏病原微生物的生存条件，降低环境中病原微生物的数量，使病原微生物的数量降到感染风险线以下，从而降低畜禽防疫压力。

因此，养殖户一直在研究和寻求对养殖场环境进行高度自动化的有效综合控制手段和方法，迫切需要养殖场舍内环境全自动控制系统装置，实现养殖场环境参数的精确调控功能。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的目的是提供养殖场舍内环境全自动控制系统装置，该装置，包括：连接在养殖场舍环境控制装置上的加温采暖单元2、加湿降温单元3、通风降温单元4、除臭消毒灭菌单元5，以及静电除尘单元6。

其中，所述养殖场舍环境控制装置，包括：预装嵌入式组态运行和WinCE 操作系统的触摸屏11、可编程的PLC12；所述加温采暖单元2，包括：串行连接的采暖用的锅炉21、地热循环泵22、地暖排管23，设在舍内的温度变送器I24、燃气加热器25，以及起保温作用的保温灯26；所述加湿降温单元3，包括：设在养殖舍内进风口处的串行连接的湿帘31、泵32、水池33，以及设在舍内的湿度变送器34；所述通风降温单元4，包括：用于降温的风机I41、风机II42、风机III43、风机IV44以及侧墙风扇45，用于监测舍内温度的设在舍内的温度变送器II46；所述用于降温的风机组以及侧墙风扇45均设置在出风口处；所述除臭消毒灭菌单元5，包括：安装在舍内的臭氧变送器51、氮气变送器52，以及臭氧发生器53；所述静电除尘单元6，包括：由高压静电发生器和电晕架空线62组成的静电除尘器61。

进一步的，所述温度变送器I24将检测到的养殖场舍环境的实际温度传送到PLC的AD0端口控制温度的调节功能并由PLC控制器AD0、AD1通过温度变送器I24采集环境温度，通过RS232串行通讯口将温度数字量信息传给触摸屏控制中心，由PLC控制器完成模拟量输出。

进一步的，所述风机I-IV由PLC控制器输出低电平开关量，控制继电器 J1、J2、J3、J4控制的触点开闭，控制M1～M4接触器上断电状态；所述风机 I-IV采用交流380V三相供电控制；所述风机I-IV的启动温度可以通过触摸屏 11分别设置；所述风机I41工作在间歇状态，运转时间和间歇时间可通过触摸屏11设定；所述风机I-IV在冬季停止运行，由所述侧墙上的风扇45负责舍内通风。

进一步的，PLC控制器的AD2、AD3口通过所述安装在舍内的氨气变送器 52和臭氧变送器51对舍内氨气和臭氧进行连续实时检测。

进一步的，所述电晕架空线62的敷设高度不低于2.7米，与周围物体间距不低于200mm；所述静电除尘单元6可靠接地。

本实用新型的优点：

本实用新型针对现存养殖场环境控制系统中存在的问题和不足，通过对养殖场舍内温度、湿度、通风、除尘的全自动控制以及对舍内空气质量的检测，利用臭氧分解舍内有害气体，杀灭广谱病原体降低畜禽发病率，降低养殖场工作人员的劳动强度，改善工作环境，提高生产经济效益，且本实用新型采用的系统可靠性高、界面友好、操作简便、高精度，能最大程度的降低生产成本。

附图说明

图1是本实用新型养殖场舍内环境全自动控制系统装置的模块结构示意图；

图2是图1所示的养殖场舍内环境全自动控制系统装置的系统图；

图3是弱电主回路原理图；

图4是地热循环泵、侧墙风机、湿帘泵以及保温灯的强电主回路原理图；

图5是风机I-IV主回路原理图；

图6是风机I-IV工作模式转控制回路原理图；

图7是变频器工作模式转换控制回路原理图；

图8是臭氧发生器和静电除尘器原理图。

其中：1为控制单元，2为加温采暖单元，3为加湿降温单元，4为通风降温单元，5为除臭消毒灭菌单元，6为静电除尘单元，11为触摸屏，12为PLC， 21为采暖用的锅炉，22为地暖循环泵，23为地暖排管，24为温度变送器I， 25为燃气加热器，26为保温灯，31为设置在进风口的湿帘，32为加湿泵，33 为加湿用的水池，34为湿度变送器，41-44为风机机组，45为侧墙上的风扇，46为温度变送器II，51为臭氧变送器，52位氮气变送器，53为臭氧发生器， 61为静电除尘器，62为电晕架空线。

具体实施方式

为使本实用新型的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：

如图1-图3所示为本实用新型养殖场舍内环境全自动控制系统装置的模块结构示意图、养殖场舍内环境全自动控制系统装置的系统图及弱电主回路原理图。作为优选的实施方式本实用新型由6个模块连接组成，包括：控制单元 1、加温采暖单元2、加湿降温单元3、通风降温单元4、除臭消毒灭菌单元5 以及静电除尘单元6。在本实施方式中，加温采暖单元2、加湿降温单元3、通风降温单元4、除臭消毒灭菌单元5以及静电除尘单元6直接连接在控制单元 1上，并由包含在控制单元1中的PLC12进行控制，并由触控屏11显示及设定所需要的参数。

在本实施方式中，采用的PLC的型号为MSP430F249，可以理解为在其它实施方式中，采用的PLC的型号可以按照实际需要的输入输出端口的数量决定，只要能够满足能够将输入模拟的信号经过处理后变为数字信号，并将数字信号传递到执行单元，对养殖舍内的各项指标进行调节即可。

作为优选的实施方式，本实用新型中加温采暖单元2包括：用过管道连接的锅炉21，地暖循环泵22以及地暖排管23，直接连接在控制单元1上的温度变送器I24，燃气加热器25以及保温灯26。在本实施方式中，温度变送器I24 将检测到的养殖场舍环境的实际温度传送到PLC的AD0端口从而控制温度的调节功能，可以理解为，在其他实施方式中，PLC上的端口选择可以按照实际情况进行选择，只要满足所选端口为A/D端口(即模拟信号转变成数字信号的端口)即可。

在本实施方式中，采用的温度变送器为SWBZ-D2480导轨式温度变送器，可以理解为在其它实施方式中，温度变送器的型号以及数量可以按照实际情况下的所处的环境条件进行选择，只要能够满足能够将养殖舍内的温度信号转换为电信号传到PLC中统一进行处理即可。

在本实施方式中，由PLC控制器AD0、AD1通过温度变送器I采集环境温度，通过RS232串行通讯口将温度数字量信息传给触摸屏控制中心，进行逻辑判断、计算、显示、存储并将处理结果通过RS232传送给PLC控制器，由PLC 控制器完成模拟量输出。

当用燃气加热器4采暖时，舍内温度低于所设定的加温整定值时，控制单元1内的PLC控制器输出的低电平开关量控制继电器J8工作，J8继电器闭合，燃气加热器4自动点火加温。当舍内温度达到设定温度值时，控制单元1内的 PLC控制器输出的高电平开关量控制继电器J8断电，即触点断开，燃气加热器自动熄火。在本实施方式中，采用的燃气加热器的数量为1个，可以理解为在其他实施方式中，燃气加热器的数量依照实际需要进行选择。

当选择采暖锅炉21时，舍内温度低于所设定的加温整定值时，控制单元1 内依据温度变送器I测得数据计算PID闭环调节采暖循环泵所需的转速，经PLC 控制器的DAO输出对应的控制电压模拟量，如图3所示，该模拟量传送给地热循环泵22的变频器，从而地热循环泵22的转速，且温差越大转速越快，温差为零转速为零，地热循环泵22停止工作。在本实施方式中，保温灯21处于待机状态，当其工作时，可以用来对育雏和保育舍、分娩舍的加温并且时间需要实现多组控制。可以理解为，在其他实施方式中，保温灯21可以根据实际需要选择工作状态。作为优选的实施方式，加温的整定值由人工按照实际需要进行设定。

作为优选的实施方式，加湿降温单元3包括：串行连接的设置在进风口的湿帘31，加湿泵32，加湿用的水池33以及设置在舍内的湿度变送器34。在本实施方式中，湿帘为浸湿的布并且设置在进风口处，可以理解为，在其他实施方式中，湿帘可以采用任何材质及形状，只要能够满足进风口进风后通过湿帘能够使空气的湿润程度增加即可。

在本实施方式中，采用DHT12型号的湿度变送器，可以理解为在其它实施方式中，采用的湿度变送器的型号可以按照实际湿度的情况以及养殖作物种类的情况进行选择，只要能够满足能够将湿度信号传递到PLC中以实现对舍内环境的调节即可。

在本实施方式中，当舍内湿度低于给定值或温度高于给定值时，由PLC控制器输出的低电平开关量控制J0工作，J0继电器的常开触点闭合，220V经J0 的触点为M0接触器供电，接触器工作，接触器控制的三组触点闭合，为湿帘泵2供220V电，开始自动加湿，当湿度或温度达到设定值时，自动断开加湿泵。

在本实施方式中，加湿所用的是水，冬季由于天气原因水会因温度过低而凝结，即在冬季需要将加湿功能关闭，可以理解为在其他实施方式中，可以通过向加湿水中添加成分的方式，使水在冬天温度较低时不发生凝结，加湿功能正常使用。在本实施方式中，具体湿度的设定值由养殖场技术人员根据养殖品种不同养殖阶段的技术要求在触摸屏11上进行人工设置。在本实施方式中，采用的湿帘的数量为1个，可以理解为，在其他实施方式中，湿帘的数量可根据舍内需要而定。

图4-图8所示，在本实施方式中，通风降温单元4包括：直接连接在控制单元1上的风机机组、侧墙上的风扇以及安装在舍内的温度变送器II46。

当舍内温度高于人工设置的目标控制温度时，PLC控制器输出低电平开关量，控制继电器J1、J2、J3、J4供电工作，J1、J2、J3、J4控制的触点闭合， 220V经J1～J4的触点为M1～M4接触器供电，由M1～M4控制的触点闭合，实现对风机I-IV的供电控制，在本实施方式中，风机采用交流380V三相供电控制，风机工作后，完成通风降温的自动控制。风机I-IV的启动温度可以在触摸屏11上分别设置，风机I41兼做最小风量控制，当春、夏、秋季温度不高于舍内目标控制温度时，风机I41工作在间歇状态，运转时间和间歇时间可通过触摸屏11进行设定。冬季风机I-IV停止运行，由侧墙上的风扇45负责舍内通风。在本实施方式中，采用的风机为4组，可以理解为在其它实施方式中，风机的数量可以按照实际情况的需求来决定，只要能够实现对在对温度进行调控时能够有效的降温即可。

同时，作为优选的实施方式，在冬季时，侧墙上的风扇45的转速受变频器的控制，变频器又是受PLC控制器DA1输出信号控制，即侧墙上的风扇45 的转速由DA1输出信号进行控制。当舍内温度高于舍内设置的目标控制温度时，养殖场舍环境控制装置10内触摸屏控制中心依据温度变送器测得数据计算 PID侧墙风扇所需的转速，通过RS232传送给PLC控制器，经PLC控制器的DA1 端输出对应的控制电压模拟量，该控制电压给侧墙上的风扇45的变频器，变频器的输出与侧墙上的风扇45相接，温差越大转速越快，温差为零保持最小风量所需转速。

作为优选的实施方式，除臭消毒灭菌单元5，静电除尘单元6都直接连接在控制单元1上。

在本实施方式中，除臭消毒灭菌单元5包括：51为臭氧变送器，52为氮气变送器，53为臭氧发生器。舍内空气质量控制是由PLC控制器的AD2、AD3 口通过安装在舍内的氨气变送器52、臭氧变送器51对舍内氨气和臭氧进行连续实时检测。

在本实施方式中，采用EX300-O3型号的臭氧变送器，可以理解为在其它实时方式中，臭氧变送器的型号可以按照实际情况进行选择，只要能够满足能够将信号传送到PLC进行处理即可。在本实施方式中，采用3051SMV型号的氮气变送器，可以理解为在其它实时方式中，氮气变送器的型号可以按照实际情况进行选择，只要能够满足能够将信号传送到PLC进行处理即可。

在本实施方式中，采用型号的FL-815N臭氧发生器，可以理解为在其它实时方式中，氮气变送器的型号可以按照实际情况进行选择，只要能够满足使养殖舍内的臭氧量达到实际的设定值即可。

在本实施方式中，当检测到氨气浓度超过设定值时，经计算判断显示处理输出臭氧发生器53工作的时间，通过RS232传送给PLC控制器，由PLC控制器输出的低电平开关量控制继电器J6工作，控制为臭氧发生器53供电，开始向舍内喷洒臭氧，将氨气分解为无味的氮气和水蒸气。当由PLC控制器的AD2、 AD3口检测到舍内氨气浓度低于设定值，且臭氧浓度合适时，通过RS232传送给PLC控制器，由PLC控制器输出的高电平开关量控制继电器J6断电，J6继电器触点断开，臭氧发生器15停止工作。

在本实施方式中，静电除尘单元6包括：由舍内高压静电发生器和电晕线组成的静电除尘器61。

作为优选的实施方式，当环境灰尘较多时，220V交流电经开关和J7继电器的触点向12V开关电源供电，并向2号电源模块供电。静电除尘器工作处在间歇状态，工作时，J7继电器工作，触点接通，静电除尘器供电，静电除尘线与地面屋面形成的静电场将粉尘吸附于屋面和地面，达到净化空气的目的。在本实施方式中，为安全起见高压电晕线最低敷设高度不低于2.7米，与周围物体间距不低于200mm，高压模块要可靠接地。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。