1、本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。导师签名： 日期：注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或
2、绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软
3、件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理
4、论意义或对解决实际问题的指导意义2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？3、论文（设计说明书）所体现的整体水平建议成绩：（在所选等级前的内画“”）指导教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量二、论文（设计）水平评阅教师：教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况2、对答辩问题的反应、理解、表达情况3、学生答辩过程中的精神状态评定成绩：教研室主任（或答辩小组组长）： （签名）教学系意见：系主任：摘 要本文通过采用由温湿度传感器、三菱PLC、风机、制冷器和供热泵等温湿度控
5、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,维持养猪场内的温湿度在一定范围内，使哺乳仔猪猪群发挥最佳生长状况，以提高养猪场的经济效益。本文首先提出两个方案,再通过对两个方案优缺点的比较,最终确定用方案二。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,最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PLC控制相应电机的启停。该系统的使用，对降低仔猪的发病率，增加仔猪的成活率和日增重量有一定的作用。关键词：规模化养猪场；温度控制；湿度控制；PLCScale pig farms of temperature humidity automatic
6、control system based on PLC of designTanjingFaculty of Engineering and Technology Yunan Agricultural University，Heilongtan Kunming 650201ABSTRACTAre adopted in this paper, the temperature and humidity sensor, mitsubishi PLC, fan, refrigerator and heat pump, such as temperature and humidity control e
7、quipment design system, consisting of the lactation piglet pigs based on the temperature and humidity control. Maintain pig production field within a certain range of temperature and humidity, makes the lactation piglet pigs play optimal growth conditions, in order to improve the economic benefits o
8、f pig farms. This paper proposes two solutions, and then through the comparison of advantages and disadvantages of the two schemes, the final in scheme 2. In scheme 2. The received signal by comparing the external temperature and humidity sensor respectively divided into high, medium and low three g
9、ears, then the gate with the temperature and humidity of six gears nine, nine combinations by the drive circuit input after the PLC, and finally by the PLC control of the corresponding motor rev. Stop. The use of the system, to reduce the incidence of piglets, and increase the survival rate of pigle
10、ts and growing weight to have certain effect.Keywords: large-scale pig farm; Temperature control; Humidity control; PLC 图目录表目录表 13 自动部分程序表 28符号及其计量单位说明P30：有功计算负荷，单位kW；Kd：需要系数；Pe： 额定有功功率，单位kW； Q30：无功计算负荷，单位kvar；S30：视在计算负荷，单位kVA；I30：计算电流，单位A；：额定电压，单位kV；cos：功率因数；导体所在电路的最大持续工作电流，单位A；:相应于导体额定环境温度条件下导体的长期
11、允许电流，单位A；熔断器额定电流，单位A；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
12、，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
13、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
14、动，变动范围在38.739.8。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
15、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
16、，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。 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。，同时仔猪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。仔猪正常体温约为39，刚出生时所需要的环境温度为30321，当环境温度偏低时仔猪体温开始下降，下降到一
17、定范围开始回升。仔猪出生后体温下降的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。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（皮薄毛疏），虚热多（体温较成年猪高）、产热少（体内储能少），故仔猪对环境温度的要求较高，有“小猪畏寒”之说。寒冷对仔猪的直接危害是冻死，同时又是压死、饿死和下痢的诱因。因为仔猪遇低温时，体温降低，行动呆滞，吸乳无力，最终导致被压死、饿死货病死。仔猪最适宜的环境温度为：03日龄为2935,37日龄为2529,714日龄为2428,1421日龄为2226,2128日
18、龄为2125,2835日龄为20221。2.2 养猪场内湿度对哺乳仔猪的影响 湿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。猪场内空气的相对湿度对猪的影响，和环境温度有密切关系。无论是幼猪还是成年猪，当其所处的环境温度是在较佳范围之内时，舍内空气的相对湿度对猪的生产性能基本无影响。试验表明，若温度适宜，相对湿度从 55%变到75%，猪的增重无异常。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;相对湿度过高会使病原体易于繁殖，也会降低猪舍建筑结构和舍内设备的寿命。所以就算是处于较佳温度范围内，舍内空气
19、的相对湿度也不应过低或过高。当舍内环境温度较低时，相对湿度大，会使猪增加寒冷感。这是由于猪的毛、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。因此较低舍温时，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，据试验在冬季相对湿度高的猪舍内的仔猪，平均增重比对照组低 48%左右，且易引起下痢、肠炎等疾病。当舍内环境温度较高时，舍内相对湿度大，同样也会影响猪的生产性能。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。如果温度超
20、过适宜温度，相对湿度从40%升高到70%，便会减缓猪的增重。综合考虑，适宜猪生活的相对湿度为55%75%。3.规模化养猪场温湿度控制方案设计根据控制要求，维持哺乳仔猪养猪场内温湿度在合适的范围内，以03日龄仔猪为例，维持温度在3032，湿度在55%75%范围之内。各个设备在不同温湿度状态下的的启停如见表1。表 1 不同温湿度情况下各设备的启停情况表Table 1 Under different temperature and humidity each equipment rev. Stop table温湿度前后窗后窗风机湿帘水泵供热泵降湿设备制冷器高温高湿开关中温高湿低温高湿高温中湿中温中湿
21、低温中湿高温低湿中温低湿低温低湿3.1 规模化养猪场温湿度控制方案一3.1.1 方案一的设计思路把温湿度传感器采集到的温湿度信号直接传输至控制器，在控制器中进行数据比较，先比较湿度在比较温度湿度。控制器根据比较的结果来启停相应的温湿度控制设备。3.1.2 方案一的控制流程 温湿度信号传至控制器后在控制器中先比较湿度的大小，比较得出三个支路：湿度高于75%的、湿度在55%75%之间的和湿度低于55%的，接着对应于湿度比较后的每个支路再比较温度，跟湿度比较的一样得出三个支路:温度高于32的、温度在3032之间的和温度低于30的。最后总共得出九个支路。例如：温湿度传至控制器后先比较湿度，湿度介于55
22、%75%之间，再比较温度，温度高于32，则要打开猪场前后窗、停止后窗风机、启动湿帘风机水泵、停止供热泵、停止降湿设备、启动制冷器，等待60s后，再返回去进行温湿度的比较。其他支路也是如此。方案一的控制流程如附图1所示。3.1.3 方案一的优缺点 控制思路简单清晰，但是若采用PLC做控制器则此方案不可行，因为PLC内部没有数据比较这个功能。采用单片机来控制是可行的，单片机可以进行数据的比较，但是单片机最大的缺点就是稳定性不强，抗干扰能力差。3.2 规模化养猪场温湿度控制方案二3.2.1 方案二的设计思路 由于单片机的抗干扰性和稳定性都不强，而PLC的抗干扰性和稳定性都比较好，所以还是考虑用PLC
23、来控制。PLC中不能进行数据比较，就在PLC外部进行数据比较，再把比较好的信号传入PLC,，由PLC根据信号来控制响应点的启停。3.2.2 方案二的控制流程如图1所示, 最后PLC根据输入启停温湿度控制设备。 PLC根据输入信号启停温湿度控制设备,如附图2所示。例如，当输入为高温高湿时，由PLC打开猪场的前后窗、后窗风机、降湿设备、置冷器、警示灯。同时关闭湿帘风机水泵、供热泵、报警器。等待60s后，再返回去进行温湿度的检测。 图 1 方案二温湿度信号处理图Figure 1 Scheme two Temperature and humidity signal processing diagram
24、3.2.3 方案二的优缺点方案二采用了PLC进行控制，稳定性和抗干扰能力都有了保障，控制思路清晰明了。3.3 规模化养猪场温湿度最终控制方案的确定单片机是单片微型计算机的简称，它是把微型计算机的各个功能部件，及中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、定时/计数器及I/O接口电路集成在一块芯片上，构成一个既小巧有完善的计算机硬件系统，可实现微型计算机的基本功能。单片机具有以下特点：体积小、控制功能强、成本低。使用温度范围广，芯片本身是按工业测控环境要求设计的。易于扩展，很容易构成各种规模的应用系统。低电压、低功耗。集成度高。可以方便地实现多机和分布式控制，从而使整个控制系统的效率和可靠性大为高。和PLC（关于PLC将在后文介绍）相比，单片机的稳定性和抗干扰能力没有PLC那么强,同时单片机使用的语言是汇编语言，跟PLC所使用的梯形图或者状态转移图相比，复杂了很多，不易于被广大电气技术人员所理解。由于PLC内部不能进行数据的比较，单片机内部可以比较数据的比较，但由于单片机稳定性和抗干扰能力不强，所以不采用方案一。最终确定采用方案二。表 2 不同温湿度情况下各设备的启停情况表Table 2 Under different temperature and humidity each equipment rev. Stop table高
