基于制造技术

本发明专利技术提供了一种基于

【技术实现步骤摘要】
基于PLC和HMI的节能型多目标鸡舍环境控制系统


[0001]本专利技术涉及养殖自动控制
，具体涉及一种基于
PLC
和
HMI
的节能型多目标鸡舍环境控制系统
。

技术介绍

[0002]现在国外已经形成了相对齐全的养殖工艺模式
、
配套的智能化装备以及先进的饲养管理技术
。
近些年来，在畜禽舍的人工智能识别算法
、
定量精准喂料控制
、
舍内精确环境控制以及网络远端实时控制等等方面已经取得了很好的成绩和应用，环境自动控制技术的水平也正在逐年趋向于智能化
。
整体来看，在畜禽养殖环境控制的精细化
、
低耗能化等方面的研究和实际产品还相对较少
。
因此，研究如何对畜牧养殖环境进行有效的控制与管理
,
进而实现养殖个体与环境的和谐协调，同时尽可能地降低能耗，具有十分重要的现实意义
。
[0003]由于养鸡舍的养殖环境是一个多变量
、<br/>非线性...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于
PLC
和
HMI
的节能型多目标鸡舍环境控制系统，其特征在于，包括：用户
HMI
端，用于用户输入环境控制参数；环境控制
PLC
端，用于根据所述环境控制参数生成环境控制信号；设备端，包括鸡舍中设置的多个风机，用于根据所述环境控制信号控制所述风机运行，其中，所述环境控制端分别与所述用户
HMI
端和所述设备端通过线路连接，所述环境控制参数包括鸡只参数
、
当前日龄
、
通风模式带宽参数
、
通风模式微调比例参数
、
日龄
‑
目标温度
‑
最小通风量
‑
最大通风量数据
、
通风量
‑
风机数据和各个所述风机对应的转速公式回归系数和风量公式回归系数，所述环境控制
PLC
端包括：交互模块，用于接收所述用户
HMI
端发送的所述环境控制参数；数据存储模块，用于存储所述环境控制参数；温度采集模块，包括设置在所述鸡舍不同位置的多个温度传感器，用于采集得到多个温度测量值；鸡舍温度计算模块，用于根据所有所述温度测量值计算得到平均值作为所述鸡舍的实际温度
T
a
；当前目标参数计算模块，用于根据所述当前日龄和所述日龄
‑
目标温度
‑
最小通风量
‑
最大通风量数据得到对应的目标温度
T
s
、
最小通风量
V
min
和最大通风量
V
max
；模式判断模块，用于根据所述目标温度
T
s
、
所述实际温度
T
a
和所述通风模式带宽参数计算得到当前通风模式；鸡只数量计算模块，存储有预设的鸡只数量公式，用于根据所述鸡只参数计算得到所述鸡舍的鸡只数量
N
；通风量计算模块，用于根据所述当前通风模式
、
所述通风模式微调比例参数
、
所述鸡只数量
N、
所述最小通风量
V
min
和所述最大通风量
V
max
计算得到需求通风量
V
；风机判断模块，用于根据所述需求通风量
V
和所述通风量
‑
风机数据得到待控制风机和对应的阈值判断点；静压采集模块，用于采集所述鸡舍中的静压值
P
；转速计算模块，存储有预设的转速公式和风量公式，用于对各个所述待控制风机，根据对应的所述转速公式回归系数
、
所述风量公式回归系数
、
所述阈值判断点和所述静压值
P
计算得到该待控制风机的转速
v
；风机控制信号生成模块，用于根据所述转速
v
生成对应风机的所述环境控制信号
。2.
根据权利要求1所述的基于
PLC
和
HMI
的节能型多目标鸡舍环境控制系统，其特征在于：其中，所述通风模式带宽参数包括最小通风带宽
T1、
过渡通风带宽
T2和隧道通风带宽
T3，所述模式判断模块将所述实际温度
T
a
与所述目标温度
T
s
作差得到温度偏差
T
d
，根据所述温度偏差
T
d
和所述通风模式带宽参数得到所述当前通风模式的具体过程为：
T
d
≤T1时，所述当前通风模式为最小通风模式；
T1＜
T
d
≤T1+T2时，所述当前通风模式为过渡通风模式；
T1+T2＜
T
d
≤T1+T2+T3时，所述当前通风模式为隧道通风模式；
T1+T2+T3＜
T
d
时，所述当前通风模式为最大通风模式
。3.
根据权利要求2所述的基于
PLC
和
HMI
的节能型多目标鸡舍环境控制系统，其特征在于：其中，所述通风模式微调比例参数包括最小通风风量微调比例
X、
微调通风风量最大微调比例
Y
和最大通风风量微调比例
Z
，在所述通风量计算模块中，所述当前通风模式为最小通风模式时所述需求通风量
V
的具体计算公式如下：
V
＝
N*V
min
*(1+X)+N*V
max
*(1+Z)*0.005
，所述当前通风模式为过渡通风模式时所述需求通风量
V
的具体计算公式如下：所述当前通风模式为隧道通风模式时所述需求通风量
V
的具体计算公式如下：
V
f
＝
N*V
min
*(1+X)+V
max
*(1+Z)*Y
，
Δ
V
＝
[N*V
max
*(1+Z)
‑
V
f
]/T3*[T
a
‑
(T
s
+T1+T2)]
，式中
V
f
为微调通风终态风量，所述当前通风模式为最大通风模式时所述需求通风量
V
的具体计算公式如下：
V
＝
N*V
max
*(1+Z)。4.
根据权利要求1所述的基于
PLC
和
HMI
的节能型多目标鸡舍环境控制系统，其特征在于：其中，所述日龄
‑
目标温度
‑
最小通风量
‑
最大通风量数据包括
P
组根据现有的养殖工艺手册设置的养殖数据，每组所述养殖数据包括日龄
、
目标温度
、
最小通风量和最大通风量，所述当前目标参数计算模块将所述当前日龄与各组养殖数据中的日龄进行比较，选取与所述当前日龄最接近且大于等于所述当前日龄的所述日龄对应的养殖数据作为选定养殖数据，将所述选定养殖数据中的目标温度作为所述目标温度
T
s<...

【专利技术属性】
技术研发人员：武杰文，李军祥，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：