基于PLC的养鸡场智能化监控系统设计.doc

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1、基于PLC的养鸡场智能化监控系统设计作者：张宏伟解应博陈凯彬来源：《软件导刊》2017年第08期        摘要：为了解决规模化养鸡场自动化管理中存在的监测参数众多的问题，提出一种以PLC为核心处理器的多参数智能化监控系统。传感器将采集到的环境参数值传送到PLC，经过PLC处理后传送到上位机，上位机对数据进行分析、存储和显示，并发送相应指令到PLC来控制设备开启或关闭。结果表明，该系统检测灵敏，控制设备反应迅速，可使鸡舍环境参数控制在适宜范围内。        关键词：PLC；多参数；上位机；智能化监控        DOIDOI

2、：10.11907/rjdk.        中图分类号：TP319        文献标识码：A文章编号文章编号：1672-7800（2017）008-0091-03        0引言        我国是世界的鸡肉生产大国和消费大国，特别是近年来随着我国经济的快速发展，人们生活水平不断提高，对鸡肉的需求量更是日益递增。面对鸡肉需求量的增加，传统一家一户的散养模式已不能满足市场需求[1]。对鸡舍内的环境参数进行实时在线监测和控制是养殖自动化管理的关键[2]。传统养鸡场主要是凭借工人长年累月积累的经验来判断鸡舍内温度、湿度和氨气的

3、浓度是否合适，从而开启或关闭相应的控制设备，不利于规模化养殖[3]。        随着科学技术的进步，促使传统落后的养殖模式向专业化、规模化、信息化方向发展，监控系统也朝着网络化、集成化、智能化方向发展。黄驰[4]提出了一种基于ARM11和Linux的DS18B20温度测量系统，实现了温度数据的采集处理和显示；赵娟等[5]根据AVR单片机的相关功能设计了一种气体监测系统，可以对舍内的有害气体浓度进行监测，并且通过RS485总线将检测到的数据传送到上位机来控制相关设备，但是存在单片机故障率高、不易扩展、对环境依赖性大、开发周期长等缺点

4、；崔曦元等[6]提出了一种基于ZigBee技术的空气净化系统设计方案，利用ZigBee技术传输采集到的参数。但鸡舍内部环境相对复杂，导致无线传输抗干扰性差，不稳定。        针对上述问题，本文提出一种基于PLC的多参数智能化监控系统，该监控系统能够实现对鸡舍内温度、湿度和氨气浓度的实时在线监测和控制。        1系统总体设计        监控系统整体结构主要包括温湿度传感器、氨气浓度传感器、PLC、上位机、通风系统、加热系统、降温系统、增湿系统等几部分。系统结构框架如图1所示。        温湿度传感器和氨气传感器将采

5、集到的参数变换成电信号，经过A/D转换模块将电信号转变为相应的数字信号传输到PLC，经PLC处理后传送到上位机，上位机通过组态王6.55编写相应程序，通过数据分析和处理，将采集到的数值与根据实际情况设定的温度、湿度和氨气浓度值进行比较，将编写好的相关控制指令传送到PLC，从而控制通风系统、降温系统、加热系统和增湿系统的启动或者停止。        2系统硬件设计        2.1传感器选型        温湿度传感器能将鸡舍内采集到的温度值与湿度值转换成容易被测量的电信号，满足达到A/D转换模块对输入量的相关参数要求。本系统采用J

6、CJ175A温湿度一体式传感器，可选配RS485通讯接口，能够实现温湿度的多点数据采集和实时通讯，其标准的modbus通讯协议为后期软件处理带来很大方便，并且能够通过各种编程语言或组态软件实现数据的分析和处理。温度测量范围为0～50℃，湿度测量范围为0～100%RH，温度测量误差在±0.5℃以内，相对湿度测量误差≤±3%RH。        氨气浓度检测选用JCJ280氨气传感器，JCJ280氨气传感器用于检测空气中的氨气浓度，测量精确，具有良好的稳定性和可靠性，响应速度快，其工作量程为0～100ppm，电源为24VDC，能适应的工作

7、环境为-40～70℃，湿度        2.2I/O分配表        根据鸡舍环境的实际监控需求，该监控系统采用系统启动、系统停止、喷雾器开启、喷雾器关闭等24个开关量输入，湿帘窗电机正转、湿帘窗电机反转等15个开关量输出，温湿度传感器等5路模拟量输入，通风机电机1路模拟量输出。部分端口分配如表1所示。        2.3PLC选型及接线        根据I/O分配情况，监控系统选择使用S7-300系列的PLC作为控制器，数字量输入模块选用SM321模块，该模块和暖风机开、暖风机关等开关量相连，数字量输出模块使用SM322模

8、块，可以实现PLC内部信号电平到控制过程所要求的外部信号电平转换，模拟量的输入和输出模块分别选用SM331和SM332两个模块，开关量接线图如图2所示。        2.4通风系统设计        对于不同季节鸡舍通