摘要：蛋鸡舍的环境控制是蛋鸡养殖过程中需要严格调控，对鸡体健康和生产性能会产生重要的影响。环境控制器主要目 的是实现家禽养殖自动化提供保障， 降低人工成本，实现养殖利益最大化，该文依据实际生产养殖管理经验，本着操作实 用简单的方向，对普通蛋鸡舍的环控器进行设计，主要由HMI与数据采集模块2大部分组成。

　　关键词： 蛋鸡,鸡舍,环境控制器,HMI

　　0 引言

　　养殖环境的稳定主要是温度、湿度、通风量、 CO2 浓度等一系列关于养殖有关影响因素的稳定[1-2] 。在冬 季，温度低会影响鸡群健康及采食量[3] ，增加养殖成 本;通风影响舍内空气质量，甚至导致鸡群患上呼吸道 疾病，影响产蛋率，降低利润;过度通风导致鸡群体感 温度下降，产生冷应激反应[4-5] 。在夏季，高温会影响鸡 群采食，减少产蛋，降低利润[6] ;通风不足影响舍内空 气质量，导致鸡只患呼吸道疾病，影响产蛋率，同样降 低利润[7] ;湿度太大会降低鸡群的体感温度，鸡群产生 冷应激反应[6 ， 8] 。总之，舍内环境的稳定对于养殖而言 至关重要，好的养殖环境不仅能够保证鸡群健康，降低用户养殖成本，更能够提升鸡群产能，增加养殖户的利润。

　　1 基本情况

　　试验地点选取了位于内蒙古乌海市海南区的某农业 开发有限责任公司，该公司主要从事蛋鸡养殖，本次试 验对公司养殖场鸡舍原有环控器进行了更换。

　　2 现存主要问题

　　2.1 组合控制相互无关联

　　舍内环控为2套独立控制器， 各控制舍内10台风 机，该组合控制相互无关联，无法统一控制舍内环境， 导致舍内环境控控制程度较差，舍内养殖环境不稳定。

　　2.2 控制信号来源不同

　　控制器的控制信号来源不同，导致舍内环境控制不稳定。

　　2.3 应急情况下环控器不稳定

　　环控器已经出现故障，导致舍内环控手动操作，不 便于养殖环境的稳定控制，尤其在夜间出现应急情况时 (大风降温等)，舍内无法达到稳定的养殖环境。

　　2.4 故障情况下数据来源不准确

　　舍内部分传感器出现故障或者不准的情况，导致环控器的数据来源不准，不能准确的控制舍内环境。

　　3 主要实施方案

　　3.1 主要方案

　　本方案采用单舍单环境控制器的控制模式，暨一台环控器控制一栋舍舍内所有环控机构。

　　3.1.1 传感器

　　( 1 )温度传感器。本方案设计有4个温度传感器， 均匀分布在鸡舍内，将平均温度值作为风机工作状态的 数据来源。支持传感器故障报警，传感器发生故障时， 会发出故障报警信号用以提醒用户，同时系统会自动屏 蔽掉故障的传感器，并将正常传感器的平均值作为控制参 数继续控制环控执行器。温度探头均支持校准功能，用于 定期对探头进行校准和修订。传感器布置位置，见图1

　　( 2 )湿度传感器。本方案中设计有湿度报警功 能，当舍内水帘未启动，且湿度达到报警值后，系统将 发出报警信号，用以提醒进行舍内检查。同时具有湿度 传感器故障报警功能，当湿度探头发生故障时，将发出 故障报警，用于提醒用户及时检修湿度传感器，以避免 因湿度传感器故障带来的影响。

　　( 3 )CO2浓度传感器。 CO2浓度传感器用于实时检 测舍内CO2浓度，本设计有超CO2浓度高限报警功能， 当舍内CO2浓度高于设定值后，系统将自动发出报警信 号，用于提醒进行舍内检查。具有CO2浓度传感器故障 报警功能，当探头发生故障时，系统将发出故障报警， 用于提醒用户及时检修传感器，避免CO2浓度传感器故 障带来的影响。

　　3.1.2 传感器故障报警程序

　　传感器故障报警程序代码如下： if t10 - t11 >= 2 then

　　ys = ys + 1 else ys = 0 endif

　　if ys > 30 then bj3 = 1

　　bjxx3 = “传感器故障”

　　else

　　bj3 = 0

　　bjxx3 = “正常” endif

　　if t11 - t10 >= 2 then

　　ys1 = ys1 + 1 else ys1 = 0 endif

　　if ys1 > 30 then bj4 = 1

　　bjxx4 = “传感器故障”

　　else

　　bj4 = 0

　　bjxx4 = “正常” endif

　　3.2 风机控制

　　将风机分为6组，通风级别控制为6级，风机分组情 况见图2.每组风机按照回差控制方式进行控制，回差 值支持用户随时更改，以符合实际使用工况。舍内风机运 行状态会随着舍内的温度变化而变化。具体程序如下：

　　if dqwd - mbwd > mbwdhc then

　　fjys = fjys + 1 else fjys = 0 endif

　　iffjys > 30 then

　　f0 = 1

　　a = 1

　　tfzjl0 = 1 endif

　　if dqwd + mbwdhc < mbwd then

　　tfzjl0 = 0 a = 0

　　endif

　　if dqwd - mbwd > (mbwdhc1 + mbwdhc) then

　　fjys1 = fjys1 + 1 else fjys1 = 0

　　endif

　　iffjys1 > 30 then

　　f1 = 1

　　tfzjl0 = 2 else

　　f1 = 0 endif

　　if dqwd - mbwd > (mbwdhc1 + mbwdhc + mbwdhc2 ) then

　　fjys2 = fjys2 + 1 else fjys2 = 0

　　endif

　　iffjys2 > 30 then

　　f2 = 1

　　tfzjl0 = 3 else

　　f2 = 0 endif

　　通风模式为7种：最小通风模式、 一级到六级通风 模式。其中1组风机既作为最小通风的风机进行周期通 风，同时也作为一级通风的常开风机。例如：目标温度 设定20 ℃,回差1设定为1 ℃,回差2设定为2 ℃,回差3 设定为3 ℃,当舍内温度达到20 ～21 ℃时，舍内启动最 小通风模式，最小通风模式下， 1组风机按照用户设定时 间进行运行，即运行多长时间、停止多长时间， 以此为周 期进行循环运行。当舍内温度达到21 ～22 ℃时，舍内启 动1级通风，当舍内温度达到21 ～22 ℃时，舍内启动2级 通风， 以此类推。通风模式的风机运行情况见表1.最 小通风程序代码如下：

　　if c < ( zxqdsj * 60) then c = c + 1

　　f0 = 1 d= 0

　　endif

　　if c = ( zxqdsj * 60) then

　　f0 = 0

　　d = d + 1 endif

　　if d = (zxtzsj * 60 ) then

　　c = 0 d = 0 endif

　　3.3 通风小窗控制

　　小窗开口度控制模式采用通风级别控制，随着鸡舍 内通风级别的不同，小窗自动开启不同角度，实现稳定 的通风速度。小窗控制主要在舍内进行横向通风模式 启用，当舍内通风为纵向通风模式时，通风小窗全部关 闭，以保证水帘降温效果的最佳化。

　　3.3.1 横向通风小窗的控制

　　通风小窗控制采用电动推杆电机作为驱动，推杆电 机支持执行反馈型信号，可以通过系统实时显示小窗开 口度，方便用户的管理。小窗开口度和通风级别见表2.

　　3.3.2 纵向通风小窗的控制

　　纵向通风模式下，系统会自动关闭所有小窗。 3.3.3 小窗开启与关闭采用互锁电路控制小窗开启与关闭采用互锁电路控制，见图3.

　　3.4 水帘控制

　　由于水帘降温具有滞后性，本方案水帘控制采用2 种控制模式：阶段模式和常开模式。水帘工作状态有4个参数控制，即阶段模式启动温度、常开模式启动温 度、阶段模式周期、阶段模式运行时间。 4个参数根据 用户实际需求进行设定，阶段模式启动温度设定值原则 上要大于目标温度+通风回差6的值，且低于常启模式启 动温度值。

　　3.4.1 阶段模式

　　当达到最大通风级别，且舍内温度高于阶段喷淋模 式启动温度时，舍内通风模式由横向转向纵向，舍内所 有小窗自动关闭，系统将自动启动水帘按照人工设定的 周期和时间运行。

　　3.4.2 常开模式

　　开启阶段模式降低舍内温度后，仍不能降低舍内温 度，且舍内温度高于常开模式启动温度后，系统将水帘 自动切换为常开状态，保证舍内达到最大降温状态。

　　3.5 饲养管理

　　配置有简单的饲养管理辅助功能，帮助用户记录舍 内存栏量、日死淘等数据。

　　3.6 报警功能

　　本方案配置报警功能：缺项报警、断电报警、关键 电路断路报警、高低温报警、传感器故障报警、风机故障 报警等，方便用户对设备的管理。具体报警程序如下：

　　if dqwd > gwbj then

　　ys2 = ys2 + 1 else ys2 = 0 endif

　　if ys2 > 30 then bj0 = 1

　　bjxx = “高温报警” else

　　bj0 = 0

　　bjxx = “正常” endif

　　if dqwd < dwbj then

　　ys3 = ys3 + 1 else ys3 = 0 endif

　　if ys3 > 30 then bj1 =1

　　bjxx1 = “低温报警” else

　　bj1 = 0

　　bjxx1 = “正常” endif

　　if gwbj < dwbj then bj2 = 1

　　bjxx2 = “高低温报警设定错误”

　　else

　　bj2 = 0

　　bjxx2 = “正常” endif

　　if jwwd < ( mbwd + mbwdhc + mbwdhc1 + mbwdhc2 + mbwdhc3 + mbwdhc4 + mbwdhc5 ) then

　　bj15 = 1

　　bjxx15 = “降温温度设定错误” else

　　bj15 = 0

　　bjxx15 = “正常” endif

　　3.7 独立高低温报警系统

　　系统具备独立的高低温报警系统，当主系统发生异 常不能及时报警时，独立高低温报警系统发出报警，双 报警系统的建立，为舍内环境提供安全保障。

　　3.8 远程监控

　　配置有远程监控功能，通过手机或电脑就实时对环 控运行情况进行查看和参数修改，方便用户管理。

　　3.9 定时报警自测

　　根据用户设定的时间进行报警自测，确定系统报警 功能是否正常，在设定的时间如果未能听到系统自测报 警，请立即进舍查看。

　　3.10 远程电话报警

　　系统出现除断电故障外的报警异常时，第一时间将 报警信息以电话、短信的形式通知管理人员，如果第一 个管理人员未接听电话，系统会持续给设置人员打电话 报警，直到作出回应为止。环控系统的报警功能尤为重 要，建议每周进行报警功能模拟测试。

　　4 运行结果

　　在实际的运行过程中，能够保证鸡舍的正常环境需 求，比较直观的调控画面见图4.操作简单明了，对于 目前的鸡场员工结构，鸡场管理技术人员学历都不高， 针对这一特点，从实际考虑设计操作简单。本环控系统 切实解决蛋鸡产业标准化推广进程中存在的关键问题及 蛋鸡养殖企业在实际运营中遇到的技术难题，促进蛋鸡 养殖产业实用技术的推广与乡村振兴工作相结合，发挥 规模化企业在乡村振兴过程中的科技引领和支撑作用[9] 。 把企业新技术的推广利用工作和乡村振兴相融合，达到 让规模化养殖场实现了蛋鸡养殖产品额外的增产增值、地 区蛋鸡养殖稳定发展和农牧民持续增收的目的[10]。

　　5 总结

　　本环控系统存优势：自动化控制养殖场环境，精准 调控各项环境参数;及时接收养鸡场预警信息，快速对 异常、突发情况作出反应;建立管理数据库，逐步探 索出规范化、科学化的养殖方案，提升产蛋率;精确把控能源消耗，减少资源浪费。该环控系统在目前国内相 同的技术支撑面上，处于领先地位。在2020年申请了专 利，彻底解决蛋鸡养殖户的环控问题。实现易操作、实 用性强、远程控制方便、综合众多养殖环控系统的优 点。本系统的使用大大减少人为的错误率，增加养殖户 的生产效益，减少工人的工作量，缓解目前的用工荒， 在一定程度上提高人工效率。在推广本环控系统过程 中，结合目前蛋鸡的规模化发展，把整套的环控系统及 设定模式推行在蛋鸡养殖企业， 在近3年推广过程中取 得显著的经济效益，也促使蛋鸡产业的良性健康发展， 推进蛋鸡规模化、标准化养殖模式的快速发展，通过科 技服务以点带面，提高全市蛋鸡养殖水平，促进养殖户 增产增效。

      参考文献

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　　[9] 张利庠.我国蛋鸡产业高质量发展助力乡村振兴[J] . 中国畜 牧业， 2021( 17 )：33-36 .

[10] 付金禄，李丽华，贾宇琛，等 .基于“企业+农户”模式的 肉鸡养殖精准化管理平台[J] . 山西农业大学学报：自然科学 版， 2022 ，42( 6 )：54-65 .