基于PLC的規(guī)?；B(yǎng)豬場的溫濕自動控制系統(tǒng)的設(shè)計

1、科類 工科 學(xué)號XXXX 本科生畢業(yè)設(shè)計基于PLC的規(guī)?；B(yǎng)豬場的溫濕自動控制系統(tǒng)的設(shè)計Design for the Automatic Control System of theTemperature And Humidity in the Large Scale Pig FarmXX指導(dǎo)教師： XXX 職稱 副教授 XX大學(xué) XX XXX 學(xué) 院： XXXX學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 年級： 2009 設(shè)計提交日期： 2013.5.7 答辯日期： 2013.5.11 答辯委員會主任： XXX XXX大學(xué)20013 年 5 月 6 日基于PLC的規(guī)?；B(yǎng)豬場的溫濕自動控制系統(tǒng)的設(shè)計X

2、XXXXX學(xué)院，云南 昆明 650201摘 要本文通過采用由溫濕度傳感器、三菱PLC、風(fēng)機、制冷器和供熱泵等溫濕度控制設(shè)備構(gòu)成的控制系統(tǒng)，對哺乳仔豬養(yǎng)豬場內(nèi)溫度和濕度進行控制,維持養(yǎng)豬場內(nèi)的溫濕度在一定范圍內(nèi)，使哺乳仔豬豬群發(fā)揮最佳生長狀況，以提高養(yǎng)豬場的經(jīng)濟效益。本文首先提出兩個方案,再通過對兩個方案優(yōu)缺點的比較,最終確定用方案二。在方案二中傳感器接收到的信號通過外電路比較后，再由與門電路組合,最終把溫濕度信號組成九個組合，九個組合經(jīng)驅(qū)動電路后輸入PLC,最后由PLC控制相應(yīng)電機的啟停。該系統(tǒng)的使用，對降低仔豬的發(fā)病率，增加仔豬的成活率和日增重量有一定的作用。關(guān)鍵詞：規(guī)模化養(yǎng)豬場；溫度控制；

3、濕度控制；PLCScale pig farms of temperature humidity automatic 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

4、 and heat pump, such as temperature and humidity control equipment 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 grow

5、th conditions, in order to improve the economic benefits of 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 sen

6、sor respectively divided into high, medium and low three gears, 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 inc

7、idence of piglets, and increase the survival rate of piglets and growing weight to have certain effect.Keywords: large-scale pig farm; Temperature control; Humidity control; PLC目錄摘要目錄III圖目錄V表目錄VI符號及其計量單位說明VII1 前言12.概述22.1.豬場內(nèi)溫度對哺乳仔豬的影響22.2 養(yǎng)豬場內(nèi)濕度對哺乳仔豬的影響33.規(guī)?；B(yǎng)豬場溫濕度控制方案設(shè)計43.1 規(guī)模化養(yǎng)豬場溫濕度控制方案一43.1.1 方案

8、一的設(shè)計思路43.1.2 方案一的控制流程43.1.3 方案一的優(yōu)缺點53.2 規(guī)模化養(yǎng)豬場溫濕度控制方案二53.2.1 方案二的設(shè)計思路53.2.2 方案二的控制流程53.2.3 方案二的優(yōu)缺點53.3 規(guī)?；B(yǎng)豬場溫濕度最終控制方案的確定64 規(guī)模化養(yǎng)豬場溫濕度系統(tǒng)設(shè)備的選型和計算74.1 電磁閥的選擇74.2 濕簾風(fēng)機系統(tǒng)94.2.1 濕簾風(fēng)機系統(tǒng)概述94.4.2 濕簾風(fēng)機系統(tǒng)的選型與計算104.2.2.1 風(fēng)機的選擇與相關(guān)計算104.2.2.2 水泵的選擇和相關(guān)計算124.3 供熱泵的選擇134.3.1 熱泵概述134.3.2 熱泵的相關(guān)計算144.4 降濕設(shè)備的選擇144.4.1 降

9、濕設(shè)備簡介153.4.2 除濕機的相關(guān)計算154.5 制冷設(shè)備的選擇164.5.1 制冷機簡介164.5.2 制冷機的相關(guān)計算174.6 按鈕、指示燈和報警器的選擇194.7 PLC的選擇204.7.1 PLC的簡介204.7.2 PLC機型選擇的基本原則214.7.3 PLC容量的選擇步驟234.7.4 PLC的選型235 設(shè)計內(nèi)容245.1 設(shè)計介紹245.2 強電系統(tǒng)245.3 自動控制部分的設(shè)計245.3.1 控制面板及其功能245.3.2 PLC的I/O接口分配255.3.3 PLC編程介紹265.3.4 程序初始化設(shè)計295.3.5 自動控制循環(huán)方式305.3.6 報警設(shè)計325.

10、3.7 操作說明336 結(jié)論33參考文獻35致謝36圖目錄圖1 方案二溫濕度信號處理圖6圖 2 最終確定的溫濕度控制方案的流程圖7圖 3 電磁閥工作原理圖9圖 4 濕簾風(fēng)機系統(tǒng)的工作原理和系統(tǒng)組成10表目錄表 1 不同溫濕度情況下各設(shè)備的啟停情況表4表 2 不同溫濕度情況下各設(shè)備的啟停情況表7表 3 4WE 6 E 61/0F WR220-50 N Z5L的相關(guān)技術(shù)參數(shù)9表 4 T30型軸流通風(fēng)機的相關(guān)技術(shù)參數(shù)11表 5 1ZDB漩渦式清水泵相關(guān)技術(shù)參數(shù)13表 6 HWD-78-1工程系列熱泵相關(guān)技術(shù)參數(shù)表14表 1 DH8190C除濕機相關(guān)技術(shù)參數(shù)15表 8 SL-15制冷機的相關(guān)技術(shù)參數(shù)1

11、7表 9 按鈕和燈等設(shè)備的相關(guān)參數(shù)19表 10 PLC的IO接口分配24表 11 基本指令26表 12 初始化程序表27表 13 自動部分程序表28表 14 報警程序的指令表29符號及其計量單位說明P30：有功計算負(fù)荷，單位kW；Kd：需要系數(shù)；Pe： 額定有功功率，單位kW； Q30：無功計算負(fù)荷，單位kvar；S30：視在計算負(fù)荷，單位kVA；I30：計算電流，單位A；：額定電壓，單位kV；cos：功率因數(shù)；：導(dǎo)體所在電路的最大持續(xù)工作電流，單位A； :相應(yīng)于導(dǎo)體額定環(huán)境溫度條件下導(dǎo)體的長期允許電流，單位A； ：熔斷器額定電流，單位A；VII基于PLC的規(guī)模化養(yǎng)豬場的溫濕自動控制系統(tǒng)的設(shè)計

12、1 前言 “豬為六畜之首,豬糧安天下。"中國是世界公認(rèn)的養(yǎng)豬大國,2010年豬存欄量4.7億頭,其中母豬存欄4765萬頭,出欄量6.67億頭,均居世界第一,約占全球的一半。2010年出欄率142，平均每頭母豬年提供出欄豬14頭。2011年，中國豬平均存欄量4.68億頭，總出欄量6.62億頭，出欄率141.總結(jié)這幾年，我國規(guī)?；B(yǎng)豬迅速發(fā)展，未來十年將是中國養(yǎng)豬業(yè)規(guī)?；l(fā)展的黃金期。規(guī)模化養(yǎng)豬要依靠技術(shù)進步提高養(yǎng)豬生產(chǎn)水平.降低成本，提高經(jīng)濟效益。豬生長發(fā)育的潛力是由遺傳決定的，而環(huán)境則決定了這種潛力能在多大程度上反映出來。再好的良種如果沒有適宜的環(huán)境條件，其遺傳優(yōu)勢也不能得到充分發(fā)揮

13、。豬場環(huán)境因子，特別是溫度和濕度，作為豬生長的關(guān)鍵因素，直接影響到豬的生長性能以及是否引發(fā)疾病。仔豬培育是養(yǎng)豬生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，集中反映母豬生產(chǎn)力水平的高低，即每頭母豬年提供斷乳仔豬重（包括斷乳仔豬頭數(shù)及斷乳個體重）。因此，仔豬培育的中心任務(wù)就是獲得最高的成活率和最大的斷乳個體重。哺乳仔豬養(yǎng)豬場溫度、濕度環(huán)境控制的好壞是決定哺乳仔豬育成率高低的重要因素。因此，注重哺乳仔豬的環(huán)境溫度、濕度控制，做好哺乳仔豬局部采暖保溫。以及整個豬舍的濕度控制。對于提高仔豬成活率和母豬的年生產(chǎn)力具有重要的意義。本文經(jīng)過查閱相關(guān)文獻資料，對哺乳仔豬養(yǎng)豬場的環(huán)境溫度、濕度的控制提出控制方案，并經(jīng)過可行性分析最終確定控

14、制方案。根據(jù)最終確定的控制方案而設(shè)計的系統(tǒng)，采用了溫濕度傳感器采集信號并有外電路分別把溫濕度分成高、中、低三檔后輸入PLC，再由PLC根據(jù)輸入的檔位來控制相應(yīng)的溫濕度控制設(shè)備的啟停，是哺乳仔豬豬舍的溫濕度維持在最佳范圍內(nèi)。本系統(tǒng)主要包括了三個部分:輸入PLC的信號采集部分、自動控制部分和手動控制部分。本設(shè)計說明書主要為自動控制部分的說明，敘述了哺乳仔豬舍溫濕度控制方案的設(shè)計、系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的介紹、選型和計算和自動控制部分的設(shè)計和編程等內(nèi)容。2.概述2.1.豬場內(nèi)溫度對哺乳仔豬的影響豬是恒溫動物，其平均直腸溫度為39.2但由于受諸多因素的影響,其體溫可在狹小的范圍內(nèi)波動，變動范圍在38.739.8

15、。熱環(huán)境與豬體生理恒定性密切相關(guān)，而體溫恒定是機體進行正常生命活動和生產(chǎn)的基礎(chǔ)。豬在呼吸、循環(huán)、肌肉活動、采食、消化等過程中不斷產(chǎn)生熱量，并通過傳導(dǎo)、對流、輻射、蒸發(fā)等途徑向周圍環(huán)境散發(fā)。環(huán)境溫度和濕度是豬與其生存環(huán)境保持平衡的重要因素，豬在適宜環(huán)境范圍中，能借助物理調(diào)節(jié)維持正常體溫。當(dāng)環(huán)境溫度逐漸升高或環(huán)境溫度與濕度都較高時，豬體就開始通過加速血液循環(huán)，加快皮膚與呼吸蒸發(fā)散熱調(diào)節(jié)體溫。溫度繼續(xù)升高，豬就表現(xiàn)出活動量和采食量減少，飲水增加，生長緩慢，甚至出現(xiàn)負(fù)增重等熱應(yīng)激反應(yīng)。環(huán)境溫度是影響豬的體溫、心率和行為變化的主要原因，隨著環(huán)境溫度升高超出等熱區(qū)，豬表現(xiàn)出體溫升高、心率加快、呼吸次數(shù)增多

16、及白天活動減少、夜晚活動增加等行為生理熱應(yīng)激反應(yīng)，同時采食量減少，日增重減緩，飲水增加。高溫高濕環(huán)境下，豬的行為生理反應(yīng)和生產(chǎn)性能的熱應(yīng)激反應(yīng)更嚴(yán)重。 從出生到斷奶階段的仔豬稱為哺乳仔豬（吃母乳的仔豬）。仔豬在胎兒期完全依靠母體供給營養(yǎng)物質(zhì)并排出廢物，母體對胎兒來說是個相對穩(wěn)定的生長發(fā)育環(huán)境。與之相比，仔豬出生后生活條件發(fā)生了巨大的變化，仔豬首先要使用肺呼吸；其次是必須用消化道來吸收食物中的營養(yǎng)物質(zhì)；再次是只接受自然條件和人為環(huán)境的影響。哺乳仔豬完全處在人為環(huán)境之中，生死存亡與胎兒期的豬相比受認(rèn)為環(huán)境影響更大、更直接。哺乳仔豬具有以下生理特點：（1）消化器官不發(fā)達，消化腺機能不完善；（2）生長

17、勢強；（3）物質(zhì)代謝旺盛；（4）體溫調(diào)節(jié)機能不完善；（5）抗病力低。哺乳仔豬飼養(yǎng)管理的重點是：是仔豬的成活率高、生長發(fā)育快、個體大小均勻整齊、健康活潑、斷奶體重大，為以后養(yǎng)成育種豬和商品豬打下良好基礎(chǔ)。哺乳仔豬的體溫調(diào)節(jié)不完善主要是因為；(1)神經(jīng)調(diào)節(jié)機能不健全；（2）物理調(diào)節(jié)能力有限；（3）化學(xué)調(diào)節(jié)功能不健全，體內(nèi)能源儲備少。 仔豬剛出生時大腦發(fā)育不夠健全，通過神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)的能力差。，同時仔豬體內(nèi)能源的儲存較少，遇到寒冷血糖很快就降低，如不及時吃到食物很難成活。仔豬正常體溫約為39，剛出生時所需要的環(huán)境溫度為30321，當(dāng)環(huán)境溫度偏低時仔豬體溫開始下降，下降到一定范圍開始回升。仔豬出生后體溫

18、下降的幅度及恢復(fù)所用時間視環(huán)境溫度而變化，環(huán)境溫度越低則體溫下降的溫度越大，恢復(fù)所用時間越長，當(dāng)環(huán)境溫度降低到一定范圍時仔豬則會凍僵、凍死。綜上所述，由于初生仔豬調(diào)節(jié)體溫適應(yīng)環(huán)境的能力差，同時其保溫性能差（皮薄毛疏），虛熱多（體溫較成年豬高）、產(chǎn)熱少（體內(nèi)儲能少），故仔豬對環(huán)境溫度的要求較高，有“小豬畏寒”之說。寒冷對仔豬的直接危害是凍死，同時又是壓死、餓死和下痢的誘因。因為仔豬遇低溫時，體溫降低，行動呆滯，吸乳無力，最終導(dǎo)致被壓死、餓死貨病死。仔豬最適宜的環(huán)境溫度為：03日齡為2935,37日齡為2529,714日齡為2428,1421日齡為2226,2128日齡為2125,2835日齡為2

19、0221。2.2 養(yǎng)豬場內(nèi)濕度對哺乳仔豬的影響 濕度是用來表示空氣中水汽含量多少的物理量，常用相對濕度來表示。豬場內(nèi)空氣的相對濕度對豬的影響，和環(huán)境溫度有密切關(guān)系。無論是幼豬還是成年豬，當(dāng)其所處的環(huán)境溫度是在較佳范圍之內(nèi)時，舍內(nèi)空氣的相對濕度對豬的生產(chǎn)性能基本無影響。試驗表明，若溫度適宜，相對濕度從 55%變到75%，豬的增重?zé)o異常。這時，常出于其他的考慮，來限制相對濕度。例如，考慮到相對濕度過低時豬舍內(nèi)容易飄浮灰塵，過低的相對濕度還對豬的黏膜和抗病力不利;相對濕度過高會使病原體易于繁殖，也會降低豬舍建筑結(jié)構(gòu)和舍內(nèi)設(shè)備的壽命。所以就算是處于較佳溫度范圍內(nèi)，舍內(nèi)空氣的相對濕度也不應(yīng)過低或過高。當(dāng)

20、舍內(nèi)環(huán)境溫度較低時，相對濕度大，會使豬增加寒冷感。這是由于豬的毛、皮吸附了潮濕空氣中的水分后，導(dǎo)熱性增大，使豬體散熱量增大。同時，隨著通風(fēng)換氣，使蘊含于水汽中的大量潛熱流失到舍外，降低了舍溫。因此較低舍溫時，相對濕度大，會影響豬的生產(chǎn)性能，這一點對幼豬更為敏感。例如，據(jù)試驗在冬季相對濕度高的豬舍內(nèi)的仔豬，平均增重比對照組低 48%左右，且易引起下痢、腸炎等疾病。當(dāng)舍內(nèi)環(huán)境溫度較高時，舍內(nèi)相對濕度大，同樣也會影響豬的生產(chǎn)性能。豬原本適應(yīng)濕度變化的能力較強，即使相對濕度超過85%對生長性能影響也不大，但高溫下的高濕，會妨礙豬的蒸發(fā)散熱，從而加劇了高溫的危害。如果溫度超過適宜溫度，相對濕度從40%升

21、高到70%，便會減緩豬的增重。綜合考慮，適宜豬生活的相對濕度為55%75%。3.規(guī)?；B(yǎng)豬場溫濕度控制方案設(shè)計根據(jù)控制要求，維持哺乳仔豬養(yǎng)豬場內(nèi)溫濕度在合適的范圍內(nèi)，以03日齡仔豬為例，維持溫度在3032，濕度在55%75%范圍之內(nèi)。各個設(shè)備在不同溫濕度狀態(tài)下的的啟停如見表1。表 2 不同溫濕度情況下各設(shè)備的啟停情況表Table 1 Under different temperature and humidity each equipment rev. Stop table溫濕度前后窗后窗風(fēng)機濕簾風(fēng)機水泵供熱泵降濕設(shè)備制冷器高溫高濕開開關(guān)關(guān)開開中溫高濕低溫高濕高溫中濕中溫中濕低溫中濕高溫低濕中

22、溫低濕低溫低濕開關(guān)關(guān)關(guān)開關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)開開關(guān)開關(guān)開關(guān)關(guān)開關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)開關(guān)關(guān)開開關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)開關(guān)關(guān)3.1 規(guī)?；B(yǎng)豬場溫濕度控制方案一3.1.1 方案一的設(shè)計思路把溫濕度傳感器采集到的溫濕度信號直接傳輸至控制器，在控制器中進行數(shù)據(jù)比較，先比較濕度在比較溫度濕度?？刂破鞲鶕?jù)比較的結(jié)果來啟停相應(yīng)的溫濕度控制設(shè)備。3.1.2 方案一的控制流程 溫濕度信號傳至控制器后在控制器中先比較濕度的大小，比較得出三個支路：濕度高于75%的、濕度在55%75%之間的和濕度低于55%的，接著對應(yīng)于濕度比較后的每個支路再比較溫度，跟濕度比較的一樣得出三個支路:溫度高于32的、溫度在3032之間的和溫度低于

23、30的。最后總共得出九個支路。例如：溫濕度傳至控制器后先比較濕度，濕度介于55%75%之間，再比較溫度，溫度高于32，則要打開豬場前后窗、停止后窗風(fēng)機、啟動濕簾風(fēng)機水泵、停止供熱泵、停止降濕設(shè)備、啟動制冷器，等待60s后，再返回去進行溫濕度的比較。其他支路也是如此。方案一的控制流程如附圖1所示。3.1.3 方案一的優(yōu)缺點 控制思路簡單清晰，但是若采用PLC做控制器則此方案不可行，因為PLC內(nèi)部沒有數(shù)據(jù)比較這個功能。采用單片機來控制是可行的，單片機可以進行數(shù)據(jù)的比較，但是單片機最大的缺點就是穩(wěn)定性不強，抗干擾能力差。3.2 規(guī)?；B(yǎng)豬場溫濕度控制方案二3.2.1 方案二的設(shè)計思路由于單片機的抗干

24、擾性和穩(wěn)定性都不強，而PLC的抗干擾性和穩(wěn)定性都比較好，所以還是考慮用PLC來控制。PLC中不能進行數(shù)據(jù)比較，就在PLC外部進行數(shù)據(jù)比較，再把比較好的信號傳入PLC,，由PLC根據(jù)信號來控制響應(yīng)點的啟停。3.2.2 方案二的控制流程如圖1所示, 最后PLC根據(jù)輸入啟停溫濕度控制設(shè)備。 PLC根據(jù)輸入信號啟停溫濕度控制設(shè)備,如附圖2所示。例如，當(dāng)輸入為高溫高濕時，由PLC打開豬場的前后窗、后窗風(fēng)機、降濕設(shè)備、置冷器、警示燈。同時關(guān)閉濕簾風(fēng)機水泵、供熱泵、報警器。等待60s后，再返回去進行溫濕度的檢測。 圖 1 方案二溫濕度信號處理圖Figure 1 Scheme two Temperature

25、and humidity signal processing diagram3.2.3 方案二的優(yōu)缺點方案二采用了PLC進行控制，穩(wěn)定性和抗干擾能力都有了保障，控制思路清晰明了。3.3 規(guī)模化養(yǎng)豬場溫濕度最終控制方案的確定單片機是單片微型計算機的簡稱，它是把微型計算機的各個功能部件，及中央處理器CPU隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、定時/計數(shù)器及I/O接口電路集成在一塊芯片上，構(gòu)成一個既小巧有完善的計算機硬件系統(tǒng)，可實現(xiàn)微型計算機的基本功能。單片機具有以下特點：體積小、控制功能強、成本低。使用溫度范圍廣，芯片本身是按工業(yè)測控環(huán)境要求設(shè)計的。易于擴展，很容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。低電壓、低

26、功耗。集成度高?？梢苑奖愕貙崿F(xiàn)多機和分布式控制，從而使整個控制系統(tǒng)的效率和可靠性大為高。和PLC（關(guān)于PLC將在后文介紹）相比，單片機的穩(wěn)定性和抗干擾能力沒有PLC那么強,同時單片機使用的語言是匯編語言，跟PLC所使用的梯形圖或者狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖相比，復(fù)雜了很多，不易于被廣大電氣技術(shù)人員所理解。由于PLC內(nèi)部不能進行數(shù)據(jù)的比較，單片機內(nèi)部可以比較數(shù)據(jù)的比較，但由于單片機穩(wěn)定性和抗干擾能力不強，所以不采用方案一。最終確定采用方案二。表 3 不同溫濕度情況下各設(shè)備的啟停情況表Table 2 Under different temperature and humidity each equipment r

27、ev. Stop table溫濕度前后窗后窗風(fēng)機濕簾風(fēng)機水泵供熱泵降濕設(shè)備制冷器高溫高濕開開關(guān)關(guān)開開中溫高濕開關(guān)關(guān)關(guān)開關(guān)低溫高濕關(guān)關(guān)關(guān)開開關(guān)高溫中濕開關(guān)開關(guān)關(guān)開中溫中濕關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)低溫中濕關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)關(guān) 高溫低濕關(guān)關(guān)開關(guān)關(guān)開中溫低濕開關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)低溫低濕關(guān)關(guān)關(guān)開關(guān)關(guān)最終確定的控制方案為方案二。方案二的控制流程:先由外電路把溫度分成高(大于32)、中(3032)、低(低于30),濕度分成高(高于75)、中(5575)、低(低于55)。再由與門把溫的六個檔組成九個組合,九個組合經(jīng)驅(qū)動電路后輸入PLC,如圖2圖 2 最終確定的溫濕度控制方案的流程圖Figure2 Ultimately determine

28、 the temperature and humidity control program flow chart4 規(guī)模化養(yǎng)豬場溫濕度系統(tǒng)設(shè)備的選型和計算4.1 電磁閥的選擇在液壓系統(tǒng)中，用于控制和調(diào)節(jié)工作壓力的高低、流量大小以及改變流量方向的元件，統(tǒng)稱為液壓控制閥。液壓控制閥通過對工作液體的壓力、流量以及流液方向的控制與調(diào)節(jié)，從而可以控制液壓執(zhí)行元件的開啟、停止和換向，調(diào)節(jié)其運動速度和輸出扭矩（或力）。 液壓控制閥按功能分類有：(1) 壓力控制閥用于控制或調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)或回路壓力的閥，如溢流閥、減壓閥、順序閥壓力繼電器等；(2) 方向控制閥用于控制或調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)或回路中方向及其通和斷，從而控制

29、執(zhí)行元件的運動方向及其啟動、停止的閥。如單向閥、換向閥等；(3) 流量控制閥用于控制或調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)或回路中工作液體流量大小的閥。如節(jié)流閥、調(diào)速閥、分集流閥等。 在液壓傳動系統(tǒng)中廣泛采用的是滑閥式換向閥，電磁換向閥是用電磁鐵的吸力來推動閥芯運動以變換流體流動方向的控制閥，簡稱電磁閥。電磁換向閥有滑閥和球閥兩種結(jié)構(gòu)，通常所說的電磁換向閥為滑閥結(jié)構(gòu)，稱球狀或錐狀閥芯的電磁換向閥為電磁換向座閥，也稱電磁球閥。 本設(shè)計利用電磁閥來控制豬場前后窗的開和關(guān)。本系統(tǒng)所選用的電磁閥型號為：4WE 6 E 61/0F WR220-50 N Z5L。WE型方向控制閥是電磁鐵操作的換向滑閥,用以控制油液的開啟,停止和

30、方向。其工作原理如圖4。這種方向控制閥主要包括閥體(1),1個或2個電磁鐵(2),控制閥芯(3)和1個或2個復(fù)位彈簧(4)。在未通電的狀態(tài)下,控制閥芯(3)由復(fù)位彈簧(4)保持在中間或初始位置(脈沖閥除外),控制閥芯(3)由濕式電磁鐵(2)操作。為了保證獲得滿意的操作,務(wù)必使電磁鐵的壓力腔充滿油液。電磁鐵(2)的力經(jīng)過推桿(5)作用在控制閥芯(3)上,將其由靜止推向所需位置.這就使油液從P至A,B至T,P至B或A至T自由流動。當(dāng)電磁鐵(2)斷電時,控制閥芯(3)被復(fù)位彈簧(4)推向初始位置。可選的手動應(yīng)急操(6)在電磁鐵不通電的情況下可控制閥芯(3)運動。 圖 3 電磁閥工作原理圖Figure

31、 3 olenoid valve working principle diagram 4WE 6 E 61/0F WR220-50 N Z5L是包括帶2個切換位置,2個電磁鐵和1個定位機構(gòu)的方向控制閥。兩個切換位分別固定,因此沒有必要使電磁鐵一直通電。 4WE 6 E 61/0F WR220-50 N Z5L電磁換向閥的相關(guān)技術(shù)參數(shù)見表1。 表 4 4WE 6 E 61/0F WR220-50 N Z5L的相關(guān)技術(shù)參數(shù)Table 3 Related technical parameters of 4WE 61/OF WR220-50 N Z5L工作油口4型號WE公稱通徑（mm）6閥芯形式E設(shè)計

32、系列號61定位形式機械定位應(yīng)急操作帶手動應(yīng)急操作按鈕插頭形式方形帶燈插頭密封件丁晴橡膠符號W220-50輸入電壓220V頻率50Hz允許壓差±10%電磁閥與供電線路連接的導(dǎo)線為截面為2.5mm2的鋁線，選用的熔體電流為1A的熔斷器FU9為RC1A-5/1，接觸器為CJ20-10。4.2 濕簾風(fēng)機系統(tǒng)4.2.1 濕簾風(fēng)機系統(tǒng)概述 濕簾風(fēng)機系統(tǒng)的工作原理與組成有圖5所示。濕簾風(fēng)機系統(tǒng)具有降溫、增濕和結(jié)晶孔空氣的功能。第一，降溫系統(tǒng)。（1）“濕簾-負(fù)壓風(fēng)機”降溫系統(tǒng)是由紙質(zhì)多孔濕簾、水循環(huán)系統(tǒng)、風(fēng)扇組成。未飽和的空氣流經(jīng)多孔、濕潤的濕簾表面時，大量水分蒸發(fā)，空氣中由溫度體現(xiàn)的顯熱轉(zhuǎn)化蒸發(fā)潛

33、熱，從而降低空氣自身的溫度。風(fēng)扇抽風(fēng)時將經(jīng)過濕簾降溫的冷空氣源源不斷引入室內(nèi)，從而達到降溫效果。（2）濕簾冷風(fēng)機降溫是用循環(huán)水泵不間斷地把接水盤內(nèi)的水抽出，并通過布水系統(tǒng)均勻地噴淋在蒸發(fā)過濾層上，使室外熱空氣通過蒸發(fā)換熱器(蒸發(fā)濕簾)內(nèi)與水分進行熱量交換，通過水蒸發(fā)而達到降溫、清涼，潔凈的空氣則由低噪音風(fēng)機加壓送入室內(nèi)，以此達到降溫效果。第二，增濕系統(tǒng)。濕簾作為增濕介質(zhì)時，多用于種植園、溫室及其他某些對濕度要求較高的特殊行業(yè)。由于濕簾具有吸水、耐水、擴散速度快，效能持久等特點，很適合用于調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度。第三，過濾系統(tǒng)。濕簾還具有通風(fēng)透氣和耐腐蝕性能，對空氣中污塵具有極好的過濾作用，是無毒無味潔凈

34、增濕、給氧降溫的環(huán)保材料，所以也用作空氣凈化和過濾的介質(zhì)。 圖 4 濕簾風(fēng)機系統(tǒng)的工作原理和系統(tǒng)組成Figure 4 Wet curtain fan system working principle and system composition4.4.2 濕簾風(fēng)機系統(tǒng)的選型與計算濕簾風(fēng)機系統(tǒng)包括濕簾、風(fēng)機和水泵，下面主要介紹風(fēng)機和水泵的選擇及其相關(guān)計算。4.2.2.1 風(fēng)機的選擇與相關(guān)計算 系統(tǒng)采用4臺T30型軸流通風(fēng)機，T30型軸流通風(fēng)機是一種結(jié)構(gòu)簡單，噪音較小的低壓軸流壓通風(fēng)機。適用于廠房、倉庫、辦公室、住宅通風(fēng)換氣，加強暖氣散熱，也可以去掉機殼安裝在排氣管道內(nèi)，以提高管道內(nèi)的風(fēng)壓。 表

35、5 T30型軸流通風(fēng)機的相關(guān)技術(shù)參數(shù)Table 4 Related technical parameters of T30 type of axial flow fan機號(No.) 轉(zhuǎn)速(r/min) 風(fēng)量(m3/h) 全壓(Pa) 配用電機(Kw) 2.529002000137.20.25-2P1450100034.30.09-4P329003230179.30.37-2P1450161044.10.12-4P3.5290051502450.75-2P1450256060.80.18-4P429007700319.51.5-2P1450388081.30.18-4P514507500126

36、.40.55-4P 經(jīng)過綜合比較，采用了機號為3功率為0.37kW風(fēng)機。電動機型號T30-3；數(shù)量為4臺；參數(shù)：額定功率為0.37kW，工作電壓AC/220V,頻率為50Hz,額定轉(zhuǎn)速為2900r/min，風(fēng)量m3/h,全壓為179.3Pa。風(fēng)機的額定電流為； 220V的低壓線路的導(dǎo)線截面按長期發(fā)熱允許電流來選擇，按允許電壓損失條件進行校驗。導(dǎo)體所在電路的最大持續(xù)工作電流應(yīng)小于等于導(dǎo)體長期發(fā)熱的允許電流，即： 式中 通過相線的計算電流； 溫度修正系數(shù)：取環(huán)境溫度為30，則K=0.94； 相應(yīng)于導(dǎo)體額定環(huán)境溫度條件下導(dǎo)體的長期允許電流。濕簾風(fēng)機： 濕簾風(fēng)機配電干線： 熱繼電器的選擇：根據(jù)被控制的

37、電氣設(shè)備的額定電流，應(yīng)使保護設(shè)備及被控制設(shè)備兩者的額定電流相等，空氣開關(guān)的電壓應(yīng)大于或等于所有的電源的額定電壓。其中：風(fēng)機額定電壓為220V,額定電流為1.68A，所以選擇熱繼電器型號為JR20-10L/7R。熔斷器的選擇：熔斷器選擇的主要內(nèi)容是熔體額定電流的確定。溶體額定電流的確定：在選擇和計算溶體電流的時候，應(yīng)考慮電動機的啟動電流。用熔斷器保護電動機時，如果要達到過載保護的目的（即線路中無熱繼電器的情況），熔斷器在小倍數(shù)過載時能動作，其熔體的額定電流就應(yīng)當(dāng)盡可能的接近電動機的額定電流，而要保證電動機能正常起動，熔斷器在通過起動電流時又不應(yīng)不動作。綜合考慮兩方面的要求，取熔體的額定電流為用于

38、保護單臺長期工作的電動機，按下式計算：用于保護單臺長期工作的電動機，按下式計算：(1.52.5) 對于多臺電動機負(fù)載的短路保護，按下式計算：(1.52.5) +其余電動機的計算負(fù)載電流根據(jù)以上條件算出：風(fēng)機電動機FU7的額定電流為： =2.5×1.68+3×1.79=9.57A根據(jù)計算的結(jié)果選擇額定電流為10A的熔斷器FU7型號為RC1A-10/10。接觸器的選擇： 根據(jù)負(fù)載額定電壓確定接觸器的額定電壓，根據(jù)負(fù)載電流確定額定電流（對接觸器的主觸頭而言），并根據(jù)外界實際條件加以修正。最終確定KM5型號為CJ20-10。 后窗風(fēng)機也選用4臺此型號風(fēng)機，其相關(guān)計算也和濕簾風(fēng)機的一

39、樣。4.2.2.2 水泵的選擇和相關(guān)計算 水泵使用1ZDB漩渦式清水泵，1ZDB 漩渦式清水泵采用直聯(lián)自吸式結(jié)構(gòu)設(shè)計。具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、耗電小流量大、揚程高、操作維護方便、可靠性高、無需每次灌水便可使用，是一種理想的家用增壓泵。家用增壓一般配合小水罐和壓力開關(guān)使用可以根據(jù)壓力變化實現(xiàn)全自動運行。適用于城鎮(zhèn)和農(nóng)村家庭、花園旅館及別墅等場合增壓。該泵單獨使用時，也可配在設(shè)備上用于輸送不含雜質(zhì)和腐蝕性的生產(chǎn)流程水。表 6 1ZDB漩渦式清水泵相關(guān)技術(shù)參數(shù)Table 5 Related technical parametersof 1 ZDB vortex type clear water pum

40、p產(chǎn)品型號電動機水泵功率（W）轉(zhuǎn)速（r/min）電壓（V）頻率（Hz)最大流量（T/h）最大揚程（m）最大吸程（m）進出口徑（int）1ZDB353702850220502.435811ZDB455503.5451ZDB6575065 電動機型號為1ZDB35；數(shù)量為1臺；參數(shù)：額定功率為0.37kW，工作電壓AC/220V,頻率為50Hz,額定轉(zhuǎn)速為2850r/min。水泵的最大流量為2.4t/h，最大揚程為35m,最大吸程為8m，進出口徑為1寸（33mm)。水泵的電機的計算和選擇方法與單臺風(fēng)機的一樣。FR4型號為JR20-10L/7R。FU6的選型:(1.52.5) =（1.52.5）&#

41、215;1.79=2.694.48A所以FU6型號為RC1A-5/5，KM4型號為CJ20-10。4.3 供熱泵的選擇供熱泵是豬場環(huán)境溫度低時向豬場提供熱量，以提高豬場的環(huán)境溫度，下面主要是熱泵的介紹及相關(guān)計算。4.3.1 熱泵概述熱泵技術(shù)是近年來在全世界倍受關(guān)注的新能源技術(shù)。人們所熟悉的“泵”是一種可以提高位能的機械設(shè)備，比如水泵主要是將水從低位抽到高位。而“熱泵”是一種能從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱能，經(jīng)過電力做功，提供可被人們所用的高品位熱能的裝置。以消耗一部分低品位能源（機械能、電能或高溫?zé)崮埽檠a償，使熱能從低溫?zé)嵩聪蚋邷責(zé)嵩磦鬟f的裝置。其實質(zhì)是借助降低一定量的功的品位，提

42、供品位較低而數(shù)量更多的能量。由于熱泵能將低溫?zé)崮苻D(zhuǎn)換為高溫?zé)崮?，提高能源的有效利用率，因此是回收低溫余熱、利用環(huán)境介質(zhì)（地下水、地表水、土壤和室外空氣等）中儲存的能量的重要途徑。 熱泵的分類按熱源獲取來源的種類分有水源熱泵，地源熱泵，空氣源熱泵，雙源熱泵（水源熱泵和空氣源熱泵結(jié)合）。下面主要介紹水源熱泵。水源熱泵的工作原理是：地球表面淺層水源（一般在1000 米以內(nèi)），如地下水、地表的河流、湖泊和海洋，吸收了太陽進入地球的相當(dāng)?shù)妮椛淠芰?，并且水源的溫度一般都十分穩(wěn)定。水源熱泵技術(shù)的工作原理就是：通過輸入少量高品位能源（如電能），實現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉(zhuǎn)移。水體分別作為冬季熱泵供暖的熱源和夏季空

43、調(diào)的冷源，即在夏季將建筑物中的熱量“取”出來，釋放到水體中去，由于水源溫度低，所以可以高效地帶走熱量，以達到夏季給建筑物室內(nèi)制冷的目的；而冬季，則是通過水源熱泵機組，從水源中“提取”熱能，送到建筑物中采暖。 先進性在于與鍋爐（電、燃料）和空氣源熱泵的供熱系統(tǒng)相比，水源熱泵具明顯的優(yōu)勢。鍋爐供熱只能將90%98%的電能或70%90%的燃料內(nèi)能轉(zhuǎn)化為熱量，供用戶使用，因此地源熱泵要比電鍋爐加熱節(jié)省三分之二以上的電能，比燃料鍋爐節(jié)省二分之一以上的能量；由于水源熱泵的熱源溫度全年較為穩(wěn)定，一般為1025，其制冷、制熱系數(shù)可達3.54.4，與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比，要高出40%左右，其運行費用為普通中央空

44、調(diào)的50%60%。因此，近十幾年來，水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在北美及中、北歐等國家取得了較快的發(fā)展，尤其是近五年來，中國的水源熱泵市場也日趨活躍，使該項技術(shù)得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，成為一種有效的供熱和供冷空調(diào)技術(shù)。4.3.2 熱泵的相關(guān)計算 表 7 HWD-78-1工程系列熱泵相關(guān)技術(shù)參數(shù)表Table 6 Related technical parametersof HWD-78-1 engineering series pump型號輸入功率最大輸出功率電源主機尺寸質(zhì)量噪音HWD-78-1.5H1.25KW4.855KW220V/50Hz280×820×85556kg60dB 根據(jù)設(shè)

45、定，設(shè)計的系統(tǒng)使用兩臺1.25kW的工程系列熱泵，型號為HWD-78-1.5H，其相關(guān)技術(shù)參數(shù)見表3。熱泵電機的額定電流：導(dǎo)體截面的選擇：熱泵電機： 熱泵配電干線： FR3的型號為JR20-10L/11R 。 FU5的的選擇：1.5 +=1.5×5.68+5.68=14.2AFU5的型號為RC1A-15/15，KM3型號為CJ20-16。4.4 降濕設(shè)備的選擇 豬場濕度過高時，降濕設(shè)備的使用可以降低豬場環(huán)境濕度。4.4.1 降濕設(shè)備簡介 除濕機又稱為抽濕機，一般可分為家用除濕機和工業(yè)除濕機兩大類，屬于制冷空調(diào)家庭中的一個小成員。通常，除濕機由壓縮機、熱交換器、風(fēng)扇、盛水器、機殼及控制

46、器組成，其工作原理是：由風(fēng)扇將潮濕空氣抽入機內(nèi)，通過熱交換器，此時空氣中的水份冷凝成水珠，變成干燥的空氣排出機外，如此循環(huán)使室內(nèi)濕度降低。目前全球除濕機的主要產(chǎn)地集中在意大利、日本、中國和中國臺灣等地，中國在全球除濕機市場中的地位日益顯著。特別是工業(yè)除濕機，應(yīng)用在醫(yī)藥，醫(yī)院，電子，計算機，食品行業(yè)居多；目前，家用除濕機在中國國內(nèi)市場才剛剛起步，還沒有完全被中國的消費者認(rèn)知。本系統(tǒng)中所選用的除濕機為工業(yè)除濕機DH8190C。其相關(guān)技術(shù)參數(shù)見表5。 表 8 DH8190C除濕機相關(guān)技術(shù)參數(shù)Table 7 Related technical parametersof DH-8190 C dehumi

47、difier型號除濕量適用面積電源輸入功率環(huán)境溫度外形尺寸凈重DH8190C192L/D170280m2380V/50Hz3.2kW58510×1700×710mm125kg3.4.2 除濕機的相關(guān)計算所選用的除濕機型號為DH8190C工業(yè)除濕機，臺數(shù)為2臺。參數(shù)：額定功率為3.2kW，工作電壓3/AC/380；重量為125Kg。查工廠供電附錄表1查得：， ， 有功功率： 無功功率： 導(dǎo)線截面的選擇：依照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，380V的低壓線路的導(dǎo)線截面按長期發(fā)熱允許電流來選擇，按允許電壓損失條件進行校驗。 導(dǎo)體所在電路的最大持續(xù)工作電流應(yīng)小于等于導(dǎo)體長期發(fā)熱的允許電流，即： 式中

48、 通過相線的計算電流； 溫度修正系數(shù)：取環(huán)境溫度為30，則K=0.94； 相應(yīng)于導(dǎo)體額定環(huán)境溫度條件下導(dǎo)體的長期允許電流。除濕機電動機： 除濕機配電干線：I30=4.86+4.86=9.72A 除濕機及其配電干線的導(dǎo)線選用導(dǎo)體截面為2.5mm2的鋁導(dǎo)線。FU2型號為RC1A-5/5,FR1型號為JR20-10L/11R ，F(xiàn)U1型號為RC1A-10/10，KM1型號為CJ20-16。FU的型號為RC1A-15/15，QS的型號為HD173/118，RC1A-30/30，導(dǎo)線L2為截面為4mm2鋁線。4.5 制冷設(shè)備的選擇 制冷設(shè)備主要是在夏天時使用，夏日高溫時會使豬場的溫度過高，使用制冷設(shè)備可

49、以降低豬場環(huán)境溫度。本節(jié)主要介紹制冷機和制冷機的選型計算。4.5.1 制冷機簡介制冷設(shè)備選用制冷機。制冷機將具有較低溫度的被冷卻物體的熱量轉(zhuǎn)移給環(huán)境介質(zhì)從而獲得冷量的機器。從較低溫度物體轉(zhuǎn)移的熱量習(xí)慣上稱為冷量。制冷機內(nèi)參與熱力過程變化（能量轉(zhuǎn)換和熱量轉(zhuǎn)移）的工質(zhì)稱為制冷劑。制冷機廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中。制冷機根據(jù)工作原理分有（1）壓縮式制冷機。依靠壓縮機的作用提高制冷劑的壓力以實現(xiàn)制冷循環(huán)，按制冷劑種類又可分為蒸氣壓縮式制冷機（以液壓蒸發(fā)制冷為基礎(chǔ)，制冷劑要發(fā)生周期性的氣-液相變）和氣體壓縮式制冷機（以高壓氣體膨脹制冷為基礎(chǔ)，制冷劑始終處于氣體狀態(tài)）兩種。（2）吸收式制冷機。依靠吸

50、收器-發(fā)生器組（熱化學(xué)壓縮器）的作用完成制冷循環(huán)，又可分為氨水吸收式、溴化鋰吸收式和吸收擴散式3種。（3）蒸汽噴射式制冷機。依靠蒸汽噴射器（噴射式壓縮器）的作用完成制冷循環(huán)。（4）半導(dǎo)體制冷器。利用半導(dǎo)體的熱-電效應(yīng)制取冷量。制冷機的主要性能指標(biāo)有工作溫度（對蒸氣壓縮式制冷機為蒸發(fā)溫度和冷凝溫度，對氣體壓縮式制冷機和半導(dǎo)體制冷器為被冷物體的溫度和冷卻介質(zhì)的溫度），制冷量（制冷機單位時間內(nèi)從被冷卻物體移去的熱量）、功率或耗熱量、制冷系數(shù)（衡量壓縮式制冷機經(jīng)濟性的指標(biāo)，指消耗單位功所能得到的冷量）以及熱力系數(shù)（衡量吸收式和蒸汽噴射式制冷機經(jīng)濟性的指標(biāo)，指消耗單位熱量所能得到的冷量）等?，F(xiàn)代制冷機以

51、蒸氣壓縮式制冷機應(yīng)用最廣。4.5.2 制冷機的相關(guān)計算選用的制冷機為SL-15型的水冷機。其相關(guān)技術(shù)參數(shù)見表6。制冷機型號為SL-15，臺數(shù)為3臺。其相關(guān)計算如下：查工廠供電附錄表1查得：， ，有功功率： 無功功率： 表 9 SL-15制冷機的相關(guān)技術(shù)參數(shù)Table 8 Related technical parametersof SL-15 chiller型號SL-15制冷量（W)36000電源380V/50Hz壓縮機類型活塞式全封閉制冷壓縮機水泵功率(kW)1.5水泵流量（m3)7.5蒸發(fā)器形式水箱式/板式熱交換器水箱容積（L)180冷凝器管殼式冷媒R22節(jié)流方式毛細管/熱力膨脹閥保護裝置相序、過載、高低壓、防凍、延時、超溫外形尺寸（mm)1400×800×1300導(dǎo)線截面的選擇：依照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，380V的低壓線路的導(dǎo)線截面按長期發(fā)熱允許電流來選擇，按允許電壓損失條件進行校驗。 導(dǎo)體所在電路的最大持續(xù)工作電流應(yīng)小于等于導(dǎo)體長期發(fā)熱的允許電