基于PLC的规模化养猪场的温湿自动控制系统的设计解读

1、 XXXX 学号科类 工科 本科生毕业设计 基于基于 PLC 的规模化养猪场的温湿自动控制系统的设计的规模化养猪场的温湿自动控制系统的设计 Design for the Automatic Control System of theTemperature And Humidity in the Large Scale Pig Farm XX 指导教师： XXX 职称 副教授 XX 大学 XX XXX 学 院： XXXX 学院 专 业： 电气工程及其自动化 年级： 2009 设计提交日期： 2013.5.7 答辩日期： 2013.5.11 答辩委员会主任： XXX XXX 大学 20013 年

2、5 月 6 日 PLC 的规模化养猪场的温湿自动控制系统的设计基于 XX 650201 昆明 XXXX 学院，云南 要 摘 、风机、制冷器和供热泵等温湿度 PLC 本文通过采用由温湿度传感器、三菱维持养猪,控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以提高养猪场使哺乳仔猪猪群发挥最佳生长状况，场内的温湿度在一定范围内， 的经济效益。最终确定用方案再通过对两个方案优缺点的比较,本文首先提出两个方案,最二。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,控 PLC 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 制相应电机的启停。增加仔猪的成活

3、率和日增重量有一定该系统的使用，对降低仔猪的发病率， 的作用。PLC 规模化养猪场；温度控制；湿度控制；关键词： Scale pig farms of temperature humidity automatic control system based on PLC of design Tanjing I ， Faculty of Engineering and Technology Yunan Agricultural UniversityHeilongtan Kunming 650201 ABSTRACT Are adopted in this paper, the temperatur

4、e and humidity sensor, mitsubishi PLC, fan, refrigerator 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 hum

5、idity, makes the lactation piglet pigs play optimal growth 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 signa

6、l by comparing the external temperature and humidity sensor 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 m

7、otor rev. Stop. The use of the system, to reduce the incidence 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 II 目录 摘要 . 目录. III 图目录. V 表目录. VI 符号及其计量单位说明. VII 1 前言. 1 2.概述. 2

8、 2.1.猪场内温度对哺乳仔猪的影响 . 2 2.2 养猪场内湿度对哺乳仔猪的影响 . 3 3.规模化养猪场温湿度控制方案设计. 4 3.1 规模化养猪场温湿度控制方案一 . 4 3.1.1 方案一的设计思路. 4 3.1.2 方案一的控制流程. 4 3.1.3 方案一的优缺点. 5 3.2 规模化养猪场温湿度控制方案二 . 5 3.2.1 方案二的设计思路. 5 3.2.2 方案二的控制流程. 5 3.2.3 方案二的优缺点. 5 3.3 规模化养猪场温湿度最终控制方案的确定 . 6 4 规模化养猪场温湿度系统设备的选型和计算. 7 4.1 电磁阀的选择 . 7 4.2 湿帘风机系统 . 9

9、 4.2.1 湿帘风机系统概述. 9 4.4.2 湿帘风机系统的选型与计算. 10 4.2.2.1 风机的选择与相关计算. 10 4.2.2.2 水泵的选择和相关计算. 12 4.3 供热泵的选择 . 13 III 3 1 热泵概述. 4.3.1 4 1 热泵的相关计算. 4.3.2 4 1 . 4.4 降湿设备的选择 5 1 降湿设备简介. 4.4.1 5 1 除湿机的相关计算. 3.4.2 6 . 1 制冷设备的选择 4.5 6 . 14.5.1 制冷机简介 7 . 14.5.2 制冷机的相关计算 9 . 14.6 按钮、指示灯和报警器的选择 0 . 24.7 PLC 的选择 0 . 24

10、.7.1 PLC 的简介 1 2 机型选择的基本原则 . 4.7.2 PLC3 2容量的选择步骤 . 4.7.3 PLC3 2 的选型 . 4.7.4 PLC4 2 设计内容. 5 4 2 . 5.1 设计介绍4 . 25.2 强电系统4 . 25.3 自动控制部分的设计 4 . 25.3.1 控制面板及其功能 5 2接口分配 . I/O5.3.2 PLC 的 6 2 编程介绍 . 5.3.3 PLC9 2 程序初始化设计. 5.3.4 0 . 35.3.5 自动控制循环方式 2 3. 5.3.6 报警设计 3 35.3.7 操作说明. 4 . 36 结论 5 3 参考文献. 6 3. 致谢

11、IV 图目录图目录 图 1 方案二温湿度信号处理图 . 6 图 2 最终确定的温湿度控制方案的流程图. 7 图 3 电磁阀工作原理图. 9 图 4 湿帘风机系统的工作原理和系统组成. 10 V 表目录表目录 4 1 不同温湿度情况下各设备的启停情况表. 表 7 2 不同温湿度情况下各设备的启停情况表. 表 9 的相关技术参数 3 4WE 6 E 61/0F WR220-50 N Z5L . 表 1 1 型轴流通风机的相关技术参数 . 表 4 T30 3 . 1 表 5 1ZDB 漩涡式清水泵相关技术参数 4 1 . 表 6 HWD-78-1 工程系列热泵相关技术参数表表 1 DH8190C 除

12、湿机相关技术参数 . 15 表 8 SL-15 制冷机的相关技术参数 . 17 表 9 按钮和灯等设备的相关参数. 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 自动部分程序表. 28 表 14 报警程序的指令表. 29 VI 符号及其计量单位说明符号及其计量单位说明 k； P：有功计算负荷，单位W30K：需要系数； dk 额定有功功率，单位；Pe： Wkvar；Q：无功计算负荷，单位 30k；：视在计算负荷，单位 SVA30IA；：计算电流，单位 30UkV；：额定电压，单位 n ：功率因数；cosIA； ：导体所

13、在电路的最大持续工作电流，单位maxgIA；相应于导体额定环境温度条件下导体的长期允许电流，单位 :alIA； ：熔断器额定电流，单位RTR VII 基于 PLC 的规模化养猪场的温湿自动控制系统的设计 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

14、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，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

15、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

16、温湿1 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

17、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

18、，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，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。 2

19、 ，同时仔猪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。 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。1，当环境温仔猪正常体温约为 39，刚出生时所需要的环境温度为 3032仔猪出生后体温下降的度偏低时仔猪体温开始下降，下降到一定范围开始回升。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。 （皮综上所述，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，故仔猪对环境温薄毛疏） ，虚热多（体温较成年猪高） 、产热少（体内储能少）度的要求较高，有“小猪畏寒”之说。寒

20、冷对仔猪的直接危害是冻死，同时又是吸乳无力，压死、体温降低，行动呆滞，饿死和下痢的诱因。因为仔猪遇低温时，日龄为 29 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 22211429,7日龄为 2428,14735,3日龄为 251 。2235 日龄为 20252826,21日龄为 21,28 2.2 养猪场内湿度对哺乳仔猪的影响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。猪场湿 无论是幼猪还是成年猪，和环境温度有密切关系。内空气的相对湿度对猪的影响，舍内空气的相对湿度对猪的生产性能当其所处的环境温度是在较佳范围之内时， ，猪的增重无异 55%变到 75%基本

21、无影响。试验表明，若温度适宜，相对湿度从常。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相对湿度过;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所以就算是也会降低猪舍建筑结构和舍内设备的寿命。高会使病原体易于繁殖， 处于较佳温度范围内，舍内空气的相对湿度也不应过低或过高。这是由于猪的毛、当舍内环境温度较低时，相对湿度大，会使猪增加寒冷感。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，随着通因此较低舍温时，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。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，据试验在冬左右，且易引

22、起下痢、 48%季相对湿度高的猪舍内的仔猪，平均增重比对照组低同样也会影响猪的生产当舍内环境温度较高时，肠炎等疾病。舍内相对湿度大，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3 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。如果综合考虑，升高到 70%，便会减缓猪的增重。相对湿度从温度超过适宜温度，40% 。适宜猪生活的相对湿度为 55%75% 规模化养猪场温湿度控制方案设计 3.日 3 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0 范围之内。，湿度在 55%75%龄仔猪为例，维持温度在 3032 。各个设备在不同温湿度状态下

23、的的启停如见表 1 不同温湿度情况下各设备的启停情况表表 2 Table 1 Under different temperature and humidity each equipment rev. Stop table 制供湿帘 降湿 后窗 前 风机 冷热温湿度 后 泵 窗 风机 器水泵 设备 开关 高温高湿 开 开 开关 关 中温高湿关开 开 关关 开关 低温高湿 开关 关关 开关关 高温中湿 关 开开 关 关 中温中湿 关关 关 关 关 低温中湿关关关 关 关 开 高温低湿关 关关 关 开 关 中温低湿关关 开关 关 低温低湿 关关 关 关关开 规模化养猪场温湿度控制方案一 3.1 3.

24、1.1 方案一的设计思路在控制器中进行数把温湿度传感器采集到的温湿度信号直接传输至控制器，控制器根据比较的结果来启停相应的温湿据比较，先比较湿度在比较温度湿度。 度控制设备。 3.1.2 方案一的控制流程比较得出三个支路： 温湿度信号传至控制器后在控制器中先比较湿度的大小，的，接着对应于湿度比 55%55%75%之间的和湿度低于湿度高于 75%的、湿度在:温度高于 32 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例如：30之间的和温度低于的。最后总共得出九个支路。3230 的、温度在之间，再比较温度，温度温湿度传至控制器后先比较湿度，湿度介于 55%75%4 高于 32，则要打开猪

25、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 来控制。PLC

26、 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。 高温高湿高温高湿高温高温中湿高温中湿温度中温.电流晶体比较温湿与门模数低温.电压管驱度传转换转换.高湿.湿度动电电路电路感器电路电路路中湿低湿低温低

27、湿低温低湿 1 1 方案二温湿度信号处理图图用 PLC 中的时钟功能进行控制。 Figure 1 Scheme two Temperature and humidity signal processing diagram 方案二的优缺点 3.2.3 控制思路清进行控制，稳定性和抗干扰能力都有了保障，方案二采用了 PLC云南农业大学工程技术学院毕业设计电气工程及其自动化专业5 规模化养猪场中温湿度信号的采集与处理及手动控制部分的设计题目 审核方案二的控制流程图晰明了。 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

28、 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

29、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 3 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 制降湿供湿帘 后窗温湿度 前 冷热风机后 泵 器设备风机窗 水泵 高温高湿 开 开 关 开关 开中温高湿 开关 开关 关 关 低温高湿开 关 关 关关 开高温中湿 关 开 关开 开关 中温中湿 关 关 关 关关 关低温中湿

30、关 关 关 关关 关 高温低湿 开 关 关关 关 开6 关 关 关 关 关中温低湿 开 关 开关 关 低温低湿 关关 先由外电路把温度分成:最终确定的控制方案为方案二。方案二的控制流程、中)75),湿度分成高(高于32(30)、低(低于 30(高大于 32)、中九个组合。再由与门把温的六个档组成九个组合,低于 55)(5575)、低(2 PLC,如图经驱动电路后输入 高温高湿高温高湿高温高温中湿高温中湿温度中温.电流晶体比较温湿与门模数低温.电压管驱度传转换转换.高湿.湿度动电电路电路感器电路电路路中湿低湿低温低湿低温低湿 最终确定的温湿度控制方案的流程图图最终确定的温湿度控制方案的流程图图

31、2 用 PLC 中的时钟功能进行控制。Ultimately determine the temperature and humidity control program flow chart Figure2 4 规模化养猪场温湿度系统设备的选型和计算 4.1 电磁阀的选择流量大小以及改变流量方在液压系统中，用于控制和调节工作压力的高低、云南农业大学工程技术学院毕业设计电气工程及其自动化专业向的元件，统称为液压控制阀。液压控制阀通过对工作液体的压力、流量以及流规模化养猪场中温湿度信号的采集与处理及手动控制部分的设计题目审核液方向的控制与调节，从而可以控制液压执行元件的开启、停止和换向，调节其方案

32、二的控制流程图运动速度和输出扭矩（或力） 。 液压控制阀按功能分类有：(1) 压力控制阀用于控制或调节液压系统或回路压力的阀，如溢流阀、减压阀、顺序阀压力继电器等；(2) 方向控制阀用于控制或调节液压系统或回路中方向及其通和断，从而控制执行元件的运动方向及其启动、停止的阀。如单向阀、换向阀等；(3) 流量控制阀用于控制或调节液压系统或回路中工作液体流量大小的阀。如节流阀、调速阀、分集流阀等。 在液压传动系统中广泛采用的是滑阀式换向阀，电磁换向阀是用电磁铁的吸力来推动阀芯运动以变换流体流动方向的控制阀，简称电磁阀。电磁换向阀有滑阀和球阀两种结构，通常所说的电磁换向阀为滑阀结构，称球状或锥状阀芯的

33、电磁换向阀为电磁换向座阀，也称电磁球阀。 本设计利用电磁阀来控制猪场前后窗的开和关。本系统所选用的电磁阀型号7 4WE 6 E 61/0F WR220-50 N Z5L 为：。停止和方 WE 型方向控制阀是电磁铁操作的换向滑阀,用以控制油液的开启,(2),个电磁铁(1),1 个或 2 向。其工作原理如图 4。这种方向控制阀主要包括阀体由复位弹控制阀芯,(3)(4)控制阀芯(3)和1 个或 2 个复位弹簧。在未通电的状态下操作。控制阀芯(3)(2)由湿式电磁铁簧(4)保持在中间或初始位置(脉冲阀除外),的力经过,务必使电磁铁的压力腔充满油液。电磁铁(2)为了保证获得满意的操作 (5)作用在控制阀

34、推杆 TA 至至 B或.这就使油液从 P 至 A,B 至 T,P 芯(3)上,将其由静止推向所需位置可选推向初始位置。(3)被复位弹簧(4)自由流动。当电磁铁(2)断电时,控制阀芯 运动。(6)在电磁铁不通电的情况下可控制阀芯(3)的手动应急操 3 3 电磁阀工作原理图电磁阀工作原理图 图图 Figure 3 olenoid valve working principle diagram 个电磁铁和,2 是包括带 2 个切换位置 4WE 6 E 61/0F WR220-50 N Z5L 个1 因此没有必要使电磁铁一直,定位机构的方向控制阀。两个切换位分别固定 通电。 1。 4WE 6 E 61

35、/0F WR220-50 N Z5L 电磁换向阀的相关技术参数见表 4 4 4WE4WE 6 6 E E 61/0F61/0F WR220-50WR220-50 N N Z5LZ5L 的相关技术参数表的相关技术参数表 Related technical parameters of 4WE 61/OF WR220-50 N Z5LTable 3 4 工作油口8 型号公称通径（mm） 阀芯形式 WE 6 E61 设计系列号 机械定位定位形式 应急操作 带手动应急操作按钮 方形带灯插头插头形式 丁晴橡胶密封件 W220-50 符号 220V 输入电压 50Hz 频率 10% 允许压差 2的铝线，选用

36、的熔体电流为电磁阀与供电线路连接的导线为截面为 2.5mm CJ20-10 为 RC1A-5/1，接触器为。1A 的熔断器 FU9 4.2 湿帘风机系统 4.2.1 湿帘风机系统概述增湿 5 所示。湿帘风机系统具有降温、 湿帘风机系统的工作原理与组成有图负压风机”降温系统是由纸“湿帘-（和结晶孔空气的功能。第一，降温系统。1）质多孔湿帘、水循环系统、风扇组成。未饱和的空气流经多孔、湿润的湿帘表面从而降低空气自身空气中由温度体现的显热转化蒸发潜热，大量水分蒸发，时，从而达到降温风扇抽风时将经过湿帘降温的冷空气源源不断引入室内，的温度。并通过 2 效果。 （）湿帘冷风机降温是用循环水泵不间断地把接

37、水盘内的水抽出，)使室外热空气通过蒸发换热器(蒸发湿帘布水系统均匀地喷淋在蒸发过滤层上，洁净的空气则由低噪音通过水蒸发而达到降温、清凉，内与水分进行热量交换，湿帘作为增湿介质时，增湿系统。风机加压送入室内，以此达到降温效果。第二，由于湿帘具有吸水、多用于种植园、温室及其他某些对湿度要求较高的特殊行业。耐水、扩散速度快，效能持久等特点，很适合用于调节室内湿度。第三，过滤系是对空气中污尘具有极好的过滤作用，统。湿帘还具有通风透气和耐腐蚀性能， 无毒无味洁净增湿、给氧降温的环保材料，所以也用作空气净化和过滤的介质。9 图 4 湿帘风机系统的工作原理和系统组成 Figure 4 Wet curtain

38、 fan system working principle and system composition 4.4.2 湿帘风机系统的选型与计算下面主要介绍风机和水泵的选择及其湿帘风机系统包括湿帘、风机和水泵， 相关计算。 4.2.2.1 风机的选择与相关计算型轴流通风机是一种结构简单，噪音型轴流通风机，T30 系统采用 4 台 T30 较小的低压轴流压通风机。适用于厂房、仓库、办公室、住宅通风换气，加强暖 气散热，也可以去掉机壳安装在排气管道内，以提高管道内的风压。 表 5 T30 型轴流通风机的相关技术参数 Table 4 Related technical parameters of T3

39、0 type of axial flow fan 风量转速机号 配用电机 全压3(Kw) (No.) (r/min) /h) (m(Pa) 0.25-2P 2900 137.2 2000 2.5 0.09-4P 1000 34.3 1450 0.37-2P 3230 2900 179.3 3 0.12-4P 1450 1610 44.1 0.75-2P 5150 245 2900 3.5 0.18-4P 1450 2560 60.8 1.5-2P 319.5 2900 4 7700 10 0.18-4P 1450 3880 81.3 0.55-4P 1450 126.4 5 7500 ；T30

40、-3 功率为 0.37kW 风机。电动机型号经过综合比较，采用了机号为 3 额定50Hz,AC/220V,频率为数量为 4 台；参数：额定功率为 0.37kW，工作电压3 。全压为 2900r/min，风量 m179.3Pa/h,转速为 风机的额定电流为；pI0.37/0.221.68A NUNN220V 的低压线路的导线截面按长期发热允许电流来选择，按允许电压损失条件进行校验。 I应小于等于导体长期发热的允许电流，导体所在电路的最大持续工作电流maxg即： I IkNalI通过相线的计算电流； 式中 N，则K=0.94； 温度修正系数：取环境温度为 30kC 相应于导体额定环境温度条件下导体

41、的长期允许电流。 Ial湿帘风机： I1.68 NA.I791 alK0.94湿帘风机配电干线： I41.797.16A al 热继电器的选择：根据被控制的电气设备的额定电流，应使保护设备及被控制设备两者的额定电流相等，空气开关的电压应大于或等于所有的电源的额定电压。其中：风机额定电压为 220V,额定电流为 1.68A，所以选择热继电器型号为 JR20-10L/7R。 熔断器的选择： 熔断器选择的主要内容是熔体额定电流的确定。溶体额定电流的确定：在选择和计算溶体电流的时候，应考虑电动机的启动电流。用熔断器保护电动机时，如果要达到过载保护的目的（即线路中无热继电器的情况） ，熔断器在小倍数过载

42、时能动作，其熔体的额定电流就应当尽可能的接近电动机的额定电流，而要保11 综合考虑两方面熔断器在通过起动电流时又不应不动作。证电动机能正常起动， 的要求，取熔体的额定电流为用于保护单台长期工作的电按下式计算：用于保护单台长期工作的电动机， 动机，按下式计算： 2.5) (1.5II30RTR 对于多台电动机负载的短路保护，按下式计算： 其余电动机的计算负载电流 2.5) +(1.5IIMAXN.RTR 根据以上条件算出： 的额定电流为：风机电动机FU71.79=9.57A 1.68+3 =2.5IRTR RC1A-10/10。10A 的熔断器 FU7 型号为根据计算的结果选择额定电流为 接触器

43、的选择：根据负载额定电压确定接触器的额定电压，根据负载电流确定额定电流（对 型号为，并根据外界实际条件加以修正。最终确定 KM5 接触器的主触头而言） CJ20-10。 4 台此型号风机，其相关计算也和湿帘风机的一样。 后窗风机也选用 4.2.2.2 水泵的选择和相关计算漩涡式清水泵采用直联自吸式结构设 1ZDB 水泵使用 1ZDB 漩涡式清水泵， 可靠性高、操作维护方便、重量轻、耗电小流量大、扬程高、计。具有结构紧凑、家用增压一般配合小水罐和是一种理想的家用增压泵。无需每次灌水便可使用，花园适用于城镇和农村家庭、压力开关使用可以根据压力变化实现全自动运行。也可配在设备上用于输送不含杂质和该泵

44、单独使用时，旅馆及别墅等场合增压。 腐蚀性的生产流程水。 漩涡式清水泵相关技术参数表 6 1ZDBTable 5 Related technical parametersof 1 ZDB vortex type clear water pump 产 电动机 水泵 品 型频率最大流最大扬最大吸电压转速进出口径 号功率（W） ） m m T/h V r/min（） （）量（Hz) （）程（）程（） （int 370 1 220 1ZDB35 2850 8 35 2.4 50 12 455501ZDB453.5651ZDB65750 电动机型号为 1ZDB35；数量为 1 台；参数：额定功率为 0.

45、37kW，工作电压 AC/220V,频率为 50Hz,额定转速为 2850r/min。水泵的最大流量为 2.4t/h，最大扬程为 35m,最大吸程为 8m，进出口径为 1 寸（33mm)。 水泵的电机的计算和选择方法与单台风机的一样。FR4 型号为 JR20-10L/7R。 FU6 的选型: (1.52.5) =（1.52.5）1.79=2.694.48A II30RTR所以 FU6 型号为 RC1A-5/5，KM4 型号为 CJ20-10。 4.3 供热泵的选择 供热泵是猪场环境温度低时向猪场提供热量，以提高猪场的环境温度，下面主要是热泵的介绍及相关计算。 4.3.1 热泵概述 热泵技术是近

46、年来在全世界倍受关注的新能源技术。人们所熟悉的“泵”是一种可以提高位能的机械设备，比如水泵主要是将水从低位抽到高位。而“热泵”是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，经过电力做功，提供可被人们所用的高品位热能的装置。以消耗一部分低品位能源（机械能、电能或高温热能）为补偿，使热能从低温热源向高温热源传递的装置。其实质是借助降低一定量的功的品位，提供品位较低而数量更多的能量。由于热泵能将低温热能转换为高温热能，提高能源的有效利用率，因此是回收低温余热、利用环境介质（地下水、地表水、土壤和室外空气等）中储存的能量的重要途径。 热泵的分类按热源获取来源的种类分有水源热泵，地源热泵，空气源热泵

47、，双源热泵（水源热泵和空气源热泵结合） 。下面主要介绍水源热泵。 水源热泵的工作原理是：地球表面浅层水源（一般在 1000 米以内） ，如地下水、地表的河流、湖泊和海洋，吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量，并且水源的温度一般都十分稳定。水源热泵技术的工作原理就是：通过输入少量高品位能源（如电能） ，实现低温位热能向高温位转移。水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在夏季将建筑物中的热量“取”出来，释放到水体中去，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，以达到夏季给建筑物室内制冷的目的；而冬季，则是通过水源热泵机组，从水源中“提取”热能，送到13 建筑物中采暖。先进性在于与锅炉（电、

48、燃料）和空气源热泵的供热系统相比，水源热泵的燃料内能转化为热 90%98%的电能或 70%具明显的优势。锅炉供热只能将 90%量，供用户使用，因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比一燃料锅炉节省二分之一以上的能量；由于水源热泵的热源温度全年较为稳定， ，与传统的空气源热泵相比，要4.425，其制冷、制热系数可达 3.510 般为。因此，近十几年来，水高出 40%左右，其运行费用为普通中央空调的 50%60%尤其是近五年来，源热泵空调系统在北美及中、北欧等国家取得了较快的发展，中国的水源热泵市场也日趋活跃，使该项技术得到了相当广泛的应用，成为一 种有效的供热和供冷空调技术。 4.3

49、.2 热泵的相关计算 7 HWD-78-1 工程系列热泵相关技术参数表 表 Related technical parametersof HWD-78-1 engineering series pump Table 6 其相关，型号为 HWD-78-1.5H 根据设定，设计的系统使用两台 1.25kW 的工程系列热泵， 输最大 噪音主机尺寸 型号 输入功率 质量 电源 出功率 855 1.25KW 82056kg 4.855KW 220V/50Hz 280HWD-78-1.5H 60dB 3。技术参数见表 热泵电机的额定电流：p1.25/0.225.68IA NUNN导体截面的选择： 热泵电机

50、： I5.68 NA.04I6 alK0.94热泵配电干线： I26.0412.08A alFR3 的型号为 JR20-10L/11R 。 FU5 的的选择： III=1.51.5 +5.68+5.68=14.2A 3030RTRFU5 的型号为 RC1A-15/15，KM3 型号为CJ20-16。 4.4 降湿设备的选择 猪场湿度过高时，降湿设备的使用可以降低猪场环境湿度。 14 4.4.1 降湿设备简介除湿机又称为抽湿机，一般可分为家用除湿机和工业除湿机两大类，属于 制冷空调家庭中的一个小成员。通常，除湿机由压缩机、热交换器、风扇、盛水器、机壳及控制器组成，其工作原理是：由风扇将潮湿空气抽

51、入机内，通过热交如此循环使室变成干燥的空气排出机外，换器，此时空气中的水份冷凝成水珠， 内湿度降低。中日本、中国和中国台湾等地，目前全球除湿机的主要产地集中在意大利、医院，特别是工业除湿机，应用在医药，国在全球除湿机市场中的地位日益显著。电子，计算机，食品行业居多；目前，家用除湿机在中国国内市场才刚刚起步， 还没有完全被中国的消费者认知。 5。本系统中所选用的除湿机为工业除湿机 DH8190C。其相关技术参数见表 8190C8190C 除湿机相关技术参数 表 8 8 DHDHRelated technical parametersof DH-8190 C dehumidifier Table

52、7 外形尺输入功环境温 除湿量 适用面电源 型号 净重 寸积 度 率 5108DH5192L/D 3.2kW 170 380V/50125kg 2 Hz 8190C 280m1700710mm 除湿机的相关计算 3.4.2 额定功台。参数：8190C 工业除湿机，台数为 2 所选用的除湿机型号为 DH 。3/AC/380；重量为 125Kg 率为 3.2kW，工作电压8K0. ，查工厂供电附录表 1 查得：，80cos.750.tandPKP0.83.22.56kW 有功功率： ed30P0.752.561.92kvarQtan 无功功率：3030223.21.92kVAS2.56 30S3.

53、2/(30.38)I4.86A 3030U3N导线截面的选择： 15 的低压线路的导线截面按长期发热允许电流来选 380V 依照国家标准规定， 择，按允许电压损失条件进行校验。I应小于等于导体长期发热的允许 导体所在电路的最大持续工作电流maxg 电流，即： IkIal30 通过相线的计算电流；式中 I30 ，则 K=0.94 温度修正系数：取环境温度为 30；Ck 相应于导体额定环境温度条件下导体的长期允许电流。Ial 除湿机电动机：I864. 30A17I5. al940.K 除湿机配电干线：=4.86+4.86=9.72A I30I72.9 30AI10.34 al94K0.2型号为的铝

54、导线。2.5mmFU2 除湿机及其配电干线的导线选用导体截面为型号为，KM1FU1RC1A-5/5,FR1 型号为 JR20-10L/11R ，型号为 RC1A-10/10 CJ20-16。L2，的型号为 HD173/118RC1A-30/30，导线，FU 的型号为 RC1A-15/15QS2 4mm 铝线。为截面为 4.5 制冷设备的选择制冷设备主要是在夏天时使用，夏日高温时会使猪场的温度过高，使用制冷 设备可以降低猪场环境温度。本节主要介绍制冷机和制冷机的选型计算。 4.5.1 制冷机简介制冷机将具有较低温度的被冷却物体的热量转移给环制冷设备选用制冷机。制冷从较低温度物体转移的热量习惯上称

55、为冷量。境介质从而获得冷量的机器。机内参与热力过程变化（能量转换和热量转移）的工质称为制冷剂。制冷机广泛16 应用于工农业生产和日常生活中。 ）压缩式制冷机。依靠压缩机的作用提高制制冷机根据工作原理分有（1 冷剂的压力以实现制冷循环，按制冷剂种类又可分为蒸气压缩式制冷机（以液（以液相变）和气体压缩式制冷机压蒸发制冷为基础，制冷剂要发生周期性的气-吸收式制冷机。2）高压气体膨胀制冷为基础，制冷剂始终处于气体状态）两种。 （发生器组（热化学压缩器）的作用完成制冷循环，又可分为氨水吸依靠吸收器-）蒸汽喷射式制冷机。依靠蒸汽喷（3 收式、溴化锂吸收式和吸收扩散式 3 种。 ）半导体制冷器。利用半导体射

56、器（喷射式压缩器）的作用完成制冷循环。 （4 电效应制取冷量。制冷机的主要性能指标有工作温度（对蒸气压缩式制冷的热-机为蒸发温度和冷凝温度，对气体压缩式制冷机和半导体制冷器为被冷物体的，制冷量（制冷机单位时间内从被冷却物体移去的热温度和冷却介质的温度） 、功率或耗热量、制冷系数（衡量压缩式制冷机经济性的指标，指消耗单位量） （衡量吸收式和蒸汽喷射式制冷机经济性的指功所能得到的冷量）以及热力系数现代制冷机以蒸气压缩式制冷机应用指消耗单位热量所能得到的冷量）等。标， 最广。 制冷机的相关计算 4.5.2 6。选用的制冷机为 SL-15 型的水冷机。其相关技术参数见表 3 台。其相关计算如下：制冷机

57、型号为 SL-15，台数为8K0. ， ，查工厂供电附录表 1查得：80.cos75tan0.d 有功功率：kW1.81.25.PKP0ed30 无功功率： var9k.20.QtanP0.751303022kVA.51S1.2.09 30SA.2838)205I1./(3. 3030U3N 17 表 9 SL-15 制冷机的相关技术参数 Table 8 Related technical parametersof SL-15 chiller 型号 SL-15 制冷量（W) 36000 电源 380V/50Hz 压缩机类型 活塞式全封闭制冷压缩机 水泵功率(kW) 1.5 3) 7.5 水泵流

58、量（m 蒸发器形式 水箱式/板式热交换器 水箱容积（L) 180 冷凝器 管壳式 冷媒 R22 节流方式 毛细管/热力膨胀阀 保护装置 相序、过载、高低压、防冻、延时、超温 外形尺寸（mm)导线截面的选择： 依照国家标准规定，380V 的低压线路的导线截面按长期发热允许电流来选择，按允许电压损失条件进行校验。 I应小于等于导体长期发热的允许电 导体所在电路的最大持续工作电流maxg流，即： IkIal30式中 通过相线的计算电流； I30k，则K=0.94； 温度修正系数：取环境温度为 30C 相应于导体额定环境温度条件下导体的长期允许电流。 Ial制冷机： I2.2

59、8 30A.43I2 alK0.94制冷机配电干线： I=2.43+2.43+2.43=7.29A 30I7.29 30A.76I7 alK0.942的铝导线。FU42.5mm 型号为制冷机及其配电干线的导线选用导体截面为 RC1A-5/3,FR2 型号为 JR20-10L/8R ，FU3 型号为 RC1A-10/10，KM1 型号为CJ20-10。 18 4.6 按钮、指示灯和报警器的选择 指示灯标示的意义：包括系统状态指示和电机状态指示。状态指示有故障指示、电源指示和水位过低指示，当系统出现故障时，故障指示灯发光，用于提醒工作人员，以便及时排除故障；电源指示灯反映整个系统的通电情况以及猪场

60、环境温湿度的情况。 按钮说明：包括电机起停按钮和报警按钮，绿色按钮是电机起动的按钮；红色按钮是电机的停止按钮 ，报警按钮包括试警按钮和解警按钮，均使用绿色按钮。 表 10 按钮和灯等设备的相关参数 Table 9 Related specification of buttons、indicators and other devices名适用电型颜个（个尺备 XB2BVM3LCXB2 绿 3通 220V ACLE?22m 型 XB2BVM5LC5 黄示 XB2BW33M1CXB2 绿 71 平 220V ACLE?22m 带 XB2BW34M1C11红按 XB2B220V AC 绿色 1 平头