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基于PLC的生猪智慧养殖模式创新研究

蔡杰杨立新刘艳芳

摘要：生猪智慧养殖模式能极大地节省养殖环节人力成本，提高生猪养殖效率，实现猪舍

“无人化”管理，是生猪养殖业发展必然趋势。结合湖北省生猪养殖模式现状与需求，提出

了基于PLC的生猪智慧养殖模式，并对该模式的软硬件设计进行了详细分析，为湖北省生猪

养殖模式开辟了新的途径。

关键词：生猪；智慧养殖；PLC；模式创新

S828：A

：0439-8114（2018）20-0138-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.20.032開放科学（资源服务）标识码

（OSID）：

Abstract：Pigbreedingmodecansavemanpowercostinbreedinglink，raisepig

breedingefficiencyandrealize“unmanned”managementofpighouse，whichis

aninevitabletrendofpigbreedingindustry.basedonthecurrentsituationand

demandofHubeipigbreedingmode，thispaperputsforwardthedesignofpig

intelligentbreedingmodebasedonPLC，andanalyzesthesoftwareandhardware

designofthemodelindetail.

Keywords：pig；intelligentbreeding；PLC；modelinnovation

2017年中央一号文件强调加快“互联网+”现代农业行动，强化科技创新驱动，加强智慧农

业科技研发和实施智慧农业工程，推进农业物联网试验示范和农业装备智能化[1，2]。湖北

省是生猪养殖大省，万头以上规模化养猪场近800家，居全国第一。目前，中国生猪养殖正

在向规模化、专业化转变，如何从智慧养殖模式创新方面加强示范和引导，成为破解湖北省

生猪产业发展瓶颈的主要问题。

1湖北省生猪养殖模式现状

为深入了解湖北省在生猪智慧养殖技术与装备应用方面的现状与需求，对湖北省10家生猪

养殖企业调研。湖北省生猪养殖总体生产水平仍然较低，传统人工养殖方式比例仍然较高，

大部分中小规模猪场（年出栏1万头以下）仅使用一些简单的养殖设备，主要工作如饲喂、

清粪、环境控制等仍由人工完成。只有小部分资金充足、规模较大、信息化素养较高的猪场

在部分环节使用了智能装备和信息化管理手段[3]。此次调研企业中3家生产规模较大的企

业智能装备使用水平较高，使用了智能饲喂设备、环境控制设备、繁殖母猪发情怀孕检测设

备等，但其在功能设计、智能化程度等方面仍需改进和完善（表1）。

2生猪智慧养殖模式设计

针对当前生猪养殖环节智慧养殖技术现状与需求，选定了智能环境控制、自动清粪、养殖过

程监控、智能饲喂4个养殖生产环节，开展功能设计与系统集成，采用基于PLC的自动控制

系统，使用传感器采集猪舍环境数据，智能控制猪舍内环境调节设备、自动清粪设备、自动

送料线等，实现生猪养殖的环境智能控制、粪便自动清理、养殖视频监控与智能喂养[4-

6]。同时，开发智农物联云服务平台电脑与手机版，养殖管理人员通过电脑或手机可远程查

看猪舍内环境数据、视频图像，根据管理经验设置猪舍内环境调节、清粪、送料线等设备控

制规则，达到生猪智慧养殖目的，全面提升生猪养殖效率与管理水平。

2.1系统硬件设计

系统设计采用手动控制与自动控制结合的方式。系统手动控制由继电器、交流接触器、空气

开关等电气元件构成。自动控制方式采用基于PLC的自动控制系统，将猪舍智能环境控制、

自动清粪、智能饲喂3个系统进行集成，统一由智能控制器进行控制，不同子系统采取不同

控制规则与算法。其中环境控制系统采用模糊控制算法，自动清粪、智能饲喂系统则采用软

件平台设置自动开启与关闭时间与次数方式进行远程智能控制（图1）。

2.1.1环境智能控制系统系统包括环境传感器、无线传输模块、智能控制器等。系统通过

环境传感器实时在线采集猪舍内环境信息（空气温湿度、光照度、二氧化碳浓度、氨气浓度

等），利用ZigBee无线通信与网络通信技术实现环境数据实时传输，通过智能控制器实现

对环境调节设备（如风机、湿帘、灯光等）的开启或关闭，以达到智能调节猪舍环境的