SPF鸡屏障设施最优化运行的自动化改装及研究.doc

SPF鸡舍屏障设施最优化运行的自动化改装及研究 李新华 山东省农业科学院家禽研究所 摘要：SPF鸡舍的净化质量和节能问题一直是困扰该领域的难题，我们通过对鸡舍屏障设施自动化改装和研究，使净化设施和生物净化指标达到最优化、最节能的运行状态，以期推进我国SPF鸡净化技术长足发展。 关键词：SPF鸡 最优化 净化指标 虽然我国的经济得到迅猛发展，但是科学技术和先进国家还有差距。无特定病原（SPF）鸡在我国已经有20多年的历史，然而SPF鸡净化技术的发展较为缓慢。作为高新技术产业的SPF鸡实验动物房（SPF鸡舍），应该把自动化智能化控制领域的先进技术吸收、利用过来，以期促进我国SPF鸡科研和开发的持续发展，赶超国际水平。我所是国内SPF鸡舍的首创单位，为了推动我国的SPF鸡事业的发展，我所近几年正在积极建设新型SPF现代化鸡舍。 SPF鸡舍屏障环境是生物洁净室的净化技术支撑。在生物净化领域，有两个追求的目标也是我们面临的两大难题，一是如何提高屏障环境设施的净化质量和工作性能，使生物洁净室达到最优化的运行状态，保证SPF鸡群健康地成长和高质量SPF种蛋的生产；二是SPF鸡舍的维持成本相当高昂，如何积极响应中央“节能减排”的重大国策，千方百计降低其运行成本，提高鸡舍的经济效益。本公司一期工程的“对SPF屏障环境设施最优化运行和节能的自动化改装及研究”项目就使这两项梦寐以求的理想成为现实，它提高了我国的SPF鸡的生物净化技术平台，是SPF鸡净化技术的一次跨越式提高。 一、SPF鸡舍自动化设计的理论依据 1、净化设施实现微机自动控制的原理 所谓自动控制就是在没有人的直接参与下，利用一套控制系统，将调节对象的调节参数，按照预先设定的数值，自动维持在一定的允许范围之内。作为集中式净化空调设施，必须要有一套具备计算机控制的完整的自动控制系统，使净化设施准确、可靠、安全地运行在实验动物房所要求的各个技术指标⑴（技术参数）范围内，并保持净化空调设施每天二十四小时连续不间断运行。 对于SPF鸡舍来讲，目前技术能达到的就是：第一，利用传感器采集生物洁净室内的净化指标信号，通过微机比较运算，再控制变频器来调节风机电机电源的交流频率，利用频率的变化来调整电机转速，也即控制引风机的输出风压和风量（换气次数），使各间洁净室的正的静压差和换气次数时刻能达到鸡舍洁净度所要求的范围内；第二，自动控制制冷机组、加热器和加湿器，也即控制温度和湿度，使各个洁净室一年四季保持恒温恒湿，给室内人员和鸡群提供一个舒适的环境，同时也有利于室内净化和鸡群的健康，生产出更多更好的SPF鸡蛋。至于室内含尘浓度和含菌浓度等其它技术指标，按目前的技术水平还不能自动控制，只能定期仪器监测，人工控制。在此只介绍第一套自动化装置，即净化指标控制系统。对各种净化技术参数监测、控制的基本模式如图一所示⑵。 给定值 偏差信号 控制信号 调节作用 被调参数（风压风量） + 微机 变频器 生物洁净室 - 风机电机 控制调节 执行机构 调节对象 传感器 敏感元件 图一 闭环控制系统方框图 其中调节对象——指在净化设施中，需要调节或控制的对象，如生物洁净室房间或设备等；被调参数——指调节对象需要保持的在允许范围内变动的参数，如动物房各个洁净室的风量、风压、温度和湿度等；给定值——也可称为整定值，它是设备运行所要求达到的基数值，也就是被调参数的具体数值，比如某洁净室的风压要求高于大气压30Pa，那么30Pa即为其给定值；偏差——被调参数的实际值与给定值之间的差值叫做偏差，例如给定值为30Pa，经自动调节后，参数可能偏低或偏高，假如实际正压为31Pa，则偏差即为1Pa。 该自动控制系统是闭环控制回路，其工作流程为：首先由操作人员向微机输入给定值，微机和智能调节仪经过测量、比较和计算得出一个控制信号（指令）发送给执行机构（包括继电器、电磁阀、阀门、变频器、电动机、净化空调机组的风机、制冷机和加热器等），这些执行机构就开始工作，直到把调节对象的各个被调参数调节到给定值，当然这个给定值必然有偏差，敏感元件（包括风速、风压、温度和湿度等各类传感器）把各种被调参数的给定值和偏差的信息反馈给微机，微机再把信息进行测量、计算和比较以后，得出调整后的指令再发送给执行机构，最终将净化设施控制在一个相当精确的动态的净化指标区间。同时除机房有数显功能以外，计算机设置在办公室，时刻显示系统被调参数的实测数值，便于随时观察和调控。 2．智能化控制净化设施的技术要点 众所周知，SPF鸡