大家好啊！今天要跟大家分享一个特别有趣的项目 - 智能化养殖环境控制系统。还记得我第一次接触养殖自动化时，看着一大群小猪仔在温控系统下悠哉游哉的样子，感觉特别有成就感！来，让我带大家一起进入智慧养殖的世界！
应用概述
我们要实现的是一个智能化养殖房环境控制系统，主要功能包括：
温湿度自动控制 通风系统控制 照明时间控制 喂料定时控制 环境数据采集 异常报警提醒
这套系统最大的特点就是"傻瓜式"操作，即使是不懂自动化的养殖户，也能轻松上手。
硬件配置
系统用到的硬件设备：
CPU：S7-1214C DC/DC/DC 模拟量输入：SM1231 AI4 模拟量输出：SM1232 AQ2 数字量扩展：DI16/DQ16 KTP700 Basic触摸屏 温湿度传感器 CO2浓度传感器 风机变频器 照明控制器 喂料电机 各类执行机构
小提示：选择传感器一定要防水防腐，我第一次用普通传感器，被猪舍的氨气腐蚀得不成样子，后来全换了防腐型号，这才靠谱！😅
程序设计思路
整个系统分为这几个控制模块：
环境参数控制 通风系统管理 照明时间控制 喂料系统控制 数据记录存储 报警监控处理
重点是要做到各个系统的联动，比如温度过高时自动增大通风量。
程序实现
变量定义
DATA_BLOCK "FarmControl"
{ S7_Optimized_Access := 'TRUE' }
VERSION : 0.1
NON_RETAIN
VAR
Environment : Struct // 环境参数
Temperature : Real; // 温度
Humidity : Real; // 湿度
CO2 : Real; // CO2浓度
Light : Real; // 光照强度
END_STRUCT;
Control : Struct // 控制参数
FanSpeed : Real; // 风机速度
HeaterPower : Real; // 加热功率
LightPower : Bool; // 照明开关
FeederRun : Bool; // 喂料启动
END_STRUCT;
Schedule : Struct // 时间计划
FeedingTime : Time[4]; // 喂料时间
LightOnTime : Time; // 开灯时间
LightOffTime : Time; // 关灯时间
END_STRUCT;
Alarms : Struct // 报警信息
HighTemp : Bool; // 高温报警
LowTemp : Bool; // 低温报警
HighHumi : Bool; // 高湿报警
HighCO2 : Bool; // CO2超标
END_STRUCT;
END_VAR
BEGIN
END_DATA_BLOCK
主程序实现
FUNCTION_BLOCK "MainControl"
VAR_INPUT
Start : Bool; // 启动信号
Stop : Bool; // 停止信号
Auto : Bool; // 自动模式
ManualFanSpeed : Real; // 手动风速
END_VAR
VAR
State : Int; // 状态机状态
Timer1 : TON; // 通用定时器
DayNight : Bool; // 日夜标志
CurrentTime : DTL; // 当前时间
END_VAR
BEGIN
// 状态控制
IF #Stop THEN
"FarmControl".Control.FanSpeed := 0.0;
"FarmControl".Control.HeaterPower := 0.0;
"FarmControl".Control.LightPower := FALSE;
#State := 0;
RETURN;
END_IF;
// 获取系统时间
RD_SYS_T(#CurrentTime);
// 主控制逻辑
CASE #State OF
0: // 初始化状态
IF #Start THEN
#State := 1;
"InitializeSystem"();
END_IF;
1: // 环境控制
IF #Auto THEN
// 温度控制
"TempControl"(
SetPoint := 25.0,
CurrentTemp := "FarmControl".Environment.Temperature,
HeaterPower => "FarmControl".Control.HeaterPower
);
// 通风控制
"VentilationControl"(
Temperature := "FarmControl".Environment.Temperature,
CO2 := "FarmControl".Environment.CO2,
FanSpeed => "FarmControl".Control.FanSpeed
);
ELSE
"FarmControl".Control.FanSpeed := #ManualFanSpeed;
END_IF;
// 照明控制
IF #CurrentTime.TIME >= "FarmControl".Schedule.LightOnTime AND
#CurrentTime.TIME <= "FarmControl".Schedule.LightOffTime THEN
"FarmControl".Control.LightPower := TRUE;
#DayNight := TRUE;
ELSE
"FarmControl".Control.LightPower := FALSE;
#DayNight := FALSE;
END_IF;
// 喂料控制
FOR #i := 1 TO 4 DO
IF #CurrentTime.TIME = "FarmControl".Schedule.FeedingTime[#i] THEN
"StartFeeding"(Duration := T#15M);
END_IF;
END_FOR;
// 报警检查
"CheckAlarms"();
END_CASE;
END_FUNCTION_BLOCK
环境控制功能块
FUNCTION_BLOCK "EnvironmentControl"
VAR_INPUT
TempSetPoint : Real; // 温度设定
HumiSetPoint : Real; // 湿度设定
CurrentTemp : Real; // 当前温度
CurrentHumi : Real; // 当前湿度
END_VAR
VAR_OUTPUT
FanOutput : Real; // 风机输出
HeaterOutput : Real; // 加热输出
END_VAR
VAR
TempPID : FB_PID; // 温度PID
HumiPID : FB_PID; // 湿度PID
END_VAR
BEGIN
// 温度PID控制
#TempPID(
Setpoint := #TempSetPoint,
Input := #CurrentTemp,
P := 1.0,
I := 0.3,
D := 0.1,
Output => #HeaterOutput
);
// 湿度与通风联动
IF #CurrentHumi > #HumiSetPoint + 5.0 THEN
#FanOutput := 80.0; // 加大通风
ELSIF #CurrentHumi < #HumiSetPoint - 5.0 THEN
#FanOutput := 30.0; // 减小通风
ELSE
#FanOutput := 50.0; // 正常通风
END_IF;
END_FUNCTION_BLOCK
功能扩展
系统还可以加入这些功能：
手机APP远程监控 视频监控集成 饲料消耗统计 生长数据分析 疫病预警系统
调试方法
调试养殖环境系统要注意：
分时段测试温控 通风系统分级测试 照明时间校准 喂料定时验证 报警功能全面测试
小提示：第一次调试时最好选在天气晴好的时候，这样更容易找到系统的问题。
应用扩展
这套系统可以用在：
猪舍环境控制 家禽养殖 水产养殖 温室大棚
故障排除
常见问题解决方案：
温度不稳：检查PID参数 通风不均：调整风机角度 传感器失灵：清洁或更换 喂料故障：检查电机 系统死机：检查供电
总结
今天的养殖环境控制系统就分享到这里啦！虽然看起来很简单，但要做好还是要费一番功夫的。记得我第一次调试完系统，看着小猪们在舒适的环境中健康成长，那种成就感真的很棒！
如果你在实践中遇到问题，随时在评论区问我哦！养殖自动化这条路，咱们一起学习，一起进步！💪
下期给大家分享温室大棚控制系统的设计，感兴趣的朋友别忘了点赞关注！我们下期见！😊
