孵化机温度控制系统

孵化机温度控制系统

前言

由于遗传学、营养学、畜牧工程学的深入研究，以及饲养管理和综合防疫措施、鸡场和孵化场卫生的不断改善，近来古化成绩已经达到很高水平，国际先进水平的入卵孵化率达87%以上，可见孵化率要进一步提高的余地已经很小了。

孵化的该进主要围绕以下三个方面：一是提高蛋种质量，二是创造更合适、更可靠的孵化环境，三是更深入研究孵化过程中的生理学问题，并依靠调整相应的孵化条件。

再国外（主要是欧、美、日等国），随着60年代中期肉用仔鸡的发展，大中型的孵化设备迅速，并向自动化、标准化、配套化的方向发展。最近十多年国外孵化技术革新的中心环节是逐渐完善孵化器的安全可靠性和自动化程度，研制改善孵化环境的设置和报警装置。

再国内，随着我国家禽业的迅速发展，孵化器生产也迅速发展。从70年代以前的小规模、传统孵化法，下出雏和旁出雏立孵化器到80年代初的中小型现代孵化器，发展到80年代末的大中型孵化器，近年来巷道型孵化器也研制出来，目前国产孵化器的控制器多采用晶体管电路，感温元件为水银电接点温度计，感湿元件为水银电接点温度计，均存在提高控温，控湿精度和提高无故障使用时间的问题。基与此，我们开发研制了由电脑作为中心控制元件的温度控制系统，完善孵化器的安全性、可靠性和自动化程度。

一、总体方案论证

1总体功能要求和技术指标

1）温度

目前，再我国关于家禽给温有两种主张，一种是提倡变温孵化；一种是采用恒温孵化。两种孵化给温方式，都可以获得很高孵化率，为了便于操作，我们采用恒温孵化。将鸡的21天孵化期的孵化温度分为1～19天，37.8℃:20～21天，37～37.5℃。一般情况下，必须将孵化室温度保持在22～26℃。低于此温度，应当有暖气、热风或火炉等供暖。如果无条件提高室温，则应提高孵化温度0.5～0.7℃：高于此温度，则应开窗或机械排风降温，如果降温效果不理想，考虑降低孵化温度（0.2～0.6℃）。误差要求±0.05℃。

2）湿度

鸡胚胎对环境相对湿度的适应温度要宽些一般定为40%～70%，立体孵化室1～19天；50%～60%；20～21天，65%～75%。误差要求±3%。

3）温度越限报警系统具有超温自动处理、超高温报警和应急控制功能。

4）自动翻蛋功能。

5）低温报警并自动处理功能。

6）湿度越限报警并自动处理功能。

7）翻蛋数清零功能。

8）孵化工艺参数的输入、存储和修改功能。

9）系统故障报警功能。

10）定时打印报表。

11）显示要求：天数、小时、标准温度、温度、实测温度、湿度、翻蛋次数等。

2、根据总体控制要求，拟订相应的实现措施。

1）在测得环境温度与标准温度相比差值超过0.1℃时，执行加热/制冷，实现反馈控制。

2）环境湿度超过设定值±3%，进行加减湿度措施。

3）超限报警：当温度超过0.2℃时声光报警，当温度超过

0.5℃时，电铃报警，同时切断加热电源。

4）设定时间，每隔两小时自动翻蛋一次，翻蛋记录加一。

5）传感器失灵报警：当若干次连续采样值温度不变时报警，报警若干时间，则切断电源。

6）每隔24小时自动生成报表，并打印。

7）设置应急键：

短时间不能排除故障，则切换另一简单电路，进行温度测控。

二、硬件系统设计

1、主机与主要器件的选择：

由于电脑市场的激烈竞争，电脑的价格一再下将降，以微机作为控制中心的系统完全被广大用户接受，综合考虑（如字长、运算速度、定时/计数器、接口、中断源等）主机选用

386即可。

对外摸拟量（温度、湿度）采样，根据转换精度的要求。本系统采用12位ADC574完全能满足要求。

加热均风电机，根据功率要求可采用380W，750W，机内温度差〈0.5℃，风门电机和加湿电机要求不大可选用220W和79W的即可。机内温度〈0.5℃。

三、系统总体设计：

1、

大，A/D转换送到微机中，微机把它同设定的温度进行比

较，在由微机给出控制量，然后将控制量送驱动电路，D/A

转换后送驱动大功率运放，对温度控制箱进行控制，从而构成实时闭环系统。

2、‘温度检测模拟输入通道设计

热敏元件采用镍铬—鏮铜热电偶,电位计用于调零，即补偿一部分热电势，使之在室温下运算放大器的输出为5/40室温摄氏度伏，电位计用于调整运算放大器LF356的增益，使温度为40摄氏度时运放的输出为5伏。在运放的输出端的B11接一电压表用于指示温度的变化,运算放大器的输出并送入计算机,经D/A转换变成数字量,再经标度变换即可变成加热器的温度值。

A/D转换器采用12位逐次逼近式三态缓冲器A/D574。A/D574是由两个大规模集成电路组成的，每一部分都设有模拟数字电路，分辨率为12位，转换时间15～35ｕs。

3、加热电路

加热器是一个电加热元件,220V交流电在开关ON/OFF 接通时与双向可控硅串联,双向可控硅由MOC3041光电耦合可控硅过零触发导通.MOC3041光电耦合可控硅由

TL494控制器输出的PWM控制.TL494输出的PWM占空比由D/A送来的电压控制,此电压就是由计算机经D/A输出的电压.各点信号波形如图所示。

D/A输出电压

TL494输出

Q3

加热电路中采用MOC3041的目的有两个:其一是实现强电与弱电的隔离;其二是实现双向可控硅的过零触发,从而使流过双向可控硅的电流波形为正弦波,减谐波。

4、MOC3041介绍

随着微处理器的广泛应用，研制与微处理器直接接口的制器显得日益重要，目前实现微处理器与控制系统相连接的控制器件中多数采用一些辅助电路，这些电路对微处理器控制的可靠性、安全性、稳定性都有一定的影响。这里介绍一种新型器件—光隔离/光偶合过零触发双向可控硅驱动器。MOC3041系列，以及它的同类产品MOC3031系列和MOC3061系列。这种光隔离过零双向可控硅驱动器具有体积小、功耗低、无噪声等优点，在不增加任何辅助电路的条件下可直接与微处理器的PI0接口。用于控制固态继电器、工业控制器、电机、螺管线圈等，具有较大的输出能力，所以在微机控制的接口系统中有广泛的应用价值。