計算機自動控制技術在水禽生產中的應用

殷若新 肖玲 李永剛 林淑玲

中圖分類號：S818.9 文獻標識碼：C文章編號：1673-1085（2021）9-0057-03

自動控制（automatic control）是相對于人工控制而言的，沒有人直接參與，利用額外添加的設備或裝置，使某個生產過程的某個工作狀態(tài)或參數自動地按照預定的規(guī)則運行。最早的自動化控制要追溯到我國古代的自動化計時器和漏壺指南車，而自動化控制技術的廣泛應用則開始于歐洲的工業(yè)革命時期。

自動控制技術的研究有利于將人類從復雜、危險、繁瑣的勞動環(huán)境中解放出來并大大提高了生產效率。隨著計算機技術、自動控制技術、各種傳感器技術的迅速發(fā)展，已經成功地實現了水禽舍環(huán)境的控制、喂料飲水以及體重監(jiān)測等方面的自動控制。

1 水禽舍環(huán)境的自動控制

環(huán)境是水禽生產的關鍵因素之一，直接影響到水禽的健康狀況和生產性能，與養(yǎng)殖效益密切相關。環(huán)境因素主要是禽舍內環(huán)境，涉及溫度、濕度、光照、通風、有害氣體等，對這些環(huán)境指標進行合理的科學優(yōu)化，并有效控制影響水禽生長的各種環(huán)境因子，盡最大可能減少這些因素對水禽的影響，以提高水禽飼養(yǎng)管理水平，更加有效的挖掘水禽的生產潛力，實現水禽生產效益最大化。

實際生產中，環(huán)境控制技術涉及到許多不同的控制過程，每個控制過程間又或多或少地相關聯，這就導致了禽舍內環(huán)境的自動控制實際上是對禽舍內多環(huán)境因子的綜合調節(jié)控制，禽舍內的自動控制技術也涉及視頻、語音、舍內環(huán)境指標采集、整理、執(zhí)行、控制、報警等多個方面。

1.1 視頻技術與語音技術

每棟水禽舍作為一個節(jié)點安裝視頻監(jiān)控或者智能巡檢設備，一并接入養(yǎng)殖企業(yè)管理網絡，利用移動攝像技術和視頻傳輸技術，對禽舍進行全方位、多要素、多角度的視頻監(jiān)控，可以實時遠程查看、控制水禽舍內風機、濕簾、光照等設備的運轉狀態(tài)，及時監(jiān)測禽群的健康狀態(tài)以及飼料、飲水等情況，及時發(fā)現處理生產中的異常狀況和突發(fā)事件，并可以實現禽病的遠程診斷，避免了人員經常進入禽舍造成禽群的應激和可能的病原污染風險，提高了生產效率，降低了勞動強度。語音技術可以對水禽舍內的環(huán)境語音進行采集、整理，并執(zhí)行既定程序操作，上傳控制系統(tǒng)，便于管理人員隨時了解水禽舍內的情況。這些技術，不僅有效擴展了管理人員的管理廣度，使管理更精準更精細，而且提高了管理效率，節(jié)約了資源。

1.2 水禽舍環(huán)境信息采集處理與執(zhí)行技術

水禽舍環(huán)境信息采集主要是對舍內主要的環(huán)境指標溫度、濕度、光照、氨氣等參數實時數據采集并監(jiān)測。

計算機管理平臺可以連接多個采集控制器，并與溫度、濕度、光照等傳感器連接，實時獲取環(huán)境指標數據并上傳到主機，同時執(zhí)行主機發(fā)送的指令并將設備執(zhí)行的狀態(tài)回傳給主機，形成單獨的采集控制單元。風機、濕簾、光照等設備執(zhí)行主機指令并完成相應操作，以控制通風、光照、溫度、濕度等設備的開啟或關閉，使水禽的生產過程實現智能控制。

1.3 水禽舍環(huán)境自動控制的實現

水禽舍環(huán)境自動控制系統(tǒng)要求對舍內外各種環(huán)境因子進行監(jiān)測、處理、控制和優(yōu)化。整個自動控制系統(tǒng)一般包括系統(tǒng)設置模塊、數據顯示模塊、報警系統(tǒng)模塊、視頻監(jiān)控模塊等部分，涉及水禽舍的光照控制過程、通風控制過程、除氨過程、飼喂和飲水等過程，是一個多變量、多耦合、非線性的動態(tài)系統(tǒng)。通過傳感器實現對水禽舍內外環(huán)境參數及水禽的生長和生產信息參數進行采集，并通過控制設備進行控制，以實現對水禽舍內外環(huán)境的自動調節(jié)，為水禽提供最佳的生長和生產環(huán)境。

實際生產中，為了防止計算機系統(tǒng)發(fā)生故障，造成損失，水禽生產中這些自動控制過程都可以通過手工進行控制。在水禽舍環(huán)境控制方面，當前最普及最簡單的是對水禽舍光照的自動控制，不僅可以通過計算機系統(tǒng)中的程序對光照時間、光照強度進行自動控制，而且可以由單獨的光照控制器來完成。

水禽生產是一個連續(xù)的復雜過程，由于水禽舍內環(huán)境的影響因素很多，這也就造成了水禽所處的環(huán)境變化較大，所以實際生產中對整個水禽舍環(huán)境控制系統(tǒng)首要的要求是適用、耐用，并且，要耗電少，節(jié)約能源，在斷電時有必要的應急措施。

2 喂料的控制

通過計算機可以實現水禽每日飼喂飼料量、給料過程的控制，并實時監(jiān)測料塔內的飼料量。喂料時，料塔根據控制系統(tǒng)發(fā)布的控制程序指令釋放定量的飼料，飼料進入料箱和自動喂料器供水禽采食。通過喂料器上的傳感器，實時監(jiān)測料槽中是否還有飼料，以及喂料器的運行情況，控制系統(tǒng)將根據這次喂料的情況及整個飼喂計劃來自動調整下一次的喂料時間和喂料量。

3 飲水的控制

一般通過安裝智能水表來監(jiān)測水禽的飲水量，并通過控制電動閥門來調整水禽的飲水時間和飲水量。如果要在飲水中加入可溶性的藥物或其它營養(yǎng)類物質，控制系統(tǒng)可以通過安裝在進水管上的加藥器來控制。

4 體重監(jiān)測

水禽生產中，體重的監(jiān)測也是很重要的一環(huán)。對于地面平養(yǎng)的水禽，可以采用智能地秤來實現體重的測定，這種地秤通過自身的設定，可以識別并測定一只水禽站在上面的體重，并上傳控制器記錄下來。地稱自身設定了自動回零，不會因落有墊料或糞便干擾測定，盡可能的減少誤差。同樣的如果是幾只水禽同時踏上地秤，則地秤會自動識別出這些異常數據，并加以剔除。

5 水禽舍的環(huán)境控制設備

水禽舍的環(huán)境控制設備有很多，一般的水禽舍主要包括通風設備、濕簾系統(tǒng)、噴霧系統(tǒng)、通風小窗、光照設備、消毒設備等。自動控制系統(tǒng)則是整個水禽舍環(huán)境控制系統(tǒng)的核心，對水禽舍的溫度、濕度、通風、光照等環(huán)境因素進行有效的監(jiān)測和自動控制。各種傳感器是實現水禽舍自動控制的主要配套設備，目前在水禽實際生產中應用較多的傳感器有溫度傳感器、濕度傳感器、氨氣傳感器、光照傳感器、二氧化碳傳感器等。在傳感器的選擇上，主要考慮傳感器的兼容性、準確性、耐久性、可靠性以及靈敏度等。目前水禽舍的環(huán)境控制系統(tǒng)大多采用集成控制系統(tǒng)，但在控制規(guī)模和自動化程度上有所不同。

隨著計算機技術的發(fā)展，自動控制技術和人工智能技術更加廣泛的應用到水禽生產中，這也在一定程度上促進了水禽產業(yè)的規(guī)模化集約化，在實現自動控制的基礎上實現完全自動化、無人化養(yǎng)殖是自動控制技術發(fā)展的必然趨勢。