種鵝舍智能環(huán)境控制系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用

羅堅(jiān)強(qiáng)，龍衛(wèi)麗，柴文嫻，李榮杰

（1.常州市動物疫病預(yù)防控制中心，江蘇常州 213000；2.常州市四季禽業(yè)有限公司，江蘇常州 213000）

0 引言

在常州市四季禽業(yè)有限公司，以某型通用型畜禽智能環(huán)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)，針對種鵝場飼養(yǎng)特點(diǎn)進(jìn)行軟硬件改造，進(jìn)行多輪調(diào)試和運(yùn)行測試，形成適應(yīng)種鵝場的智能環(huán)控系統(tǒng)，并與傳統(tǒng)人工環(huán)控系統(tǒng)進(jìn)行比對試驗(yàn)，為種鵝舍智能環(huán)控系統(tǒng)的應(yīng)用提供了有益探索。

1 鵝舍智能環(huán)控系統(tǒng)的建立

包括主控制器、溫度濕度等傳感器、局域網(wǎng)絡(luò)，以及風(fēng)機(jī)、濕簾、擋風(fēng)簾、鍋爐、水泵等功能設(shè)施。

1.1 主控制器

設(shè)有16組繼電器，固定10路，另外6路功能可選配。主板可接3路舍內(nèi)溫度傳感器，1路舍外溫度傳感器，1路負(fù)壓傳感器，1路脈沖水表，通過RS485的通訊方式可接NH3、CO2、光照等傳感器?？稍O(shè)定不同的溫度和通風(fēng)曲線、溫度控制程序，以及控制各功能設(shè)備啟閉。

1.2 主要控制程序

1.2.1 目標(biāo)溫度設(shè)置。種鵝育雛鵝和商品鵝使用“目標(biāo)溫度曲線使用”功能，輸入各階段“日齡”和對應(yīng)“目標(biāo)溫度”值，則目標(biāo)溫度會隨日齡的變化，按照表格設(shè)定的值變化。育成和產(chǎn)蛋鵝不使用溫度曲線，直接在“目標(biāo)溫度設(shè)置”中輸入目標(biāo)溫度值。

1.2.2 通風(fēng)級別設(shè)置。設(shè)置多個通風(fēng)級別，每個通風(fēng)級別關(guān)聯(lián)對應(yīng)的風(fēng)機(jī)運(yùn)行程序，如風(fēng)機(jī)運(yùn)行X秒，停Y秒，以及小窗、導(dǎo)流板開啟狀態(tài)，和每個級別對應(yīng)的溫差設(shè)置。

1.2.3 溫度升降程序。降溫程序設(shè)有兩個級別，每級別可設(shè)濕簾開啟溫度值及開關(guān)時間。需要升溫時，風(fēng)機(jī)運(yùn)行與鍋爐加熱關(guān)聯(lián)，將熱量均勻散布。

1.2.4 最小通風(fēng)設(shè)置。在使用“目標(biāo)溫度曲線”時，按照不同生長階段設(shè)定不同最小通風(fēng)曲線，自動控制風(fēng)機(jī)運(yùn)行。同時可設(shè)定通風(fēng)曲線補(bǔ)償，調(diào)節(jié)白天和晚上的最小通風(fēng)量。同時，考慮舍外溫度的變化，將舍外溫度與風(fēng)機(jī)開閉時間進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)整。

1.2.5 濕度調(diào)節(jié)。當(dāng)舍外濕度大于80%時，關(guān)閉濕簾，僅通風(fēng)。

1.3 主要功能設(shè)備配置

1.3.1 本場標(biāo)準(zhǔn)鵝舍。鵝舍長76 m×寬12 m×高2.15 m，設(shè)計成年鵝飼養(yǎng)量1600羽/棟。

1.3.2 濕簾。厚度150 mm，面積與風(fēng)機(jī)適宜配套，換氣量達(dá)到需要。濕簾水泵開啟用于降溫時，過簾風(fēng)速達(dá)到2.0 m/s。

1.3.3 濕簾池。不滲漏，配備用于清洗的排水裝置，安裝水位控制器，水深足夠水泵正常工作。根據(jù)供水的含鹽量決定換水頻次。

1.3.4 風(fēng)機(jī)。使用換氣量45000 m3/h的風(fēng)機(jī)，按使用效率85%計算，實(shí)際換氣量38500 m3/h左右，每舍配備8臺風(fēng)機(jī)。

2 系統(tǒng)運(yùn)行情況

選擇夏季高溫高濕季節(jié)，對系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行分析。

2.1 溫度控制情況

2.1.1 在7月份啟用智能控制系統(tǒng)前后，以及8月份高溫天氣下，設(shè)置舍內(nèi)溫度上限為30℃，智能環(huán)控系統(tǒng)同一傳感器溫度運(yùn)行曲線如圖1。

圖1 溫度控制情況

2.1.2 同一時間舍前、舍中、舍后溫度情況。選擇2021年8月中午12點(diǎn)，從智能系統(tǒng)（智能組）中隨機(jī)抽取6日，查看舍前、舍中、舍后溫度，同時抽取同時間人工控制舍（非智能組）相關(guān)記錄，情況如表1。

表1 同一時間舍前、舍中、舍后溫度情況

2.2 濕度控制情況

7月份和12月份濕度運(yùn)行曲線如圖2。

圖2 運(yùn)行曲線圖

2.3 產(chǎn)蛋率對比

統(tǒng)計安裝智能環(huán)控系統(tǒng)和人工控制鵝舍各3個舍的產(chǎn)蛋率。統(tǒng)計方式為一個產(chǎn)蛋周期（190天）的產(chǎn)蛋率，見表2。

表2 智能組與非智能組產(chǎn)蛋率對比

2.4 死淘率

統(tǒng)計一個產(chǎn)蛋周期（190天）智能控制和非智能控制鵝舍死淘率情況，見表3。

表3 智能控制和非智能控制鵝舍死淘率

3 討論分析

1）鵝舍智能環(huán)控系統(tǒng)與其他畜禽環(huán)控系統(tǒng)基本原理一致[1，2]，重點(diǎn)在于根據(jù)種鵝養(yǎng)殖特點(diǎn)，在功能設(shè)施性能達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上，設(shè)置合適的參數(shù)控制參數(shù)和程序。在所有控制指標(biāo)中，溫度、通風(fēng)的程序控制最為關(guān)鍵。各養(yǎng)殖場的不同水平的功能設(shè)施、不同的氣候條件、養(yǎng)殖密度、日齡等會對程序的設(shè)定細(xì)節(jié)產(chǎn)生影響，需要進(jìn)行測試和調(diào)整，以達(dá)到期望指標(biāo)的穩(wěn)定控制。

2）鵝舍溫度智能控制是整個系統(tǒng)的核心。人工控制下，溫度超出設(shè)定值時，人工反應(yīng)相對滯后，導(dǎo)致溫度持續(xù)過高。相比人工控制方式，在啟用智能控制系統(tǒng)后，溫度日夜波動幅度明顯縮小，在超出設(shè)定目標(biāo)溫度值時，智能系統(tǒng)及時啟動，維持溫度在目標(biāo)值內(nèi)。在冬季氣溫較低時，則通過降低通風(fēng)、鍋爐加熱來實(shí)現(xiàn)。

3）在記錄同一傳感器溫度變化的同時，在同一鵝舍內(nèi)不同位置的溫度傳感器的不同溫度，代表了舍內(nèi)總體溫度的平衡性。通過舍前、舍中和舍后溫度傳感器溫度記錄的數(shù)據(jù)，可以看到，智控組舍內(nèi)溫度差在1℃以內(nèi)，達(dá)到了舍前舍后溫差≤2℃的目標(biāo)。而非智控組溫差平均在3℃以上，溫度均勻性較低。智能組在鵝舍中安裝的擋風(fēng)簾、導(dǎo)流板，有助于降低舍前舍后溫差。

4）夏季與冬季濕度曲線存在較大差異，其主要原因在于，夏季高溫季節(jié)，鵝舍采取封閉管理，濕度相對波動不大，而冬季種鵝在白天氣溫較高、天氣較好的時候，安排出舍活動，同時敞開鵝舍通風(fēng)，導(dǎo)致日夜舍內(nèi)濕度變化較大。冬季鵝舍夜晚或遮光時，舍內(nèi)一般濕度較大，智能控制系統(tǒng)會根據(jù)舍內(nèi)濕度啟動風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)。

5）智能化系統(tǒng)提升種鵝產(chǎn)蛋率是種鵝場主要經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。經(jīng)統(tǒng)計，3個鵝舍在改裝智能環(huán)控系統(tǒng)后，相比同期未使用智能控制的3個鵝舍，平均產(chǎn)蛋率提升了1.38%，相對提升幅度為4.72%（1.38/29.23）。智能環(huán)控系統(tǒng)提供穩(wěn)定適宜的養(yǎng)殖環(huán)境，減少了各類刺激與應(yīng)激，是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)蛋率提升的主要原因。

6）智能環(huán)境控制改善了種鵝的生長環(huán)境。通過分析種鵝產(chǎn)蛋周期內(nèi)的死淘率，智能控制能小幅降低死淘率1.23%（7.15%～5.92%），雖未統(tǒng)計治療性用藥支出，但根據(jù)尤玉雙[3]對雞群的相關(guān)研究，預(yù)期鵝群同樣呈現(xiàn)更好的健康狀況，相關(guān)費(fèi)用也會有一定幅度的下降。