目前，隨著農業技術的不斷發展，西門子S7-200家禽飼養方法已從過去的傳統家庭式人工養殖轉變為集中管理的現代大規模養殖。雞的繁殖，雞的生長和雞蛋的生產都受到房屋環境的影響。這些環境因素主要包括溫度，濕度，光照，氨氣，硫化氫等，控制這些環境因素將促進雞的生長發育，提高雞蛋的產量。

      本研究采用PLC設計觸摸屏監控系統，結合GRM200G PLC無線通信模塊。該系統具有開發周期短，實時云監控，可靠性高等特點。特別地，使用移動電話訪問因特網或SMS也可用于監視房屋的環境。 GRM200G PLC無線通信模塊用于實時監控房屋的環境因素。無需設置服務器。 PLC可以通過組態軟件和連接到網絡的計算機來實現。監控實現雞肉環境的自動控制，從而提高飼料轉化率，降低飼養成本，提高飼養利潤。

　 1、系統的硬件組成及結構原理

　　監控設備由傳感器檢測模塊，PLC系統、控制模塊、加熱系統、通風系統、照明系統、通風冷卻系統和西門子wincc控制技術和GRM200G PLC無線通信模塊組成。上位機由西門子wincc軟件組成（圖1）

　　圖1雞舍環境plc控制系統的組成

　　在主機配置王屏幕中設置適合雞肉生長的環境參數。通過通訊傳遞給PLC系統。 GRM200G無線通信模塊通過GPRS網絡將環境參數傳感器檢測到的環境參數發送給上位機，同時通過RS485接口將實時檢測到的參數信息發送給PLC。在與設定值比較之后，PLC輸出控制信號以使能執行。該機構執行加熱，冷卻，通風和照明動作以實現環境參數調整。系統工作后，每個傳感器檢測到的信號可以顯示在環境監視器PC屏幕上。

　　1.1 系統硬件組成

　　1)西門子S7-200是西門子在德國生產的小型PLC。其產品具有價格低，擴展性強，功能強大，可靠靈活的特點。廣泛用于工業生產，監控和控制的自動化。選擇將S7-200用作控制器，無論是單獨的控制設計還是網絡，都極具成本效益。

　　2)傳感部分，環境參數可以根據實際需要進行擴展，該系統主要檢測雞肉的溫度，濕度和有害氣體。空氣溫濕度傳感器采用北京久之建科技發展有限公司生產的溫濕度傳感器。外殼采用壁掛式設計，配有溫濕度顯示器。型號為JCJ175N。該傳感器具有出色的性能。濕度測量范圍為10%至90%RH，溫度測量范圍為-15至45°C。使用MQ-135半導體氣體傳感器測量有害氣體(二氧化碳，硫化氫，氨氣)，測量范圍為10~100 mg/L，輸出0~5 V電壓。該傳感器可用于測量環境中的污染氣體，對氨，硫化物和苯具有高度敏感性。該傳感器可檢測各種有害氣體，具有測量范圍大，靈敏度高，成本低的特點。光傳感器采用北京久之劍科技發展有限公司生產的高靈敏度光敏探測器，型號為jcj100p。變送器外殼采用壁掛式設計，外形美觀，結構精巧。它是一種具有成本效益的照度測量產品。測量范圍0~1 000 lx，精度和±; 3%FS。輸出信號為0至5 V.

　　3)操作平面扳手和驅動單元，操作面板主要提供房屋內的本地操作，這是一些手動操作按鈕和相關的狀態指示器，機柜內部的主要部件是控制繼電器。控制驅動器，如加熱系統，通風系統，照明系統和通風冷卻系統。加熱系統使用鍋爐，鍋爐由加熱器加熱。通風系統使用通風扇。通風冷卻系統是電動機和水幕。照明系統是可控制的燈泡裝置，可以遠程控制驅動裝置以提高工作效率。

　　4)GRM200GPLC無線通信模塊，陜西容感電氣有限公司開發的GRM200G智能GPRS無線通信模塊是工業控制領域PLC遠程監控的測控終端，西門子plc使用GPRS(控制器需要插入手機SIM卡)作為無線通信手段，而GRM200G則帶有數字輸入/輸出。模擬量可以實現無線傳感器的無線測控功能。該模塊帶有4個模擬輸入。 4個數字輸入/輸出，用作PLC擴展模塊。利用先進的西門子plc技術智能數據壓縮算法，可以充分利用GPRS帶寬。提高數據傳輸速率。并且可以將流量成本降低50%以上。通過485總線連接GRM200G和PLC，可以通過計算機/手機遠程監控PLC。 GRM200G支持的通信協議包括Siemens Universal PPI和MODBUS協議。

　　5)PC配置監控系統。可以通過上位機輸入要控制的環境參數設定值，并顯示報警信息。配置監控系統對現場實時采集的環境參數進行數據存儲和分析處理，不僅可以完成相關統計，還可以進行相應的統計報表。并且可以進行趨勢分析，并以圖表等形式可視地顯示給用戶。根據養雞的不同階段，提供各種聲光報警信息。當環境參數超過或低于設定值時，指定的設備將自動打開或關閉。

　　1.2 系統硬件電路設計

　　1)接口電路的擴展模塊。雞的環境包括光照，溫度和濕度，有害氣體濃度(二氧化碳，氨氣，硫化氫氣體)等，主要控制溫室內的溫度，濕度，通風和光照。因此，需要通過傳感器檢測這些量，以確定plc控制系統如何工作以及電動機的動作。雞有很大的空間，因此使用多個傳感器來檢測空間環境值。其與PLC模擬擴展模塊SM331的接口電路如圖2所示。

圖2傳感器和擴展模塊SM331之間的接口電路

　　2)GRM200G通信板電路的接線。考慮到需要收集多個模擬數據，您可以使用GRM200G自己的4個模擬接口電路，該電路被視為PLC的I/O擴展。傳感器與GRM200G模塊之間的接口電路如圖3所示.GRM200G模塊通過RS485端口與PLC通信，通道使用西門子S7-200PPI協議與預先商定的協議進行通信。

圖3傳感器與GRM200G模塊之間的接口電路

　  2、系統軟件設計

　　系統軟件包括配置GRM通信終端。 PLC系統和監控系統。終端PLC系統主要完成各子模塊的控制，可實現環境數據采集，數據預處理和控制算法的集成。相關參數由主計算機設定，以實現對環境參數的精確控制。同時，它能夠通信和監控執行器。上位機組態軟件界面采用西門子wincc控制組態軟件設計，具有良好的人機界面，可與標準和用戶程序相結合，生成人機界面，準確滿足雞環境參數的監控要求。

　　2.1 GRM200G軟件設置

　　在計算機中安裝GRM200G開發系統，使用USB下載線連接GRM200 USB端口，并安裝驅動程序以啟動配置項目。 GRM200G開發系統的配置界面如圖4所示。

　圖4 GRM200G開發系統配置界面

　　2.2 PLC軟件部分

　　這部分主程序主要完成系統初始化，通信初始化，數據比較，算法等功能。對于通信西門子plc，只需要簡單的配置，不需要編程，非常方便。由于溫度和濕度的高耦合，該系統將溫度作為優先事項，流程如圖所示。

　圖5主程序流程圖

　　2.3配置監控屏幕

　　上位機配備西門子wincc控制組態軟件，作為監控主站，GRM200G通過GPRS網絡將數據無線發送到監控服務器。上位機連接到互聯網并安裝西門子wincc控制組態軟件。通過opc協議自動從西門子wincc控制云監控服務器獲取數據，組態軟件在變量定義完成后開發監控程序，主要由實時監控界面，環境參數設置界面和故障報警界面組成，并具有用戶友好的界面和簡單的操作。上位機監控系統可實時檢測雞肉中各種環境參數的瞬時值和動態，顯示其變化趨勢，定期存儲收集的數據，提供數據報告，并將其保存在歷史數據庫中管理人員將來會檢查。同時，您還可以使用手機短信報警來實現無人值守操作，監控如圖所示。

　6圖6上位機監控界面

　3、系統運行

　　該系統在包頭市一家養殖廠的雞舍進行了測試。雞的長度約為50米，兩排雞籠，每排三排，產蛋母雞超過1000只。根據實際需要安排三個節點。 4種傳感器。監控中心位于距離房屋30米的飼養員休息室。電腦配有電腦監控軟件。電源打開后，雞的內部plc控制系統和傳感器節點開始工作，上位機軟件在運行后開始接受數據。經過反復調試，校正和測試，最終系統穩定，節點靈活，功耗低，測量數據準確可靠。實現了基于GPRS技術的雞舍環境無線監控。分析測試測量的數據，并以24小時測量的溫度和濕度數據為例。數據曲線如圖7所示。從圖7中可以看出。在自動系統控制的情況下，室內溫度變化相對平穩。溫度變化集中在設定值附近，最大濕度變化為67.5%，最小值為59%，濕度偏離預定值最多7.5%。最大相對誤差為12.5%，上限和下限均在設定的濕度范圍內。

　7圖7 溫濕度數據曲線

　  4 、總結

　　本設計采用西門子S7-200plc和組態技術，實現了對雞環境的高精度檢測和與主機的GPRS通信。與其他雞參數檢測和控制系統的不同之處在于設計側重于環境參數監測系統的穩定性。無線通信用于遠程集中控制，手機可用于監控，降低了用戶的勞動強度，使用方便。配置監控軟件是用戶友好的并且可以運行。數據顯示使用戶可以使用表格或圖表更直觀地查看數據。同時，PLC模塊可以根據監控點的需要進行擴展。整個系統具有成本效益，穩定性好。