说实话，接到这个活的时候我第一反应是想笑——我一个搞工厂自动化的，让我去给养猪场做PLC？
但笑归笑，这活钱不少。一个朋友介绍的，说是他亲戚的一个万头规模的自繁自养猪场，想上自动化环境控制系统。老板姓郑，四十出头，退伍回来养猪养了七八年，从几百头干到了一万多头，算是我见过的最懂科技的养猪人了。
过去聊了一次，郑老板说他的痛点很简单：
“去年夏天热死了一百多头母猪，加上应激导致流产的，损失十几万。冬天氨气浓度高了不知道，小猪呼吸道疾病一波接一波。我现在全靠老员工凭经验，但年轻人根本不愿意干这活，臭烘烘的。”
我一听就明白了——这跟工厂里的环境监控没本质区别，无非就是温度、湿度、氨气浓度、CO₂浓度这几个参数，控制对象是风机、水帘泵、暖风机、卷帘机。
那就干吧。
现场情况
这个场是典型的密闭式猪舍，一栋一栋的，每栋长约80米，宽12米，分成十几个栏。每栋设计了6台1.1kW的大风机，4台水帘水泵，还有4台25kW的热风炉（冬天用）。
以前的控制方式就是人工：气温高了就开几个风机，热得受不了了再开水帘泵，冬天冷了让人去点热风炉。全靠感觉和经验。问题是晚上呢？人总得睡觉吧？半夜气温降了或者升了，猪圈里的猪就遭殃了。
郑老板这次的想法是，把5栋怀孕母猪舍和产房先改造，后面再推广到全部15栋舍。
方案设计
我的方案是这样的：每栋舍装一个西门子S7-1200作为主控制器，用分布式IO模块采集各栏的信号。每栋内部署：
- 2个温湿度传感器（舍内两端各一个）
- 2个氨气传感器（关键！装在猪只活动区域高度）
- 1个CO₂传感器
- 1个室外温湿度传感器
- 6个风机启停状态检测
- 4个水帘泵状态
5栋舍的S7-1200通过以太网连到中控室的一台工控机，上面跑WinCC做集中监控。
控制策略分三种模式：
- 夏季模式： 温度＞28℃，风机自动排级启动，水温超过32℃时启动水帘泵
- 过渡季模式： 温度18~28℃，只开风机不开水帘，根据氨气和CO₂浓度决定最小通风量
- 冬季模式： 温度＜18℃，开暖风机+最小通风量，氨气浓度超过15ppm时加大通风
最大体会——养猪场的数据很不一样
以前做工厂项目，温度控制讲究的是精准，误差±0.5℃以内。但养猪场不是这么回事——猪舍需要的不是”精准”而是”平稳”。
举个例子：如果舍内温度是26℃，设定目标是25℃。工厂的PID会快速响应，让风机全开，很快降到25℃然后停。但在猪舍里这样做，温度忽高忽低，猪反而容易生病。所以我的PID参数设得非常保守：
- 比例增益P=1.2（工厂项目我习惯用2.0~4.0）
- 积分时间I=300秒（工厂我一般设30~60秒）
- 微分关闭D=0
效果就是温度变化非常缓慢，1小时内变化不超过2℃。猪舒服，人也省心。
另一个教训是氨气传感器的安装高度。第一版我装在离地面2米的位置（跟人在走廊走的高度差不多），结果读数一直偏低，冬天关门后猪栏里的氨气其实很高。后来挪到离地面40厘米——猪鼻子活动的高度——数据才真实。
这个错误导致我在调试阶段浪费了三天。后来想想觉得特蠢——你测猪呼吸的空气，装在人的高度干什么？
调试中最难的部分
最折磨人的是过渡季模式的逻辑。春天和秋天，白天可能25℃需要降温，晚上降到12℃又需要保温。传统的PID在这种工况下反复切换，风机启停太频繁。
我后来加了一个滞回区间——温度在22~26℃之间，保持当前运行状态不动作，温度超过26.5℃才增加通风，低于21.5℃才启动供暖。这个2℃的滞回区间直接让风机的动作频率从每小时十几次降到了三四次。
代码片段大概是这样的（STL写的，贴一部分在下面）：
// 温度滞回控制 - 夏季模式通风 L #Temp_Actual // 实际温度 L 2.650000e+001 // 26.5℃ 开启阈值 >=R JCN ColdDown // 温度低于26.5℃，跳到降温检查 L #Vent_Stage // 当前风机级数 L 6 // 最高6级 <I JCN ColdDown T #Vent_Stage_Req // 请求增加一级 ColdDown: L #Temp_Actual L 2.200000e+001 // 22.0℃ 关闭阈值 <R JCN Done L #Vent_Stage L 0 >I JCN Done L #Vent_Stage_Req LOOP 1 // 减少一级 T #Vent_Stage_Req
看着简单，但这个逻辑让我来回调了三天。因为实际温度波动时，如果单纯用比较指令，风机在阈值附近会频繁启停。加滞回区间和延时确认以后才算稳下来。
最后的效果
项目从去年10月开始做设计，11月到12月施工安装，今年1月份正式投运。到现在跑了快半年，郑老板给的数据：
- 夏季热应激死亡率：从之前的3%降到不到0.5%
- 冬季呼吸道疾病用药量：同比减少约40%
- 人工成本：原来每栋舍需要一个值班人员，现在降到每班两个人巡视5栋
上个月郑老板把剩下10栋的合同也签了，不过这次他提了一个新要求——要加视频监控和AI识别，能自动识别猪的异常行为，比如趴着不动太久可能是病了。
养猪场都开始上AI了。我们搞工控的，再不学点新东西真要跟不上了。
几点避坑经验
第一，养殖场的传感器防护等级要够。IP65是底线，能上IP67最好。因为猪舍要冲洗消毒，水枪压力很大的。我第一批买的普通工业传感器，清洗了一次就坏了一半。
第二，氨气传感器要买电化学式的，不要买半导体式的。半导体式便宜但漂移严重，三个月就不准了。电化学式贵一倍多，但一年校准一次就够了。我用的是英国CITY的氨气传感器探头，单颗成本七百多，但数据可靠。
第三，预留手动旁路！这个非常重要。PLC或者电脑出故障的时候，工人要能手动启动风机和暖风机。我加了一套”自动/手动”切换开关柜，手动模式直接用工频启动，跟PLC无关。这是跟消防学的——关键设备一定要有后备手段。
第四，猪场里腐蚀性气体多，铜排、端子、继电器触点最好选镀金或者不锈钢的。我在一套控制柜里发现端子氧化发绿了，三个月就换了一批全套的不锈钢端子。
第五，也是最重要的——设计的时候一定要争取去现场多待几天。猪场和工厂的工况差别太大了。我在工厂干了十几年都没碰到过的”传感器被猪拱了”这种问题，在猪场里是家常便饭。
写这些是想跟兄弟们说，不要觉得养猪场low。现在的规模化养殖场，自动化程度不比一般工厂低，而且这行的改造需求才刚刚开始释放。搞PLC的去农业赛道卷一卷，也是个出路。