魚(yú)塘水質(zhì)監測及增氧機自動(dòng)監控系統介紹
廣東省廣州市白云區農林局 陳柱
珠江水產(chǎn)研究所 謝躍帆
廣州恒心水產(chǎn)科技有限公司 李恒頌/文圖
當前葉輪式增氧機已經(jīng)普遍應用于高密度魚(yú)塘養殖,多依靠養殖戶(hù)的實(shí)踐經(jīng)驗來(lái)人工控制增氧機的開(kāi)啟以及增氧時(shí)間的長(cháng)短。如果養殖戶(hù)不能準確判斷增氧的時(shí)機,魚(yú)塘管理者沒(méi)有及時(shí)開(kāi)啟增氧機,夜間增氧機故障時(shí)沒(méi)有及時(shí)發(fā)現,及時(shí)開(kāi)啟增氧機,就可能會(huì )出現水體溶氧不足,造成魚(yú)類(lèi)死亡等狀況。
本文所述的魚(yú)塘增氧機物聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)監控系統利用計算機物聯(lián)網(wǎng)系統,可自動(dòng)監測魚(yú)塘中的溫度、pH值、溶氧量等魚(yú)塘水體的參數,自動(dòng)監控魚(yú)塘增氧機的運行情況。只要養殖戶(hù)或管理者能上網(wǎng),就能隨時(shí)隨地了解和掌控魚(yú)塘養殖水體的狀況。該系統自2013年10月在中山食品水產(chǎn)進(jìn)出口集團有限公司投入使用,運行正常。
一、物聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)監控系統網(wǎng)絡(luò )圖
本系統在中山食品水產(chǎn)進(jìn)出口集團有限公司對6個(gè)魚(yú)塘的增氧機(每個(gè)魚(yú)塘4臺)實(shí)現了全自動(dòng)監控,見(jiàn)圖1。監控系統管理層、遠程監控網(wǎng)絡(luò )基于INTERNET網(wǎng)絡(luò ),監控層網(wǎng)絡(luò )是RS485網(wǎng)絡(luò ),檢測魚(yú)塘水體參數的溫度、pH值和溶氧值的傳感器通過(guò)MODBUS RTU通訊協(xié)議,將檢測的參數傳送給PLC控制器。
PLC控制器監測到的魚(yú)塘水體參數通過(guò)RS232接口傳送存儲到電腦監控軟件中,電腦監控軟件通過(guò)RS485網(wǎng)絡(luò ),MODBUS RTU通訊協(xié)議將監測到的水體參數即時(shí)顯示在LED顯示器上。
二、水體參數監測傳感器及自動(dòng)清洗裝置
魚(yú)塘水體中魚(yú)類(lèi)排泄物、殘餌、水體雜質(zhì)、藻類(lèi)、青苔等諸多因素會(huì )導致浸入式安裝在池塘內的傳感器探頭易被污染。若不及時(shí)清理,將會(huì )嚴重影響pH值、溶氧量監控的精度,從而影響?hù)~(yú)塘增氧機的合理開(kāi)關(guān)。自動(dòng)控制系統本身又無(wú)法獲知探頭的清潔狀況,故傳感器探頭需要定時(shí)清洗,否則將可能出現無(wú)法準確測定魚(yú)塘內溶氧量的情況。另一方面,人工清洗,往往不能引起足夠重視,常常被其他工作耽誤,而且人工取出清洗,易損壞傳感器。目前為此,應用于生產(chǎn)場(chǎng)所的pH值、溶氧量探測傳感器等很少能長(cháng)期正常使用的。因此,使用能自動(dòng)清洗,穩定耐用的傳感器探頭是保證正確監測魚(yú)塘水體參數和合理開(kāi)關(guān)增氧機的前提。
圖2~5是魚(yú)塘pH值、溶解氧傳感器的自動(dòng)清洗裝置的圖片。這項應用采用氣體清洗,選用合適壓頭的空壓機,通過(guò)氣管、專(zhuān)用的噴氣壓力調節閥(圖中的黑色部件)向傳感器噴氣,帶動(dòng)傳感器附近的水體沖洗清潔傳感器探頭。我們經(jīng)過(guò)反復試驗和現場(chǎng)測試,確定傳感器的清洗壓力是0.8bar,清洗時(shí)間是每8小時(shí)清洗1次,每次6分鐘。自2013年10月投入使用,實(shí)踐證明:自動(dòng)清洗裝置保證了傳感器探頭干凈,傳感器測試數據穩定,自動(dòng)控制系統運行穩定可靠。
三、監控功能介紹
1.數據監控管理功能
物聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)監控系統實(shí)時(shí)監控存儲魚(yú)塘的水體參數,用戶(hù)可通過(guò)局域網(wǎng)、INTERNET或無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )瀏覽,查詢(xún)使用檢測到的魚(yú)塘水體參數,監控魚(yú)塘增氧機、傳感器自動(dòng)清洗機的運行和故障情況。
可根據使用需求,隨時(shí)查閱存儲在電腦中的任意時(shí)間段的的魚(yú)塘水體參數。見(jiàn)圖6、7、8。
2.傳感器自動(dòng)清洗機和增氧機的監控功能
本自動(dòng)監控系統對清洗機和增氧機具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制模式?刂葡溥x擇開(kāi)關(guān)轉到手動(dòng)模式下,清洗機和增氧機僅由操作人員通過(guò)控制箱按鈕進(jìn)行啟?刂;控制箱選擇開(kāi)關(guān)轉到自動(dòng)模式下,清洗機和增氧機的控制根據系統控制指令自動(dòng)運行。
自動(dòng)控制模式下,PLC控制器每天3次定時(shí)控制清洗機的運行,保證pH值、溶氧量傳感器的清潔,保證檢測數據準確。
自動(dòng)控制模式下,PLC控制器對增氧機的控制包括定時(shí)控制和根據溶氧設定值自動(dòng)控制兩種模式。定時(shí)控制模式下,增氧機根據用戶(hù)設定的時(shí)間表自動(dòng)運行;根據溶氧設定值自動(dòng)控制模式下,增氧機根據用戶(hù)設定的溶氧值自動(dòng)運行,當溶氧值連續低于啟動(dòng)設定值5分鐘時(shí),自動(dòng)啟動(dòng)增氧機,當溶氧值連續高于關(guān)閉設定值5分鐘時(shí),自動(dòng)停止增氧機運行。
自動(dòng)控制模式下,電腦屏幕動(dòng)態(tài)圖像顯示增氧機和清洗機的運行狀態(tài),可遠程監控清洗機的運行狀態(tài)和故障狀態(tài)。
pH值和溶氧值可根據用戶(hù)設定限值發(fā)出聲光報警。即pH值和溶氧值如果連續5分鐘低于用戶(hù)設定的下限值或高于上限值,系統將發(fā)出聲光報警,提醒用戶(hù)關(guān)注池塘水質(zhì)情況。見(jiàn)圖9、10、11。
四、結論
(1)魚(yú)塘的pH值、溶解氧傳感器配置了合適的自動(dòng)清洗系統,包括清洗機和自動(dòng)控制裝置,這保證了傳感器探頭清潔,提高了測量的準確性。
(2)實(shí)現了魚(yú)塘的溫度、pH值和溶解氧的24小時(shí)監控存儲,為保證生產(chǎn)安全,提高管理水平提供了依據。
(3)實(shí)現了魚(yú)塘增氧機的全自動(dòng)控制,有利于節省資源,合理開(kāi)增氧機,保證生產(chǎn)安全。
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