魚塘水質(zhì)監(jiān)測(cè)及增氧機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)介紹
廣東省廣州市白云區(qū)農(nóng)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(dāng)前葉輪式增氧機(jī)已經(jīng)普遍應(yīng)用于高密度魚塘養(yǎng)殖，多依靠養(yǎng)殖戶的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來人工控制增氧機(jī)的開啟以及增氧時(shí)間的長(zhǎng)短。如果養(yǎng)殖戶不能準(zhǔn)確判斷增氧的時(shí)機(jī)，魚塘管理者沒有及時(shí)開啟增氧機(jī)，夜間增氧機(jī)故障時(shí)沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)開啟增氧機(jī)，就可能會(huì)出現(xiàn)水體溶氧不足，造成魚類死亡等狀況。
本文所述的魚塘增氧機(jī)物聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，可自動(dòng)監(jiān)測(cè)魚塘中的溫度、pH值、溶氧量等魚塘水體的參數(shù)，自動(dòng)監(jiān)控魚塘增氧機(jī)的運(yùn)行情況。只要養(yǎng)殖戶或管理者能上網(wǎng)，就能隨時(shí)隨地了解和掌控魚塘養(yǎng)殖水體的狀況。該系統(tǒng)自2013年10月在中山食品水產(chǎn)進(jìn)出口集團(tuán)有限公司投入使用，運(yùn)行正常。
一、物聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖
本系統(tǒng)在中山食品水產(chǎn)進(jìn)出口集團(tuán)有限公司對(duì)6個(gè)魚塘的增氧機(jī)（每個(gè)魚塘4臺(tái)）實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)監(jiān)控，見圖1。監(jiān)控系統(tǒng)管理層、遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)基于INTERNET網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控層網(wǎng)絡(luò)是RS485網(wǎng)絡(luò)，檢測(cè)魚塘水體參數(shù)的溫度、pH值和溶氧值的傳感器通過MODBUS RTU通訊協(xié)議，將檢測(cè)的參數(shù)傳送給PLC控制器。
PLC控制器監(jiān)測(cè)到的魚塘水體參數(shù)通過RS232接口傳送存儲(chǔ)到電腦監(jiān)控軟件中，電腦監(jiān)控軟件通過RS485網(wǎng)絡(luò)，MODBUS RTU通訊協(xié)議將監(jiān)測(cè)到的水體參數(shù)即時(shí)顯示在LED顯示器上。
二、水體參數(shù)監(jiān)測(cè)傳感器及自動(dòng)清洗裝置
魚塘水體中魚類排泄物、殘餌、水體雜質(zhì)、藻類、青苔等諸多因素會(huì)導(dǎo)致浸入式安裝在池塘內(nèi)的傳感器探頭易被污染。若不及時(shí)清理，將會(huì)嚴(yán)重影響pH值、溶氧量監(jiān)控的精度，從而影響魚塘增氧機(jī)的合理開關(guān)。自動(dòng)控制系統(tǒng)本身又無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(xiàn)無法準(zhǔn)確測(cè)定魚塘內(nèi)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(yīng)用于生產(chǎn)場(chǎng)所的pH值、溶氧量探測(cè)傳感器等很少能長(zhǎng)期正常使用的。因此，使用能自動(dòng)清洗，穩(wěn)定耐用的傳感器探頭是保證正確監(jiān)測(cè)魚塘水體參數(shù)和合理開關(guān)增氧機(jī)的前提。
圖2~5是魚塘pH值、溶解氧傳感器的自動(dòng)清洗裝置的圖片。這項(xiàng)應(yīng)用采用氣體清洗，選用合適壓頭的空壓機(jī)，通過氣管、專用的噴氣壓力調(diào)節(jié)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)過反復(fù)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)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(cè)試數(shù)據(jù)穩(wěn)定，自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。
三、監(jiān)控功能介紹
1.數(shù)據(jù)監(jiān)控管理功能
物聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控存儲(chǔ)魚塘的水體參數(shù)，用戶可通過局域網(wǎng)、INTERNET或無線網(wǎng)絡(luò)瀏覽，查詢使用檢測(cè)到的魚塘水體參數(shù)，監(jiān)控魚塘增氧機(jī)、傳感器自動(dòng)清洗機(jī)的運(yùn)行和故障情況。
可根據(jù)使用需求，隨時(shí)查閱存儲(chǔ)在電腦中的任意時(shí)間段的的魚塘水體參數(shù)。見圖6、7、8。
2.傳感器自動(dòng)清洗機(jī)和增氧機(jī)的監(jiān)控功能
本自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)清洗機(jī)和增氧機(jī)具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制模式。控制箱選擇開關(guān)轉(zhuǎn)到手動(dòng)模式下，清洗機(jī)和增氧機(jī)僅由操作人員通過控制箱按鈕進(jìn)行啟停控制；控制箱選擇開關(guān)轉(zhuǎn)到自動(dòng)模式下，清洗機(jī)和增氧機(jī)的控制根據(jù)系統(tǒng)控制指令自動(dòng)運(yùn)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(jī)的運(yùn)行，保證pH值、溶氧量傳感器的清潔，保證檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。
自動(dòng)控制模式下，PLC控制器對(duì)增氧機(jī)的控制包括定時(shí)控制和根據(jù)溶氧設(shè)定值自動(dòng)控制兩種模式。定時(shí)控制模式下，增氧機(jī)根據(jù)用戶設(shè)定的時(shí)間表自動(dòng)運(yùn)行；根據(jù)溶氧設(shè)定值自動(dòng)控制模式下，增氧機(jī)根據(jù)用戶設(shè)定的溶氧值自動(dòng)運(yùn)行，當(dāng)溶氧值連續(xù)低于啟動(dòng)設(shè)定值5分鐘時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)增氧機(jī)，當(dāng)溶氧值連續(xù)高于關(guān)閉設(shè)定值5分鐘時(shí)，自動(dòng)停止增氧機(jī)運(yùn)行。
自動(dòng)控制模式下，電腦屏幕動(dòng)態(tài)圖像顯示增氧機(jī)和清洗機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，可遠(yuǎn)程監(jiān)控清洗機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和故障狀態(tài)。
pH值和溶氧值可根據(jù)用戶設(shè)定限值發(fā)出聲光報(bào)警。即pH值和溶氧值如果連續(xù)5分鐘低于用戶設(shè)定的下限值或高于上限值，系統(tǒng)將發(fā)出聲光報(bào)警，提醒用戶關(guān)注池塘水質(zhì)情況。見圖9、10、11。
四、結(jié)論
（1）魚塘的pH值、溶解氧傳感器配置了合適的自動(dòng)清洗系統(tǒng)，包括清洗機(jī)和自動(dòng)控制裝置，這保證了傳感器探頭清潔，提高了測(cè)量的準(zhǔn)確性。
（2）實(shí)現(xiàn)了魚塘的溫度、pH值和溶解氧的24小時(shí)監(jiān)控存儲(chǔ)，為保證生產(chǎn)安全，提高管理水平提供了依據(jù)。
（3）實(shí)現(xiàn)了魚塘增氧機(jī)的全自動(dòng)控制，有利于節(jié)省資源，合理開增氧機(jī)，保證生產(chǎn)安全。
- 上一條信息：池塘底層增氧設(shè)施安裝方法
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