CN104317241A - 用于循环水养殖的变速流智能水质控制系统 - Google Patents

用于循环水养殖的变速流智能水质控制系统 Download PDF

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CN104317241A CN201410589809.2A CN201410589809A CN104317241A CN 104317241 A CN104317241 A CN 104317241A CN 201410589809 A CN201410589809 A CN 201410589809A CN 104317241 A CN104317241 A CN 104317241A
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叶章颖
王震
韩金厚
赵建
裴洛伟
阮赟杰
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts
    • G05B19/058—Safety, monitoring
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/10—Plc systems
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Abstract

本发明公开的一种用于循环水养殖的变速流智能水质控制系统，包括由水质参数传感器、变送器、控制器、无线通信模块二、变频器及空气开关构成的下位机变速流控制系统，水泵和增氧机构成的下位机变速流执行系统，及监控终端和无线通信模块一构成的上位机监控系统。下位机变速流控制系统用于检测水质参数并向下位机变速流执行系统输出控制信号，从而改变水泵转速，以改善水质；上位机监控系统与下位机变速流控制系统通过无线信号传输实现对水质参数的显示和监控，并根据监控数据控制增氧机的开启与关闭，选择对养殖池水增氧。本发明可大大节约成本，降低能耗；且采用基于无线通信的物联网技术来进行远距离通讯，实现对水质的监控，更加便捷及智能化。

Description

用于循环水养殖的变速流智能水质控制系统
技术领域
本发明涉及一种用于循环水养殖的水质控制系统，尤其涉及一种用于循环水养殖的变速流智能水质控制系统。
背景技术
循环水养殖系统，它集现代工程、机电、生物、环保及饲料科学等多学科于一体，是当今世界养殖产业发展的必然趋势，在发达国家早已兴起，发展进展很快，循环水养殖系统主要由养殖池、滤床、集水池和循环水控制系统构成。目前在欧洲进行的有关涉及循环水养殖的研究内容包括：精准投喂的喂饲系统、在高密度养殖条件下鱼类的游泳和摄食行为、通过饲料配方的改善以减少废物排放、紫外线和O3联合消毒、光周期对鱼类摄食行为的影响、鱼类养殖环境的优化、细菌的数量和种类对水处理系统效能的影响、换水量和水循环速率的优化、养殖水体中的酸碱平衡、养殖设施的优化设计、鱼类的福利等。
然而目前循环水养殖系统中存在的缺陷有：国内外通常采用额定速率的循环水策略，水质的检测系统与水循环系统是两个独立的系统，即水质检测系统返回参数后，水泵转速的调控通常由人工来进行；为保持良好水质状况，水泵长期处于高速运转状态，不利于系统能耗的降低，也不利于节省成本；此外，目前所用的水质检测及循环系统通讯功能有限，因为水泵的调控需要人工设定，故不能远距离控制水泵转速，系统的自动化受到限制。
 
发明内容
本发明的目的是提供一种自动化程度高、能耗低且可实现远程控制的用于循环水养殖的变速流智能水质控制系统。
本发明的用于循环水养殖的变速流智能水质控制系统，包括无线通信模块二、控制器、变频器、空气开关、水质参数传感器、增氧机、水泵、无线通信模块一、变送器和监控终端；
水质参数传感器和增氧机置于养殖池中，水质参数传感器的信号输出端与变送器的输入端连接，变送器的输出端与控制器的模拟信号输入端连接，无线通信模块二和变频器分别通过串口与控制器连接，变频器的输出端通过空气开关与水泵相连；无线通信模块一通过串口与监控终端连接，无线通信模块一与无线通信模块二之间进行无线信号传输。
上述技术方案中，所述的控制器通常为PLC。
所述的无线通信模块一、无线通信模块二通常为TC35无线通信模块。
所述的监控终端可以为电脑或手机。
本发明中，水质参数传感器、变送器、控制器、无线通信模块二、变频器及空气开关构成下位机变速流控制系统，水泵和增氧机构成的下位机变速流执行系统，下位机变速流控制系统用于检测水质参数并向下位机变速流执行系统输出控制信号，从而改变水泵转速，以实现改善水质；监控终端和无线通信模块一构成上位机监控系统，上位机监控系统与下位机变速流控制系统通过无线信号传输实现对水质参数的显示和监控，并根据监控数据控制增氧机的开启与关闭，选择对养殖池水增氧。
具体原理如下：水质参数传感器置于养殖池内获得水质参数数据，输出给变送器，变送器将得到的水质参数数据作为控制器的模拟信号输送给控制器，控制器依据当前获取的水质参数控制变频器的输出频率，进而改变水泵的转速，并通过无线通信模块实现与上位机监控终端的通信，由监控终端对水质参数数据及变频器输出频率进行监控。
 
本发明具有的有益效果是： 
本发明将水质实时检测系统与水循环系统相结合，构成闭环控制系统。将水质参数作为系统控制量，通过自动控制改变水泵的转速来实现改善水质，即：水质过好时，降低水循环速率，水质过差时，加快水循环速率，使其维持在较适宜水平。通过控制增氧机的开启与关闭，选择对养殖池水增氧。
本发明可大大节约成本，水泵的消耗可以减少15%～20%。且采用基于无线通信的物联网技术来进行远距离通讯，实现对水质的监控，更加便捷及智能化。
 
附图说明
图1是本发明的变速流智能水质控制系统构成示意图。
图中：1、无线通信模块二；2、控制器；3、变频器；4、空气开关；5、水质参数传感器；6、增氧机；7、水泵；8、无线通信模块一；9、变送器；10、监控终端；11、养殖池。
 
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明的用于循环水养殖的变速流智能水质控制系统，包括无线通信模块二1、控制器2、变频器3、空气开关4、水质参数传感器5、增氧机6、水泵7、无线通信模块一8、变送器9和监控终端10；
水质参数传感器5和增氧机6置于养殖池11中，水质参数传感器的信号输出端与变送器9的输入端连接，变送器9的输出端与控制器2的模拟信号输入端连接，无线通信模块二1和变频器3分别通过串口与控制器2连接，变频器的输出端通过空气开关4与水泵7相连；无线通信模块一8通过串口与监控终端10连接，无线通信模块一8与无线通信模块二1之间进行无线信号传输。
上述技术方案中，所述的控制器通常为PLC。
所述的无线通信模块一、无线通信模块二通常为TC35无线通信模块。
所述的监控终端可以为电脑或手机。
本系统正常工作时，水质参数传感器5置于养殖池内获得水质参数数据，输出给变送器9，变送器将得到的水质参数数据转换成4~20mA的标准信号，作为控制器2的模拟信号输送给控制器，控制器将当前获取的水质参数与预先设定的标准水质参数进行比较，当水质过好时，控制器2控制变频器3的输出频率减小，进而降低水泵的转速；当水质过差时，控制器2控制变频器3的输出频率增大，进而增大水泵的转速。控制器2每间隔一定时间通过串口读取变频器3中的数据，并将这些数据与由变送器输入的水质参数数据一并通过串口输送给无线通信模块二1，通过无线通信模块一8与无线通信模块二1间的无线传输，实现与上位机监控终端的通信，由监控终端对水质参数数据及变频器输出频率进行显示和监控。此外，还可通过控制增氧机的开启与闭合，选择对养殖池水增氧。

Claims (2)

1.用于循环水养殖的变速流智能水质控制系统，其特征在于包括无线通信模块二（1）、控制器（2）、变频器（3）、空气开关（4）、水质参数传感器（5）、增氧机（6）、水泵（7）、无线通信模块一（8）、变送器（9）和监控终端（10）；
水质参数传感器（5）和增氧机（6）置于养殖池（11）中，水质参数传感器（5）的信号输出端与变送器（9）的输入端连接，变送器（9）的输出端与控制器（2）的模拟信号输入端连接，变频器（3）的信号输入端及无线通信模块二（1）分别通过串口与控制器（2）连接，变频器（3）的信号输出端通过空气开关（4）与水泵（7）相连；无线通信模块一（8）通过串口与监控终端（10）连接，无线通信模块一（8）与无线通信模块二（1）之间进行无线信号传输。
2.根据权利要求1所述的用于循环水养殖的变速流智能水质控制系统，其特征在于所述的监控终端（10）为电脑或手机。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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