CN109362638B - 用于鱼类增殖放流站循环水处理设备的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于控制技术领域，具体公开了一种用于鱼类增殖放流站循环水处理设备的控制系统，旨在解决现有鱼类增殖放流站循环水处理系统缺乏有效控制的问题。该控制系统用于对鱼类增殖放流站循环水处理系统中各种可控设备进行监测和控制，采用控制器作为主控单元，根据温度采集器、液位采集器等采集到的信息，以及预设和输入设备输入的控制信息来调控潜水泵、反冲洗泵、鼓风机、加热装置、给水泵等可控设备，在对应的工作流程内，控制对应设备的运转，保证系统液位、温度等处于设定参数范围内，用以提高系统运行效率，并保证系统长期稳定运行，从而保证鱼类增殖放流站的水温、水质等满足鱼类适宜生活的要求。

Description

用于鱼类增殖放流站循环水处理设备的控制系统

技术领域

本发明属于控制技术领域，具体涉及一种用于鱼类增殖放流站循环水处理设备的控制系统。

背景技术

目前，社会各界对水利水电工程生态环境保护的关注度日益增加，大型水利水电工程在建设和运行过程中产生的生态环境影响已成为社会关注热点，在带来经济和社会效益的同时，也会对鱼类种质造成阻碍，对水生生物环境造成影响。随着环保政策的不断完善以及建设项目环境监管力度的不断加大，通过对鱼类习性的研究从而采取系列保护措施已成为水生生态保护的必要举措。

由于水利水电工程鱼类增殖放流站工程多处于高山峡谷地带，因此没有充足的水源，很多鱼类增殖放流站都采用循环水或者流水与循环水结合的运行方式。又由于鱼类养殖弃水中有鱼类代谢物质以及饵料等物质的排出，会产生悬浮物(SS)，COD、氨氮、总磷、细菌、原生/后生动物等污染物质。因此，循环水养殖模式并不是对养鱼弃水进行一个简单的循环回用，而是一种通过物理、化学、生物学等手段对鱼类增殖放流站生产废水水质进行处理，达到养殖用水可循环利用的半封闭或全封闭、高度集约化的生产方式。

对于养殖水体的处理，目前是通过鱼类增殖放流站循环水处理系统进行的。鱼类增殖放流站循环水处理系统是基于封闭式循环水养殖模式而发展起来的一套水处理系统，主要作用是对养殖水体进行净化和加热。现有的鱼类增殖放流站循环水处理系统，包括依次相连的回水管、集水池、过滤装置、温控装置、消毒装置和给水管；所述集水池内设置有潜水泵；所述过滤装置包括连接在一起的砂滤器和湿式生物球，所述砂滤器上通过反冲洗管循环连接有蓄水池，所述反冲洗管上设置有反冲洗泵，所述湿式生物球上设有补齐管，所述补齐管的端部上设有鼓风机；所述温控装置包括保温水箱、管道泵和加热装置，所述保温水箱通过管道泵与加热装置连接，所述加热装置通常为电锅炉；所述消毒装置通常为紫外消毒装置；所述给水管上设置有给水泵。

然而，水利水电工程鱼类增殖放流站多养殖珍稀鱼类和重点经济性鱼类，养殖要求较高；但是，现有的鱼类增殖放流站循环水处理系统缺乏有效的控制，系统运行效率较低，且长期运行过程中水质和水温这两个影响养殖水体质量的重要因素无法得到保证。

发明内容

本发明提供了一种用于鱼类增殖放流站循环水处理设备的控制系统，旨在解决现有鱼类增殖放流站循环水处理系统缺乏有效控制的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：用于鱼类增殖放流站循环水处理设备的控制系统，包括设置在集水池内的潜水泵、与砂滤器相连接的反冲洗泵、与湿式生物球相连接的鼓风机、与保温水箱相连接的加热装置以及设置在给水管上的给水泵；还包括控制器、输入设备、温度采集器和液位采集器；所述潜水泵、反冲洗泵、鼓风机、加热装置、给水泵、输入设备、温度采集器和液位采集器分别与控制器电连接。

进一步的是，所述控制器为PLC控制器。

进一步的是，所述温度采集器包括集水池温度采集器、生物球温度采集器、水箱温度采集器和给水管温度采集器，所述集水池温度采集器设置在集水池上，所述生物球温度采集器设置在湿式生物球上，所述水箱温度采集器设置在保温水箱上，所述给水管温度采集器设置在给水管上。

进一步的是，所述液位采集器包括砂滤器液位采集器、生物球液位采集器和保温水箱液位采集器，所述砂滤器液位采集器设置在砂滤器上，所述生物球液位采集器设置在湿式生物球上，所述保温水箱液位采集器设置在保温水箱上。

进一步的是，还包括与控制器电连接的压力采集器，所述压力采集器包括给水管压力采集器，所述给水管压力采集器设置在给水管上。

进一步的是，所述加热装置通过管道泵与保温水箱连接，所述管道泵与控制器电连接。

进一步的是，还包括与控制器电连接的增氧机。

进一步的是，所述潜水泵、反冲洗泵、鼓风机、给水泵和增氧机均通过变频器与控制器电连接。

进一步的是，还包括与控制器电连接的消毒装置；所述集水池通过潜水泵与砂滤器连接，所述砂滤器与湿式生物球连接，所述湿式生物球与保温水箱连接，所述保温水箱与消毒装置连接，所述消毒装置与给水管连接。

进一步的是，所述输入设备为触摸屏。

本发明的有益效果是：该控制系统用于对鱼类增殖放流站循环水处理系统中各种可控设备进行监测和控制，采用控制器作为主控单元，根据温度采集器、液位采集器等采集到的信息，以及预设和输入设备输入的控制信息来调控潜水泵、反冲洗泵、鼓风机、加热装置、给水泵等可控设备，在对应的工作流程内，控制对应设备的运转，保证系统液位、温度等处于设定参数范围内，用以提高系统运行效率，并保证系统长期稳定运行，从而保证鱼类增殖放流站的水温、水质等满足鱼类适宜生活的要求。

附图说明

图1是本发明的实施结构示意图；

图2是本发明的现场布置图；

图中标记为：集水池20、潜水泵21、集水池温度采集器22、砂滤器30、反冲洗泵31、砂滤器液位采集器32、湿式生物球40、鼓风机41、生物球温度采集器42、生物球液位采集器43、保温水箱50、加热装置51、水箱温度采集器52、保温水箱液位采集器53、管道泵54、给水管60、给水泵61、给水管温度采集器62、给水管压力采集器63、控制器70、输入设备80、增氧机90。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

结合图1和图2所示，用于鱼类增殖放流站循环水处理设备的控制系统，包括设置在集水池20内的潜水泵21、与砂滤器30相连接的反冲洗泵31、与湿式生物球40相连接的鼓风机41、与保温水箱50相连接的加热装置51以及设置在给水管60上的给水泵61；还包括控制器70、输入设备80、温度采集器和液位采集器；潜水泵21、反冲洗泵31、鼓风机41、加热装置51、给水泵61、输入设备80、温度采集器和液位采集器分别与控制器70电连接。

其中，控制器70为该控制系统的主控单元，其可以为多种，优选为PLC控制器。输入设备80主要用于预设或输入控制指令，其一般包括显示部分和输入部分，优选为触摸屏；通常选择HMI组态触摸屏，HMI组态触摸屏不仅可以进行显示，而且通过点击屏幕上对应显示参数按键，也可以查看一段时间内采集到的各个参数的曲线信息和报警信息，方便现场相关参数查看；同时通过HMI组态触摸屏能够设置相关控制参数，对系统在相关参数范围内进行控制调节，保证系统根据相关设定稳定运行。控制器70和输入设备80通常设置在控制柜内，在控制柜上一般还设置有手动控制按键和指示灯，方便对现场各个设备进行单独控制；同时，为了进行远程监测和控制，控制器70能够实时上传数据到控制室，方便对现场运行流程和各个参数信息的监测；同时，也能够接收控制室发送下来的指令数据，处于现场的控制器70可根据接收指令执行对应的动作，实现远端调控，方便远端人员对现场设备的控制。

温度采集器主要用于实时采集鱼类增殖放流站现场环境及水处理过程中的温度，以对控制器70进行控制提供参考；温度采集器可以为多种，例如：温度传感器、热电偶、温度探测器等。温度采集器一般包括集水池温度采集器22、生物球温度采集器42、水箱温度采集器52和给水管温度采集器62，集水池温度采集器22设置在集水池20上，生物球温度采集器42设置在湿式生物球40上，水箱温度采集器52设置在保温水箱50上，给水管温度采集器62设置在给水管60上；温度采集器一般还包括五个用于对鱼类增殖放流站现场环境进行采集的温度采集器，其中一个安装在鱼类增殖放流站现场中央，另外四个安装在鱼类增殖放流站现场的四个角落，控制器70通常将采集到的环境温度取平均值得出鱼类增殖放流站现场的环境温度；通过环境温度和循环水水温，以判断出需要通过加热装置51增加的水温，从而使水温处于适宜和稳定的温度，以满足鱼类的养殖需求。

液位采集器主要用于实时采集鱼类增殖放流站现场水处理设备中的水位情况，以便控制器70将水位控制在合适位置；液位采集器可以为多种，例如：液位探测器。液位采集器一般包括砂滤器液位采集器32、生物球液位采集器43和保温水箱液位采集器53，砂滤器液位采集器32设置在砂滤器30上，生物球液位采集器43设置在湿式生物球40上，保温水箱液位采集器53设置在保温水箱50上。

作为本发明的一种优选方案，再如图1和图2所示，该用于鱼类增殖放流站循环水处理设备的控制系统还包括与控制器70电连接的压力采集器，压力采集器包括给水管压力采集器63，给水管压力采集器63设置在给水管60上。压力采集器主要用于实时采集鱼类增殖放流站循环水处理系统的压力，通常选用压力表作为压力采集器；给水管压力采集器63用于实时采集给水管60内的水压。

具体的，加热装置51通过管道泵54与保温水箱50连接，管道泵54与控制器70电连接。控制器70可以联动控制加热装置51和管道泵54，以使得保温水箱50内的水位和水温保持在设定值。加热装置51可以为多种，通常选择为电锅炉。

为了保证循环水中的含氧量，以利于鱼类养殖，再如图1所示，该用于鱼类增殖放流站循环水处理设备的控制系统还包括与控制器70电连接的增氧机90。增氧机90通常设置在给水管60上或者鱼类养殖池中。

为了提高控制效果，一般使潜水泵21、反冲洗泵31、鼓风机41、给水泵61和增氧机90均通过变频器与控制器70电连接。

优选的，该用于鱼类增殖放流站循环水处理设备的控制系统还包括与控制器70电连接的消毒装置；集水池20通过潜水泵21与砂滤器30连接，砂滤器30与湿式生物球40连接，湿式生物球40与保温水箱50连接，保温水箱50与消毒装置连接，消毒装置与给水管60连接。消毒装置优选为紫外消毒器。

如图2所示，正常控制流程中，首先开启潜水泵21和电磁阀D1，将集水池20中的水由潜水泵21抽到砂滤器30中，开启电磁阀D2，当砂滤器30中的液位到一定水位后，溢流到湿式生物球40的水箱中，开启鼓风机41，进行生物过滤；通过溢流，将清水溢出到保温水箱50中，通过加热装置51，将清水加热到设定温度，若给水管60和电磁阀D3开启，则清水通过消毒装置，通过循环管线分流到各个养殖单元中。

反冲洗控制过程中，首先必须关闭潜水泵21、电磁阀D1、电磁阀D2，再开启反冲洗泵31、电磁阀D31和电磁阀D32，则进行反冲洗，反冲洗完成后，则将污水排出至车间排水沟，污水随排水沟排至增殖站外。

保温水箱50和管道泵54进行联动控制，若开启保温水箱50，则必须开启管道泵54，关闭时也需要同时关闭。在保温水箱50中设置有水箱温度采集器52和保温水箱液位采集器53，若监测到保温水箱50中温度过低，则开启加热装置51和管道泵54，对保温水箱50中的水进行加热处理。若保温水箱50中温度过低，但保温水箱50中液位也过低，则不能开启加热装置51和管道泵54，防止设备干烧，必须将保温水箱50加到一定高度，再进行加热处理。采集到保温水箱50中的温度在HMI组态触摸屏上能够实时显示，便于观察保温水箱50中的实时温度。

在潜水泵21、反冲洗泵31和给水管60三台泵安装位置的下游，可以安装有示流器，通过示流器的反馈信号，可以判断泵开启后是否正常工作，若10s内仍未正常工作，则需要将泵关闭，防止电机空转烧毁；若示流器反馈管道内流量正常，则正常工作即可。

Claims (4)

1.用于鱼类增殖放流站循环水处理设备的控制系统，包括设置在集水池(20)内的潜水泵(21)、与砂滤器(30)相连接的反冲洗泵(31)、与湿式生物球(40)相连接的鼓风机(41)、与保温水箱(50)相连接的加热装置(51)以及设置在给水管(60)上的给水泵(61)；其特征在于：还包括控制器(70)、输入设备(80)、温度采集器和液位采集器；所述潜水泵(21)、反冲洗泵(31)、鼓风机(41)、加热装置(51)、给水泵(61)、输入设备(80)、温度采集器和液位采集器分别与控制器(70)电连接；

所述温度采集器包括集水池温度采集器(22)、生物球温度采集器(42)、水箱温度采集器(52)和给水管温度采集器(62)，所述集水池温度采集器(22)设置在集水池(20)上，所述生物球温度采集器(42)设置在湿式生物球(40)上，所述水箱温度采集器(52)设置在保温水箱(50)上，所述给水管温度采集器(62)设置在给水管(60)上；

所述液位采集器包括砂滤器液位采集器(32)、生物球液位采集器(43)和保温水箱液位采集器(53)，所述砂滤器液位采集器(32)设置在砂滤器(30)上，所述生物球液位采集器(43)设置在湿式生物球(40)上，所述保温水箱液位采集器(53)设置在保温水箱(50)上；

还包括与控制器(70)电连接的压力采集器，所述压力采集器包括给水管压力采集器(63)，所述给水管压力采集器(63)设置在给水管(60)上；

还包括与控制器(70)电连接的增氧机(90)，所述潜水泵(21)、反冲洗泵(31)、鼓风机(41)、给水泵(61)和增氧机(90)均通过变频器与控制器(70)电连接，还包括与控制器(70)电连接的消毒装置；所述集水池(20)通过潜水泵(21)与砂滤器(30)连接，所述砂滤器(30)与湿式生物球(40)连接，所述湿式生物球(40)与保温水箱(50)连接，所述保温水箱(50)与消毒装置连接，所述消毒装置与给水管(60)连接。

2.如权利要求1所述的用于鱼类增殖放流站循环水处理设备的控制系统，其特征在于：所述控制器(70)为PLC控制器。

3.如权利要求1所述的用于鱼类增殖放流站循环水处理设备的控制系统，其特征在于：所述加热装置(51)通过管道泵(54)与保温水箱(50)连接，所述管道泵(54)与控制器(70)电连接。

4.如权利要求1所述的用于鱼类增殖放流站循环水处理设备的控制系统，其特征在于：所述输入设备(80)为触摸屏。