[發(fā)明專利]用于循環(huán)水養(yǎng)殖的變速流智能水質(zhì)控制系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410589809.2
• 申請(qǐng)日: 2014-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN104317241A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉章穎;王震;韓金厚;趙建;裴洛偉;阮赟杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B19/05
• 分類號(hào): G05B19/05
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 韓介梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于循環(huán)水養(yǎng)殖的水質(zhì)控制系統(tǒng)，尤其涉及一種用于循環(huán)水養(yǎng)殖的變速流智能水質(zhì)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)，它集現(xiàn)代工程、機(jī)電、生物、環(huán)保及飼料科學(xué)等多學(xué)科于一體，是當(dāng)今世界養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，在發(fā)達(dá)國(guó)家早已興起，發(fā)展進(jìn)展很快，循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)主要由養(yǎng)殖池、濾床、集水池和循環(huán)水控制系統(tǒng)構(gòu)成。目前在歐洲進(jìn)行的有關(guān)涉及循環(huán)水養(yǎng)殖的研究?jī)?nèi)容包括：精準(zhǔn)投喂的喂飼系統(tǒng)、在高密度養(yǎng)殖條件下魚類的游泳和攝食行為、通過飼料配方的改善以減少廢物排放、紫外線和O₃聯(lián)合消毒、光周期對(duì)魚類攝食行為的影響、魚類養(yǎng)殖環(huán)境的優(yōu)化、細(xì)菌的數(shù)量和種類對(duì)水處理系統(tǒng)效能的影響、換水量和水循環(huán)速率的優(yōu)化、養(yǎng)殖水體中的酸堿平衡、養(yǎng)殖設(shè)施的優(yōu)化設(shè)計(jì)、魚類的福利等。

然而目前循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中存在的缺陷有：國(guó)內(nèi)外通常采用額定速率的循環(huán)水策略，水質(zhì)的檢測(cè)系統(tǒng)與水循環(huán)系統(tǒng)是兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，即水質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)返回參數(shù)后，水泵轉(zhuǎn)速的調(diào)控通常由人工來進(jìn)行；為保持良好水質(zhì)狀況，水泵長(zhǎng)期處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，不利于系統(tǒng)能耗的降低，也不利于節(jié)省成本；此外，目前所用的水質(zhì)檢測(cè)及循環(huán)系統(tǒng)通訊功能有限，因?yàn)樗玫恼{(diào)控需要人工設(shè)定，故不能遠(yuǎn)距離控制水泵轉(zhuǎn)速，系統(tǒng)的自動(dòng)化受到限制。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種自動(dòng)化程度高、能耗低且可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的用于循環(huán)水養(yǎng)殖的變速流智能水質(zhì)控制系統(tǒng)。

本發(fā)明的用于循環(huán)水養(yǎng)殖的變速流智能水質(zhì)控制系統(tǒng)，包括無線通信模塊二、控制器、變頻器、空氣開關(guān)、水質(zhì)參數(shù)傳感器、增氧機(jī)、水泵、無線通信模塊一、變送器和監(jiān)控終端；

水質(zhì)參數(shù)傳感器和增氧機(jī)置于養(yǎng)殖池中，水質(zhì)參數(shù)傳感器的信號(hào)輸出端與變送器的輸入端連接，變送器的輸出端與控制器的模擬信號(hào)輸入端連接，無線通信模塊二和變頻器分別通過串口與控制器連接，變頻器的輸出端通過空氣開關(guān)與水泵相連；無線通信模塊一通過串口與監(jiān)控終端連接，無線通信模塊一與無線通信模塊二之間進(jìn)行無線信號(hào)傳輸。

上述技術(shù)方案中，所述的控制器通常為PLC。

所述的無線通信模塊一、無線通信模塊二通常為TC35無線通信模塊。

所述的監(jiān)控終端可以為電腦或手機(jī)。

本發(fā)明中，水質(zhì)參數(shù)傳感器、變送器、控制器、無線通信模塊二、變頻器及空氣開關(guān)構(gòu)成下位機(jī)變速流控制系統(tǒng)，水泵和增氧機(jī)構(gòu)成的下位機(jī)變速流執(zhí)行系統(tǒng)，下位機(jī)變速流控制系統(tǒng)用于檢測(cè)水質(zhì)參數(shù)并向下位機(jī)變速流執(zhí)行系統(tǒng)輸出控制信號(hào)，從而改變水泵轉(zhuǎn)速，以實(shí)現(xiàn)改善水質(zhì)；監(jiān)控終端和無線通信模塊一構(gòu)成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)與下位機(jī)變速流控制系統(tǒng)通過無線信號(hào)傳輸實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)參數(shù)的顯示和監(jiān)控，并根據(jù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)控制增氧機(jī)的開啟與關(guān)閉，選擇對(duì)養(yǎng)殖池水增氧。

具體原理如下：水質(zhì)參數(shù)傳感器置于養(yǎng)殖池內(nèi)獲得水質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)，輸出給變送器，變送器將得到的水質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)作為控制器的模擬信號(hào)輸送給控制器，控制器依據(jù)當(dāng)前獲取的水質(zhì)參數(shù)控制變頻器的輸出頻率，進(jìn)而改變水泵的轉(zhuǎn)速，并通過無線通信模塊實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)監(jiān)控終端的通信，由監(jiān)控終端對(duì)水質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)及變頻器輸出頻率進(jìn)行監(jiān)控。

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本發(fā)明具有的有益效果是：?

本發(fā)明將水質(zhì)實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)與水循環(huán)系統(tǒng)相結(jié)合，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。將水質(zhì)參數(shù)作為系統(tǒng)控制量，通過自動(dòng)控制改變水泵的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)改善水質(zhì)，即：水質(zhì)過好時(shí)，降低水循環(huán)速率，水質(zhì)過差時(shí)，加快水循環(huán)速率，使其維持在較適宜水平。通過控制增氧機(jī)的開啟與關(guān)閉，選擇對(duì)養(yǎng)殖池水增氧。

本發(fā)明可大大節(jié)約成本，水泵的消耗可以減少15%～20%。且采用基于無線通信的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來進(jìn)行遠(yuǎn)距離通訊，實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)的監(jiān)控，更加便捷及智能化。

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附圖說明

圖1是本發(fā)明的變速流智能水質(zhì)控制系統(tǒng)構(gòu)成示意圖。

圖中：1、無線通信模塊二；2、控制器；3、變頻器；4、空氣開關(guān)；5、水質(zhì)參數(shù)傳感器；6、增氧機(jī)；7、水泵；8、無線通信模塊一；9、變送器；10、監(jiān)控終端；11、養(yǎng)殖池。

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具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1所示，本發(fā)明的用于循環(huán)水養(yǎng)殖的變速流智能水質(zhì)控制系統(tǒng)，包括無線通信模塊二1、控制器2、變頻器3、空氣開關(guān)4、水質(zhì)參數(shù)傳感器5、增氧機(jī)6、水泵7、無線通信模塊一8、變送器9和監(jiān)控終端10；