[发明专利]一种混合式机械增氧的智能控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及混合式机械增氧的智能控制方法，特别涉及对水产养殖中底部平整养殖池的增氧控制。

背景技术

我国水产养殖行业增氧普遍采用七十年代诞生于我国的叶轮式增氧技术，叶轮增氧机对提高我国水产品产量起到了重要作用，当前，在一些底部不规则的养殖池（主要是一些天然的养殖池）它的作用仍然不可替代。近年来随着对水产品产量和质量需求的不断增加，水产养殖由以前的散养为主的模式发展为集中养殖和工业化养殖，许多天然养殖池经过修正，同时人工挖掘了一些养殖池，这些养殖池底部平整。在沿海一些发达省份，适用于底部平整养殖池的增氧高效的微孔曝气增氧机得到了养殖户青睐和政府的鼓励与补助。

但这些增氧机普遍采用人工手动控制，如增氧不及时容易引起鱼虾缺氧死亡，增氧电机一般为工频工作。耕水机为近年从日本引进技术，在晴朗的白天增氧效率远远高于其它增氧机械，而且能够改善水质，但在阴雨天，尤其是黑夜起不到紧急增氧的效果，不能单独使用。而我国当前水产业的自动化程度很低，许多都是人工凭经验控制，因此耕水机普及程度不高。

发明内容

本发明的目的是：针对上述现有技术中增氧方法中存在的问题，提供一种混合式机械增氧的智能控制方法，充分发挥现有水产养殖机械增氧设备耕水机白天工作效率高的特点和底层微孔曝气增氧机应急增氧效率高的优点，通过PLC把二者混合增氧并进行智能控制，达到节能、节省人力成本和延长增氧电机使用寿命的目的。

本发明采用的技术方案是：

一种混合式机械增氧的智能控制方法，该混合式机械为耕水机和底层微孔曝气增氧机相结合的混合式机械，所述控制方法的步骤为：

（a）白天水体富氧时，以耕水机工作为主，微孔曝气增氧机不工作或辅助工作；

（b）由（a）所述富氧环境变为阴雨天或夜晚水体缺氧环境时，通过PLC定时关闭耕水机；

（c）阴雨天或夜晚水体缺氧时，通过PLC采用迟滞PI-PID控制器，变频控制增氧效率高的底层微孔曝气增氧机增氧；

（d）由（b）、（c）所述缺氧环境变为（a）所述富氧环境时，通过PLC定时开启耕水机。

所述PLC的内部定时器设置工作时间为：3:00～19:00，21:00～24:00。

所述迟滞PI-PID控制器变频控制过程中，PLC根据每一个采样周期测量得到的溶解氧含量值的变化，采用PI-PID控制：当现场测量的溶解氧含量值与设定的要求的目标值之差的绝对值较大时，采用一组能迅速减小误差的PI控制参数；当现场测量的溶解氧含量值与设定的要求的目标值之差的绝对值较小时，为保持控制系统稳定采用另一组PID控制参数。

所述采样周期取为10s。

所述控制方法的迟滞PI-PID参数为：当溶解氧含量误差由大减小到0.4mg/L前和由小增加到0.6mg/L后，采用有利于尽快减小误差的PI调节控制参数；当溶解氧含量误差由大减小到0.4mg/L后和由小增加到0.6mg/L前，系统采用有利于保持系统稳定的PID参数。

所述有利于尽快减小误差的PI调节控制参数设置为P：20；积分时间：0.01min。

所述有利于保持系统稳定的PID参数设置为P：6；积分时间：1min；微分时间：3S。

综上所述，本发明的优点是：

1、白天耕水机工作，以极低的功耗（60W）发挥藻类的光合作用、风能和空气的曝气作用,大幅提高了水体溶解氧的含量和改善了水质。在晚上由于效率不高，通过PLC定时关启耕水机，改变了当前用户普遍24小时开机的状况，延长了耕水机使用寿命。

2、在阴雨天和晚上水体缺氧时，采用迟滞PI-PID变频控制增氧效率高的底层微孔曝气增氧机增氧。节约了能源，也延长了增氧电机的使用寿命，克服了耕水机不能应急增氧的缺点。

附图说明

    图1是控制结构框图；

图2 是迟滞PI-PID控制示意图。 

具体实施方式

1、硬件结构介绍

  硬件结构如图1所示，溶解氧含量的高低通过溶解氧传感器输出信号给信号放大模块放大后输入EM235模拟量输入模块（输入端为EM235的AI1和AI2），CPU根据两路信号的平均值判断溶解氧含量的高低，控制底层微孔曝气增氧机变频工作（输出端为AO1），当低于下限值时通过蜂鸣器发出报警，耕水机通过定时控制。

2、耕水机的定时控制