[发明专利]一种循环水养殖中溶解氧自动监控系统的方法

说明书

技术领域

本发明属于水产养殖自动化控制技术领域，特别是一种循环水养殖中溶解氧自动监控系统及方法。

背景技术

我国是世界第一水产养殖大国，水产养殖业是我国渔业的重要组成部分，并已成为改善我国居民食物结构和保障食物安全的有效途径。陆基工业化循环水养殖被公认为未来水产养殖业的重要发展方向，而溶解氧是水产养殖的生命线，是水生生物赖以生存和微生物消化过程所必需的物质，是水体循环处理的必要条件，为提高水产养殖的自动化控制和管理水平，溶解氧实时自动监控系统在自动化工业化循环水养殖系统中的应用已是大势所趋。我国在水质实时自动监测方面的研究起步较晚，技术相对薄弱，目前在水产养殖中应用较少，仅停留在人工检测和监测的初级阶段，没有上升到实时自动监控的层面；即便采用自动化监控系统，也多为国外进口设备，价格昂贵，且不适合中国的养殖条件，因此急需研究开发适合我国国情的水质实时自动监控系统，而工业化循环水养殖池下的溶解氧实时自动监控系统的研发可作为水质在线监控系统开发与应用的良好开端。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提出一种循环水养殖中溶解氧自动监控系统及方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种循环水养殖中溶解氧自动监控系统，包括安装在循环水养殖系统中每个养殖池内的溶氧探头及温度探头、为每个养殖池提供溶氧的基础供氧单元和为每个养殖池提供紧急供氧的应急供氧单元，溶氧探头及温度探头与数据读取单元连接，数据读取单元与PLC连接，通过Modbus协议将采集数据传递给PLC，PLC与上位机服务器连接，将接收到的采集数据上传到上位机服务器，由上位机服务器进行存储并提供给与上位机服务器连接的访问终端，同时，PLC与电磁阀连接，控制电磁阀的开/关，电磁阀与应急供氧单元连接，启动或关闭应急供氧单元，PLC与报警装置连接，控制报警装置的工作状态。

而且，所述溶氧探头采用HDPE覆膜形式的DO6400型传感器。

而且，所述数据读取单元采用泓格7017和7005分别对溶氧探头及温度探头输出的电压信号和热敏电阻信号进行采集。

而且，所述基础供养单元采用氧气锥或氧流混合器为养殖池供氧，供氧压力为0.2bar。

而且，所述PLC采用的型号为S7-300PLC，溶氧探头及温度探头输出的信号通过数据读取单元后分别与PLC的数据端口IW0和IW1连接，同时，在PLC的Q0.0-Q0.4脚上分别连接有运行指示灯、停止指示灯、正常指示灯、危险指示灯及报警指示灯，用以显示养殖池的溶氧及温度状态，同时，PLC配备有备用电源，备用电源在停电时为PLC及应急供氧单元供电。

而且，所述应急供氧单元包括布设在每个养殖池中的3-4个纳米气室，纳米气室的供氧机由电磁阀的开/关状态控制。

一种循环水养殖中溶解氧自动监控系统的方法，包括步骤如下：

(1)启动上述循环水养殖中溶解氧自动监控系统，由基础供氧单元为养殖池供氧；

(2)对PLC进行设置，包括：

①养殖池溶氧上限值H1和下限值L1；

②养殖池温度上限值H2和下限值L2；

(3)PLC采集值与设置值之间的实时比较，

①PLC采集的养殖池溶氧值实时与养殖池溶氧上限值H1和下限值L1进行比较，当养殖池溶氧值大于养殖池溶氧上限值H1时产生报警，操作人员接到报警后人工调节基础供氧单元的功率，减少供氧，节省能源；当养殖池溶氧值小于养殖池溶氧下限值L1时产生报警，同时，PLC自动触发电磁阀闭合，启动应急供氧单元工作；

②应急供氧单元启动后，当PLC采集的养殖池溶氧值连续大于下限值L1，延迟20分钟-40分钟后，PLC自动控制电磁阀断开，停止应急供氧单元工作；

③养殖池溶氧上限值H1和下限值L1的补偿修正，

I，由于溶氧探头使用不同扩散系数k值的膜而产生的补偿修正，具体修正方法为:修正溶氧上限值H1’＝k×H1，修正溶氧下限值L1’＝k×L1，其中，k值由溶氧探头HDPE覆膜的型号与厚度确定，为生产厂家所提供；

II，由于养殖池温度变化而产生的修正，具体修正方法为；养殖池温度在上限值H2和下限值L2之间时，保持溶氧上限值H1和下限值L1不变；当养殖池温度T大于上限值H2时，修正溶氧上限值H1’＝H1+H1×(T-H2)/H2；当养殖池温度T小于下限值L2时，修正溶氧 下限值L1’＝L1+L1×(T-L2)/L2；