魚塘水質監測及增氧機自動監控系統介紹

          廣東省廣州市白云區農林局 陳柱 
 　 　珠江水產研究所 謝躍帆
 　 　廣州恒心水產科技有限公司 李恒頌/文圖

當前葉輪式增氧機已經普遍應用于高密度魚塘養殖，多依靠養殖戶的實踐經驗來人工控制增氧機的開啟以及增氧時間的長短。如果養殖戶不能準確判斷增氧的時機，魚塘管理者沒有及時開啟增氧機，夜間增氧機故障時沒有及時發現，及時開啟增氧機，就可能會出現水體溶氧不足，造成魚類死亡等狀況。

本文所述的魚塘增氧機物聯網自動監控系統利用計算機物聯網系統，可自動監測魚塘中的溫度、pH值、溶氧量等魚塘水體的參數，自動監控魚塘增氧機的運行情況。只要養殖戶或管理者能上網，就能隨時隨地了解和掌控魚塘養殖水體的狀況。該系統自2013年10月在中山食品水產進出口集團有限公司投入使用，運行正常。

一、物聯網自動監控系統網絡圖

本系統在中山食品水產進出口集團有限公司對6個魚塘的增氧機（每個魚塘4臺）實現了全自動監控，見圖1。監控系統管理層、遠程監控網絡基于INTERNET網絡，監控層網絡是RS485網絡，檢測魚塘水體參數的溫度、pH值和溶氧值的傳感器通過MODBUS RTU通訊協議，將檢測的參數傳送給PLC控制器。

PLC控制器監測到的魚塘水體參數通過RS232接口傳送存儲到電腦監控軟件中，電腦監控軟件通過RS485網絡，MODBUS RTU通訊協議將監測到的水體參數即時顯示在LED顯示器上。

二、水體參數監測傳感器及自動清洗裝置

魚塘水體中魚類排泄物、殘餌、水體雜質、藻類、青苔等諸多因素會導致浸入式安裝在池塘內的傳感器探頭易被污染。若不及時清理，將會嚴重影響pH值、溶氧量監控的精度，從而影響魚塘增氧機的合理開關。自動控制系統本身又無法獲知探頭的清潔狀況，故傳感器探頭需要定時清洗，否則將可能出現無法準確測定魚塘內溶氧量的情況。另一方面，人工清洗，往往不能引起足夠重視，常常被其他工作耽誤，而且人工取出清洗，易損壞傳感器。目前為此，應用于生產場所的pH值、溶氧量探測傳感器等很少能長期正常使用的。因此，使用能自動清洗，穩定耐用的傳感器探頭是保證正確監測魚塘水體參數和合理開關增氧機的前提。

圖2~5是魚塘pH值、溶解氧傳感器的自動清洗裝置的圖片。這項應用采用氣體清洗，選用合適壓頭的空壓機，通過氣管、專用的噴氣壓力調節閥（圖中的黑色部件）向傳感器噴氣，帶動傳感器附近的水體沖洗清潔傳感器探頭。我們經過反復試驗和現場測試，確定傳感器的清洗壓力是0.8bar，清洗時間是每8小時清洗1次，每次6分鐘。自2013年10月投入使用，實踐證明：自動清洗裝置保證了傳感器探頭干凈，傳感器測試數據穩定，自動控制系統運行穩定可靠。

三、監控功能介紹

1.數據監控管理功能

物聯網自動監控系統實時監控存儲魚塘的水體參數，用戶可通過局域網、INTERNET或無線網絡瀏覽，查詢使用檢測到的魚塘水體參數，監控魚塘增氧機、傳感器自動清洗機的運行和故障情況。

可根據使用需求，隨時查閱存儲在電腦中的任意時間段的的魚塘水體參數。見圖6、7、8。

2.傳感器自動清洗機和增氧機的監控功能 

本自動監控系統對清洗機和增氧機具有手動和自動兩種控制模式�？刂葡溥x擇開關轉到手動模式下，清洗機和增氧機僅由操作人員通過控制箱按鈕進行啟�？刂�；控制箱選擇開關轉到自動模式下，清洗機和增氧機的控制根據系統控制指令自動運行。

自動控制模式下，PLC控制器每天3次定時控制清洗機的運行，保證pH值、溶氧量傳感器的清潔，保證檢測數據準確。

自動控制模式下，PLC控制器對增氧機的控制包括定時控制和根據溶氧設定值自動控制兩種模式。定時控制模式下，增氧機根據用戶設定的時間表自動運行；根據溶氧設定值自動控制模式下，增氧機根據用戶設定的溶氧值自動運行，當溶氧值連續低于啟動設定值5分鐘時，自動啟動增氧機，當溶氧值連續高于關閉設定值5分鐘時，自動停止增氧機運行。

自動控制模式下，電腦屏幕動態圖像顯示增氧機和清洗機的運行狀態，可遠程監控清洗機的運行狀態和故障狀態。

pH值和溶氧值可根據用戶設定限值發出聲光報警。即pH值和溶氧值如果連續5分鐘低于用戶設定的下限值或高于上限值，系統將發出聲光報警，提醒用戶關注池塘水質情況。見圖9、10、11。

四、結論

（1）魚塘的pH值、溶解氧傳感器配置了合適的自動清洗系統，包括清洗機和自動控制裝置，這保證了傳感器探頭清潔，提高了測量的準確性。

（2）實現了魚塘的溫度、pH值和溶解氧的24小時監控存儲，為保證生產安全，提高管理水平提供了依據。

（3）實現了魚塘增氧機的全自動控制，有利于節省資源，合理開增氧機，保證生產安全。

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