水產(chǎn)養(yǎng)殖中葉輪式增氧泵智能控制及報警電路解決方案

摘 要：一種水產(chǎn)養(yǎng)殖葉輪式增氧泵控制及報警電路的解決方案，包括強電檢測保護電路、信號控制及報警電路和遠(yuǎn)程通訊提示系統(tǒng)；適用于缺相、短路、過流和過載原因引起電機故障，起設(shè)備斷電保護，其適用于水產(chǎn)養(yǎng)殖增氧設(shè)備的監(jiān)控。

關(guān)鍵詞：水產(chǎn)養(yǎng)殖 增氧泵 強電檢測 智能控制 監(jiān)控

中圖分類號：TP13 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）03（c）-0065-02

大面積高密度水產(chǎn)養(yǎng)殖活動中常使用增氧泵增氧成了一項重要的生產(chǎn)手段，其中以葉輪式增氧泵應(yīng)用最為廣泛。但在生產(chǎn)中因增氧泵故障引發(fā)長時間的水體缺氧，從而造成重大經(jīng)濟損失屢見不鮮。現(xiàn)在市面上存在一些水泵控制器及水產(chǎn)養(yǎng)殖管理系統(tǒng)等產(chǎn)品，但普遍存在價格偏高，實用性不強等特點，而該文根據(jù)生產(chǎn)需要及實踐環(huán)節(jié)設(shè)計一種水產(chǎn)養(yǎng)殖增氧泵監(jiān)控系統(tǒng)及其控制方法。

針對葉輪式增氧泵控制結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)包括強電檢測保護電路、信號控制及報警電路和遠(yuǎn)程通信提示系統(tǒng)。強電檢測保護電路包括時控總電路部分和保護報警分電路二部分，信號控制及報警系統(tǒng)通過增氧電路故障報警信號連接，增氧報警通過聲光警報器報警，同時可通過語音防盜主機發(fā)出電話和短信形式，其適用于水產(chǎn)養(yǎng)殖增氧設(shè)備的監(jiān)控。

1 增氧泵強電控制及檢測保護電路

高密度精養(yǎng)增氧設(shè)備，目前多為增氧泵定時增氧，其控制都為時間繼電器（芯片式）模式，正常情況下不需要人工進行操作，但需要管理員進行不斷巡邏以防止設(shè)備故障，因為高密度養(yǎng)殖環(huán)境只需1 h缺氧就能造成大量水產(chǎn)品死亡，因此，晚上管理壓力特別大。為此，通過常規(guī)電路方式設(shè)計一種解決水產(chǎn)養(yǎng)殖活動中因增氧設(shè)備故障造成經(jīng)濟損失、減少管理工作強度的水產(chǎn)養(yǎng)殖增氧泵監(jiān)控系統(tǒng)及其控制方法成為廣大養(yǎng)殖戶所需，其技術(shù)方案實現(xiàn)主要包括時控總電路部分和保護分控電路部分。

如圖1所示，強電檢測保護系統(tǒng)以時控總電路部分1的三相電網(wǎng)配置以4臺增氧設(shè)備同時工作為例。電網(wǎng)三相電（A、B、C）分別通過所述時控總電路部分的總閘與總接觸器連接，通過總閘的電網(wǎng)三相電其中一相電（A）和該相電通過總接觸器的兩端與時間控制器連接，電網(wǎng)三相電的其中一相電（C）和零線通過斷路器與時間控制器連接。時控總電路部分的單相斷路器作用于時間控制器，起防雷切斷保護作用；芯片式時間控制器定時控制啟動總接觸器，常用型號為 KG316T；總閘為常用型號40 A三相空開；總接觸器為常用型號380 V三相40A接觸器。

圖1中2部分為分控電路，理論上每臺增氧泵都需配備一套該電路，根據(jù)養(yǎng)殖分布環(huán)境適宜4～6組，分控電路由分閘（20 A三相空開）、分接觸器、延時器、熱繼電器所構(gòu)成。該電路能解決增氧泵缺相、短路、過流和過載，同時為報警電路提供開關(guān)信號。分閘為常用型號20 A三相連體空開，起維修斷電及過壓跳閘保護作用；分控電路工作時，電網(wǎng)通過分閘由啟動延時器（延時斷電）、熱繼電器常閉觸點和分接觸器線圈構(gòu)成回路，動力線架通，電機工作。分接觸器工作后啟動延時器斷開，分接觸器線圈由其常開觸點自鎖。啟動延時器啟動自鎖作用，解決熱繼電器自動復(fù)原，不斷電問題；當(dāng)負(fù)載電機出現(xiàn)欠壓、過載和過流時，熱繼電器工作，其常開觸點斷開，分接觸器線圖斷開，電機斷電同時增氧電路故障報警信號觸發(fā)報警電路工作。熱繼電器起過流，過壓，缺相保護預(yù)警作用，但其本身不起斷電作用，由于分控電路為獨立設(shè)置，所以在1臺增氧泵故障的情況下并不會影響其他的設(shè)備工作。在實踐環(huán)節(jié)中，葉輪式增氧電機多為1.75～3 kW電機，其20 A熱繼電器參數(shù)設(shè)置敏感度為2.1～2.7為宜。

2 報警電路

強電控制及檢測保護電路故障報警信號線與報警電路連接，圖2為搭建的報警簡易電路原理圖，該電路由整流電路、網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換電路、報警信號收發(fā)模塊、LED報警指示燈控制模塊和語音防盜主機信號轉(zhuǎn)換模塊等構(gòu)成，LED報警指示燈控制模塊設(shè)有聲光報警器，增氧電路故障報警信號通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換電路依次傳輸至報警信號收發(fā)模塊、LED報警指示燈控制模塊、語音防盜主機信號轉(zhuǎn)換模塊，LED報警指示燈控制模塊通過增氧電路故障報警信號啟動聲光報警輸出和LED報警指示燈，語音防盜主機信號轉(zhuǎn)換模塊將增氧電路故障報警信號通過線路端口送于語音防盜主機。同時增氧設(shè)備的故障通過聲、光信號提醒養(yǎng)殖值守人員。遠(yuǎn)程通信提示系統(tǒng)的語音防盜主機設(shè)有觸發(fā)電路模塊、有線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊和無線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊。即增氧設(shè)備的故障通過上述強電檢測保護系統(tǒng)傳遞至語音防盜主機（實踐環(huán)境是使用了時刻SK-120型號），再通過語言防盜主機以無線或有線信號、電話的方式提醒養(yǎng)殖人員。

報警電路的LED報警指示燈控制模塊分別設(shè)有報警器和工作指示燈電路，報警開關(guān)信號與對應(yīng)LED警報指示燈電路，每路都有繼電器控制；為了便于工程布線及線路銜接，實踐環(huán)節(jié)中為便于安裝，一般采用八芯戶外網(wǎng)線，端口使用 RJ45接口。

3 綜述

實踐環(huán)節(jié)中時控總電路部分的斷路器采用單向斷路器，時間控制器采用芯片式時間控制器。單向斷路器結(jié)構(gòu)簡單，成本低，即可實施斷路器對于電路的保護作用；芯片式時間控制器便于時間控制器的程序和時間設(shè)定，其程序設(shè)定和調(diào)整較為方便。強電檢測保護電路、信號控制及報警電路和遠(yuǎn)程通信電路為分體式結(jié)構(gòu)，即該水產(chǎn)養(yǎng)殖增氧泵控制及檢測系統(tǒng)采用分體式結(jié)構(gòu)設(shè)計，既可單獨使用，也可組合使用；從而節(jié)約和降低成本，信號控制及報警電路和遠(yuǎn)程通信提示系統(tǒng)為一體式結(jié)構(gòu)，從而便于設(shè)備的裝配和維修。

強電檢測保護系統(tǒng)主要針對缺相、短路、過流和過載原因引起電機故障，設(shè)備起斷電保護并輸出報警信號；信號控制及報警電路通過信號傳遞，將報警信號傳遞至終端設(shè)備（一般設(shè)于值班室），驅(qū)動設(shè)有聲音和警示燈的雙重報警系統(tǒng)；遠(yuǎn)程通信提示系統(tǒng)以市場現(xiàn)有電話語音報警系統(tǒng)為平臺，在報警觸發(fā)情況下，由電話平臺通知管理員（需電話網(wǎng)絡(luò)支撐）。該電路結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，針對性強，投入成本低，可靠性高，應(yīng)用范圍較廣，有利于減少管理人員的工作量，提高增氧設(shè)備的使用壽命，提升水產(chǎn)養(yǎng)殖的自動化控制，適用于水產(chǎn)養(yǎng)殖增氧設(shè)備的監(jiān)控，及其同類產(chǎn)品的改進。同時能讓不同需求的用戶都能滿足，減少省養(yǎng)殖工作人員時間及勞動強度，同時提高安全保障率，分拆組合，另配件都有成品，投入少價格低廉，具有很大的市場效益，讓更多的水產(chǎn)養(yǎng)殖戶減少巡邏工作量（特別是夜間），提供安全可靠的自動化管理。

參考文獻

[1] 陳昊，黃加明，王科峰，等.水產(chǎn)養(yǎng)殖增氧泵監(jiān)控系統(tǒng)及其控制方法：中國，ZL201310080608.5[P].2013-03-13.