張召南 葉凱雷

浙江舟山隆 船業(yè)有限公司，浙江舟山 316004

引言

我國在海洋圍網(wǎng)捕魚以及碼頭卸魚時，使用人力，勞動強度大，生產(chǎn)率低下，會耽誤魚汛和降低魚貨質量。還有近二三十年來，大型抗風浪深水網(wǎng)箱成為了全新養(yǎng)殖設備，養(yǎng)殖容量大，迫切需要一種全新的捕魚裝置來提升生產(chǎn)效率。為了改變這種狀況，各地對吸魚泵進行了研究。傳統(tǒng)吸魚泵是用長軟管連接到斗式泵，通過壓力把魚輸送到甲板的篩箱（魚水分離器），水從網(wǎng)格中流出，但這種方法在魚通過斗式泵時就會被葉片刮傷，降低了魚的成活率與質量。經(jīng)過優(yōu)化，通過一種壓差形式來代替?zhèn)鹘y(tǒng)斗式泵，即采用真空吸魚泵，把吸魚桶的空氣抽出，形成一個相對真空，魚水通過壓差通道進入吸魚桶，再通過另一個通道排魚，此種方法能提升魚的品質。

1 工作原理

真空捕魚器的工作原理是將一定口徑的吸魚管道放入達到一定魚水比例的網(wǎng)箱中去捕魚。本系統(tǒng)以三菱PLC為控制器，力控組態(tài)軟件設計人機界面，配合真空泵工作，達到高效捕魚的目的。

如圖所示，當空氣開關閉合，按下啟動按鈕，真空泵的線圈得電閉合，真空泵開始工作，此時低位感應器跟高位感應器都無動作，保持初始狀態(tài)閉合。抽氣電磁閥開始工作，吸魚桶內(nèi)逐漸向真空狀態(tài)轉變，因為內(nèi)外壓差，排出口自動關閉，抽氣12S后（內(nèi)有延時繼電器）

圖1 PLC的IO接線圖

吸魚口的電動球閥自動打開，根據(jù)內(nèi)外的壓差，真空泵將魚水抽到吸魚桶內(nèi)。水位高度到達高位感應器后，促使X2動作，抽氣電磁閥和電動球閥都關閉，打開進氣電磁閥和旁通電磁閥，進氣電磁閥打開后吸魚桶內(nèi)的真空逐漸消失，排出口自動打開排出魚水，真空泵一直工作，此時向旁通電磁閥抽氣，避免了真空泵的頻繁啟動，延長了泵的使用壽命，減少了生產(chǎn)成本。當吸魚桶內(nèi)的魚水逐漸減少到低位感應器時，X3動作，關閉進氣電磁閥和旁通電磁閥，打開抽氣電磁閥，如此循環(huán)往復，直到完成捕魚工作，按下X1停止按鈕，捕魚工作結束。

2 力控組態(tài)軟件

力控軟件主要以工業(yè)計算機為操作工具，為實施生產(chǎn)控制、數(shù)據(jù)采集和過程監(jiān)控提供了基礎操作平臺，可以和檢測儀器、控制設備構成所需的復雜監(jiān)控系統(tǒng)，在過程監(jiān)控中發(fā)揮了核心作用，促使企業(yè)消除信息閉塞，提高生產(chǎn)效率，降低運行成本，加快市場反應速度。

力控監(jiān)控組態(tài)軟件為用戶提供的開發(fā)界面非常友好，工程實現(xiàn)方法靈活簡捷。軟件左側有工程項目和屬性設置，在圖元上點擊左鍵可以設置動畫連接，右鍵可以設置對象屬性。它可對現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進行采集，控制系統(tǒng)的運行過程。能以靈活多樣的組態(tài)方式進行系統(tǒng)的集成，不需要采用編程方式，根據(jù)預設置的各種功能模塊進行組態(tài)設置，方便的實現(xiàn)了系統(tǒng)的整個操作過程，完成監(jiān)控層的各項功能，包括裝置的起停、遠程數(shù)據(jù)的實時觀測等，這些數(shù)據(jù)與本地數(shù)據(jù)保持一致，經(jīng)過組態(tài)的應用可以提高系統(tǒng)集成效率，縮短集成時間。

力控監(jiān)控組態(tài)軟件可以與國內(nèi)外的大多數(shù)工業(yè)控制設備進行通訊，在IO設備組態(tài)中，有DDE、FCS、PLC、變頻器、智能儀表等，與工控計算機相結合，達到集中監(jiān)控的目的，向控制層和管理層提供軟硬件接口，在本系統(tǒng)中可以與三菱PLC系統(tǒng)進行整體的集成。

在真空泵捕魚系統(tǒng)中，工程師除了在主控間直接監(jiān)控捕魚現(xiàn)場外，還可以從遠程瀏覽器訪問力控的主控畫面。在遠程訪問前，需要對服務器進行網(wǎng)絡節(jié)點設置，指定該節(jié)點可以被其他網(wǎng)絡節(jié)點訪問時涉及的網(wǎng)絡參數(shù)，在本機配置中需要填寫本機IP地址及端口號1及端口號2。力控監(jiān)控組態(tài)軟件中的這種分布式網(wǎng)絡應用可保證系統(tǒng)發(fā)揮最大的效率。力控軟件可以滿足漁業(yè)養(yǎng)殖業(yè)的管控一體化需求，為他們提供完整、可靠的解決方案。

3 操作界面設計

在所有用到力控組態(tài)軟件的項目中首先要建立一個新的工程。打開力控組態(tài)軟件，在工程管理器界面，新建工程“真空吸魚泵”，并點擊“開發(fā)”。打開開發(fā)界面后，在“工程項目”的“窗口”一欄可點擊右鍵“新建窗口”，保存后可在這個窗口設計操作界面。設計所用到的一些圖元可在“圖庫”中取出。

圖2 間歇型窗口組態(tài)

在建立數(shù)據(jù)庫組態(tài)前，需要在“變量”的“IO設備組態(tài)”中選擇設備，本系統(tǒng)選擇的是三菱PLC的FX系列。選好此設備后數(shù)據(jù)庫的變量才可以鏈接。

建立一個實時數(shù)據(jù)庫，在這個數(shù)據(jù)庫中可以建立一些新的數(shù)據(jù)庫變量，作為以后數(shù)據(jù)的存儲、連接等用。如圖3所示，I/O連接的是三菱可編程序控制器PLC，型號為FX2N-32MR，此型號PLC有16個輸入口和16個輸出口，對于此控制系統(tǒng)還留有一定的冗余量。建立變量初始根據(jù)實際情況要定義開關量或者模擬量，本系統(tǒng)采用了3個模擬量和11個數(shù)字量。3個模擬量分別顯示12S的延時時間、6S延時時間以及液位高度；數(shù)字量包括按鈕、線圈等。變量定義完成后，需要在“數(shù)據(jù)連接”處正確填寫連接項，這樣力控軟件就跟PLC設備進行了關聯(lián)，現(xiàn)場的數(shù)據(jù)可以實時在監(jiān)控畫面顯示，并可對設備進行遠程開啟和停止。

圖3 間歇型數(shù)據(jù)庫組態(tài)

4 系統(tǒng)改進

圖3設計的是真空泵間歇型抽魚，也就是當排魚時真空泵是向旁通電磁閥抽氣，等排魚結束后繼續(xù)向吸魚桶抽氣，中間不是連續(xù)捕魚。為了提高捕魚效率，可以設計兩個吸魚桶裝置，如圖4所示。當吸魚桶1排魚時，真空泵向吸魚桶2抽氣，當吸魚桶1排魚結束后真空泵轉向桶1抽氣，此時吸魚桶2開始排魚，如此循環(huán)往復，直到捕魚工作結束。

圖4 連續(xù)型窗口組態(tài)

5 結語

基于力控組態(tài)軟件的真空泵吸魚裝置極為方便的提高了工作效率和控制質量，通過對深水網(wǎng)箱的捕魚研究，采用方便、實用的力控組態(tài)，更直觀的顯示了自動捕魚控制的全過程，更好的完成了監(jiān)控系統(tǒng)。

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[5]北京三維力控科技有限公司.HMI/SCADA工業(yè)監(jiān)控組態(tài)軟件-力控FORCECONTROL V6.1.http://www.ca800.com.2008.11.24