摘 要：一種水產(chǎn)養(yǎng)殖葉輪式增氧泵控制及報(bào)警電路的解決方案，包括強(qiáng)電檢測(cè)保護(hù)電路、信號(hào)控制及報(bào)警電路和遠(yuǎn)程通訊提示系統(tǒng)；適用于缺相、短路、過(guò)流和過(guò)載原因引起電機(jī)故障，起設(shè)備斷電保護(hù)，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(qiáng)電檢測(cè) 智能控制 監(jiān)控

中圖分類號(hào)：TP13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）03（c）-0065-02

大面積高密度水產(chǎn)養(yǎng)殖活動(dòng)中常使用增氧泵增氧成了一項(xiàng)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(zhǎng)時(shí)間的水體缺氧，從而造成重大經(jīng)濟(jì)損失屢見(jiàn)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(jià)格偏高，實(shí)用性不強(qiáng)等特點(diǎn)，而該文根據(jù)生產(chǎn)需要及實(shí)踐環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)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(duì)葉輪式增氧泵控制結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)包括強(qiáng)電檢測(cè)保護(hù)電路、信號(hào)控制及報(bào)警電路和遠(yuǎn)程通信提示系統(tǒng)。強(qiáng)電檢測(cè)保護(hù)電路包括時(shí)控總電路部分和保護(hù)報(bào)警分電路二部分，信號(hào)控制及報(bào)警系統(tǒng)通過(guò)增氧電路故障報(bào)警信號(hào)連接，增氧報(bào)警通過(guò)聲光警報(bào)器報(bào)警，同時(shí)可通過(guò)語(yǔ)音防盜主機(jī)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(qiáng)電控制及檢測(cè)保護(hù)電路

高密度精養(yǎng)增氧設(shè)備，目前多為增氧泵定時(shí)增氧，其控制都為時(shí)間繼電器（芯片式）模式，正常情況下不需要人工進(jìn)行操作，但需要管理員進(jìn)行不斷巡邏以防止設(shè)備故障，因?yàn)楦呙芏瑞B(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(guò)常規(guī)電路方式設(shè)計(jì)一種解決水產(chǎn)養(yǎng)殖活動(dòng)中因增氧設(shè)備故障造成經(jīng)濟(jì)損失、減少管理工作強(qiáng)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(shí)現(xiàn)主要包括時(shí)控總電路部分和保護(hù)分控電路部分。

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

圖1中2部分為分控電路，理論上每臺(tái)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(kāi)）、分接觸器、延時(shí)器、熱繼電器所構(gòu)成。該電路能解決增氧泵缺相、短路、過(guò)流和過(guò)載，同時(shí)為報(bào)警電路提供開(kāi)關(guān)信號(hào)。分閘為常用型號(hào)20 A三相連體空開(kāi)，起維修斷電及過(guò)壓跳閘保護(hù)作用；分控電路工作時(shí)，電網(wǎng)通過(guò)分閘由啟動(dòng)延時(shí)器（延時(shí)斷電）、熱繼電器常閉觸點(diǎn)和分接觸器線圈構(gòu)成回路，動(dòng)力線架通，電機(jī)工作。分接觸器工作后啟動(dòng)延時(shí)器斷開(kāi)，分接觸器線圈由其常開(kāi)觸點(diǎn)自鎖。啟動(dòng)延時(shí)器啟動(dòng)自鎖作用，解決熱繼電器自動(dòng)復(fù)原，不斷電問(wèn)題；當(dāng)負(fù)載電機(jī)出現(xiàn)欠壓、過(guò)載和過(guò)流時(shí)，熱繼電器工作，其常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，分接觸器線圖斷開(kāi)，電機(jī)斷電同時(shí)增氧電路故障報(bào)警信號(hào)觸發(fā)報(bào)警電路工作。熱繼電器起過(guò)流，過(guò)壓，缺相保護(hù)預(yù)警作用，但其本身不起斷電作用，由于分控電路為獨(dú)立設(shè)置，所以在1臺(tái)增氧泵故障的情況下并不會(huì)影響其他的設(shè)備工作。在實(shí)踐環(huán)節(jié)中，葉輪式增氧電機(jī)多為1.75～3 kW電機(jī)，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(bào)警電路

強(qiáng)電控制及檢測(cè)保護(hù)電路故障報(bào)警信號(hào)線與報(bào)警電路連接，圖2為搭建的報(bào)警簡(jiǎn)易電路原理圖，該電路由整流電路、網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換電路、報(bào)警信號(hào)收發(fā)模塊、LED報(bào)警指示燈控制模塊和語(yǔ)音防盜主機(jī)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊等構(gòu)成，LED報(bào)警指示燈控制模塊設(shè)有聲光報(bào)警器，增氧電路故障報(bào)警信號(hào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換電路依次傳輸至報(bào)警信號(hào)收發(fā)模塊、LED報(bào)警指示燈控制模塊、語(yǔ)音防盜主機(jī)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，LED報(bào)警指示燈控制模塊通過(guò)增氧電路故障報(bào)警信號(hào)啟動(dòng)聲光報(bào)警輸出和LED報(bào)警指示燈，語(yǔ)音防盜主機(jī)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將增氧電路故障報(bào)警信號(hào)通過(guò)線路端口送于語(yǔ)音防盜主機(jī)。同時(shí)增氧設(shè)備的故障通過(guò)聲、光信號(hào)提醒養(yǎng)殖值守人員。遠(yuǎn)程通信提示系統(tǒng)的語(yǔ)音防盜主機(jī)設(shè)有觸發(fā)電路模塊、有線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊。即增氧設(shè)備的故障通過(guò)上述強(qiáng)電檢測(cè)保護(hù)系統(tǒng)傳遞至語(yǔ)音防盜主機(jī)（實(shí)踐環(huán)境是使用了時(shí)刻SK-120型號(hào)），再通過(guò)語(yǔ)言防盜主機(jī)以無(wú)線或有線信號(hào)、電話的方式提醒養(yǎng)殖人員。

報(bào)警電路的LED報(bào)警指示燈控制模塊分別設(shè)有報(bào)警器和工作指示燈電路，報(bào)警開(kāi)關(guān)信號(hào)與對(duì)應(yīng)LED警報(bào)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(shí)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(shí)踐環(huán)節(jié)中時(shí)控總電路部分的斷路器采用單向斷路器，時(shí)間控制器采用芯片式時(shí)間控制器。單向斷路器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，即可實(shí)施斷路器對(duì)于電路的保護(hù)作用；芯片式時(shí)間控制器便于時(shí)間控制器的程序和時(shí)間設(shè)定，其程序設(shè)定和調(diào)整較為方便。強(qiáng)電檢測(cè)保護(hù)電路、信號(hào)控制及報(bào)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(cè)系統(tǒng)采用分體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，既可單獨(dú)使用，也可組合使用；從而節(jié)約和降低成本，信號(hào)控制及報(bào)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(qiáng)電檢測(cè)保護(hù)系統(tǒng)主要針對(duì)缺相、短路、過(guò)流和過(guò)載原因引起電機(jī)故障，設(shè)備起斷電保護(hù)并輸出報(bào)警信號(hào)；信號(hào)控制及報(bào)警電路通過(guò)信號(hào)傳遞，將報(bào)警信號(hào)傳遞至終端設(shè)備（一般設(shè)于值班室），驅(qū)動(dòng)設(shè)有聲音和警示燈的雙重報(bào)警系統(tǒng)；遠(yuǎn)程通信提示系統(tǒng)以市場(chǎng)現(xiàn)有電話語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng)為平臺(tái)，在報(bào)警觸發(fā)情況下，由電話平臺(tái)通知管理員（需電話網(wǎng)絡(luò)支撐）。該電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，針對(duì)性強(qiáng)，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(dòng)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(jìn)。同時(shí)能讓不同需求的用戶都能滿足，減少省養(yǎng)殖工作人員時(shí)間及勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)提高安全保障率，分拆組合，另配件都有成品，投入少價(jià)格低廉，具有很大的市場(chǎng)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(dòng)化管理。

參考文獻(xiàn)

[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(guó)，ZL201310080608.5[P].2013-03-13.