前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了PLC水產養殖自動控制系統范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。
［摘要］我國水產養殖行業目前人工成本很高，大部分地區技術落后，且依靠傳統養殖方法難滿足現代養殖業標準要求。目前已經到更新換代的階段。本系統利用傳感器測量出水中相應的環境因子PH值、溶解氧、氨氮、水溫、水位。并通過傳感器將這些信號轉化為數字信號或者模擬信號，傳入現場plc控制系統以及終端，再通過編制的軟件實現數據整理和數據分析，依據數據控制電機啟停。通過傳感器反饋參數，形成閉環控制系統。利用上位機實時操作和監控。在管理人員不在現場的情況下，能通過手機短信接收到系統發來的報警信息，實現全時段監控。
1系統方案
在本文中，選用西門子S7-200224XP控制器和EM231模擬量模塊采集傳感器參數。通過軟件程序判定水質狀況。根據飼養方案判斷啟停抽水機和增氧機，自動控制水體環境始終保持在飼養標準范圍內。同時西門子S7-200224XP控制器與上位機通過RS-485（PPI協議）轉RS-232串口通訊，實時監控系統運行狀態。
2水質調節方案
水產養殖標準范圍的水質指標：PH（酸堿度）：8.2~8.6；DO（溶氧）：大于4mg/L；氨氮：小于0.1mg/L；水位：根據魚種選擇；水溫：根據魚種選擇。
3PH引起的水質問題
PH值過高或者過低都會對水中魚類造成損害甚至致死。PH值過低會使魚類血液的PH值降低，消弱其載氧能力，造成生理缺氧。雖然水中不缺氧但也會造成魚類浮頭。由于耗氧降低，代謝急劇下降。盡管食物豐富，但任然處于饑餓狀態。PH低于6時，水中90%以上的硫化物以硫化氫的形式存在，增大硫化物的毒性。PH高于8時，大量的氨離子會轉化成有毒的氨氣。總之，過高或者過低的PH值均會使水中的微生物活動受到抑制，有機物不易分解，會增大水中有毒物質的毒性。解決方案：（1）當PH計檢測到水體PH值過低，上位機報警。并顯示“投放生灰石nkg”，其中n=池寬畝數×水深×125公斤。若長時間（30分鐘以上）PH值沒有提高，系統自啟動抽水機，啟動換水程序。（2）當PH計檢測到水體PH值過高，上位機報警。并顯示“投放漂白粉nkg”，其中n=池寬畝數×（水深/3）×12公斤。若長時間（30分鐘以上）PH值沒有降低，系統自啟動抽水機，啟動換水程序。
4氨氮引起的水質問題
氨氮主要來源于水生物的糞便和其它廢物。水中的氨氮偏高會使魚類中毒，會嚴重影響魚類飼養安全性。急性中毒時可使肌肉痙攣、眼球出現回轉反射障礙。甚至出現異常旋轉游泳等癥狀，嚴重時窒息死亡。解決方案：（1）當氨氮傳感器檢測到水體氨氮偏高。系統自啟動增氧機，直到水體氨氮值恢復到養殖標準范圍。（2）當水體長時間（10分鐘）未恢復到標準范圍內。系統自啟動抽水機，啟動換水程序。
5含氧引起的水質問題
氧在水中的溶解隨溫度升高而降低、高溫會使魚類加快新陳代謝，增加耗氧。通過實驗發現養殖密度越大，生物耗氧量也越大。有機物的分解也會使氧氣消耗增加。無機物的氧化作用也會消耗大量溶解氧。輕度缺氧時，水面明顯看出魚游動的波浪，且頭部付出水面，呼吸加快。嚴重缺氧時，大量浮頭，甚至死亡。實際養殖中發現對魚在溶氧為0.4mg/L時，停止攝食，長時間會窒息死亡。長期處于1.0-1.5mg/L的溶氧條件下，魚會停止生長。解決方案：（1）當含氧傳感器檢測到水體含氧量低時。系統自啟動增氧機，直到含氧恢復到標準范圍內時，停止增氧機。（2）當水體長時間（10分鐘）未恢復到標準范圍內。系統自啟動抽水機，啟動換水程序。
6水位調節方案
對于不同的水生動物，對于水位的需求不同。根據水生動物的種類設定相應水位。在換水時通過采集水位信息，控制抽水機啟停，使水位處于相應高度。初賻和魚苗本方案設置水位為30CM。草魚和鯽魚設置水位為50CM。
7溫度調節方案
在適溫范圍內，水溫升高，呼吸頻率增快，代謝作用增強，耗氧量增大。相反，新陳代謝速度的改變，滲透壓調節和免疫系統功能低下等問題可能是由溫度的激烈變化導致的。甚至會使水生動物體內各種酶的失去活性，造成魚類的死亡。在適溫范圍內，如遇天氣激烈變化引起溫度改變，也可能使水生動物帶來災難。輕的會發病，嚴重時造成死亡。水溫突變對幼魚的影響更為嚴重。初賻出的魚苗只能適應±2℃以內的溫差，而小魚苗能適應±5℃以內的溫差，超過這個范圍就會發病。此外，水溫的變化會引起水中環境因素改變。水溫升高還能使病原微生物活力增強，誘發疾病。水溫的高低對魚類的攝食影響明顯。草魚在水溫27-32℃時攝食量最大，20℃時攝食量顯著減小。水溫低于7℃時，就會停止進食。鯉魚在水溫23-29℃時吃食最旺盛，4℃以下基本停食。因此魚類的生長表現出明顯的季節性。即春季吃食逐漸加強，夏季攝食旺盛，冬季攝食停止或基本停止。解決方案：（1）當溫度傳感器檢測到水體溫度低時，系統自啟動加熱棒。直到溫度恢復到標準范圍內時，停止加熱。（2）當溫度傳感器檢測到水體溫度高時，系統自啟動增氧機。直到溫度恢復到標準范圍內時，停止增氧。
8總結
我們小組多次在網上查閱或者到現場調研水產養殖業的相關數據和操作流程，熟悉養殖業必備的技能。并以此為基礎設計四種魚類養殖系統。在上位機可以選擇養殖魚類，系統立即做出相應的參數調整，控制電機啟停直到滿足養殖條件。同時為系統設計相關參數變化帶來的水環境異變的情況。在整個設計和調試的過程中，小組遇到非常多的困難。比如傳感器和控制器PLC的數據交互混亂，水產養殖經驗不足等。但是小組成員不拋棄不放棄，仔細分析問題根源，查閱資料，請教老師，終于完成這個項目。當大家真正把所有精力都投入到這個項目中的時候，所有問題也就迎刃而解。通過這次大學生創業創新項目，我們真正感受到設計研發的艱辛。同時小組成員也深刻認識到學習和實踐的重要性。
參考文獻
[1]吳燕翔，胡詠梅，劉雨青.基于PLC循環水養殖溫控系統的設計[J].科學技術與工程，2011（20）.
作者：丁麗娜 曾立俊 廣穎 張世坤 魏榮成 單位：大連海洋大學