水产养殖中叶轮式增氧泵智能控制及报警电路解决方案

摘 要：一种水产养殖叶轮式增氧泵控制及报警电路的解决方案，包括强电检测保护电路、信号控制及报警电路和远程通讯提示系统；适用于缺相、短路、过流和过载原因引起电机故障，起设备断电保护，其适用于水产养殖增氧设备的监控。

关键词：水产养殖 增氧泵 强电检测 智能控制 监控

中图分类号：TP13 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）03（c）-0065-02

大面积高密度水产养殖活动中常使用增氧泵增氧成了一项重要的生产手段，其中以叶轮式增氧泵应用最为广泛。但在生产中因增氧泵故障引发长时间的水体缺氧，从而造成重大经济损失屡见不鲜。现在市面上存在一些水泵控制器及水产养殖管理系统等产品，但普遍存在价格偏高，实用性不强等特点，而该文根据生产需要及实践环节设计一种水产养殖增氧泵监控系统及其控制方法。

针对叶轮式增氧泵控制结构，该系统包括强电检测保护电路、信号控制及报警电路和远程通信提示系统。强电检测保护电路包括时控总电路部分和保护报警分电路二部分，信号控制及报警系统通过增氧电路故障报警信号连接，增氧报警通过声光警报器报警，同时可通过语音防盗主机发出电话和短信形式，其适用于水产养殖增氧设备的监控。

1 增氧泵强电控制及检测保护电路

高密度精养增氧设备，目前多为增氧泵定时增氧，其控制都为时间继电器（芯片式）模式，正常情况下不需要人工进行操作，但需要管理员进行不断巡逻以防止设备故障，因为高密度养殖环境只需1 h缺氧就能造成大量水产品死亡，因此，晚上管理压力特别大。为此，通过常规电路方式设计一种解决水产养殖活动中因增氧设备故障造成经济损失、减少管理工作强度的水产养殖增氧泵监控系统及其控制方法成为广大养殖户所需，其技术方案实现主要包括时控总电路部分和保护分控电路部分。

如图1所示，强电检测保护系统以时控总电路部分1的三相电网配置以4台增氧设备同时工作为例。电网三相电（A、B、C）分别通过所述时控总电路部分的总闸与总接触器连接，通过总闸的电网三相电其中一相电（A）和该相电通过总接触器的两端与时间控制器连接，电网三相电的其中一相电（C）和零线通过断路器与时间控制器连接。时控总电路部分的单相断路器作用于时间控制器，起防雷切断保护作用；芯片式时间控制器定时控制启动总接触器，常用型号为 KG316T；总闸为常用型号40 A三相空开；总接触器为常用型号380 V三相40A接触器。

图1中2部分为分控电路，理论上每台增氧泵都需配备一套该电路，根据养殖分布环境适宜4～6组，分控电路由分闸（20 A三相空开）、分接触器、延时器、热继电器所构成。该电路能解决增氧泵缺相、短路、过流和过载，同时为报警电路提供开关信号。分闸为常用型号20 A三相连体空开，起维修断电及过压跳闸保护作用；分控电路工作时，电网通过分闸由启动延时器（延时断电）、热继电器常闭触点和分接触器线圈构成回路，动力线架通，电机工作。分接触器工作后启动延时器断开，分接触器线圈由其常开触点自锁。启动延时器启动自锁作用，解决热继电器自动复原，不断电问题；当负载电机出现欠压、过载和过流时，热继电器工作，其常开触点断开，分接触器线图断开，电机断电同时增氧电路故障报警信号触发报警电路工作。热继电器起过流，过压，缺相保护预警作用，但其本身不起断电作用，由于分控电路为独立设置，所以在1台增氧泵故障的情况下并不会影响其他的设备工作。在实践环节中，叶轮式增氧电机多为1.75～3 kW电机，其20 A热继电器参数设置敏感度为2.1～2.7为宜。

2 报警电路

强电控制及检测保护电路故障报警信号线与报警电路连接，图2为搭建的报警简易电路原理图，该电路由整流电路、网络转换电路、报警信号收发模块、LED报警指示灯控制模块和语音防盗主机信号转换模块等构成，LED报警指示灯控制模块设有声光报警器，增氧电路故障报警信号通过网络转换電路依次传输至报警信号收发模块、LED报警指示灯控制模块、语音防盗主机信号转换模块，LED报警指示灯控制模块通过增氧电路故障报警信号启动声光报警输出和LED报警指示灯，语音防盗主机信号转换模块将增氧电路故障报警信号通过线路端口送于语音防盗主机。同时增氧设备的故障通过声、光信号提醒养殖值守人员。远程通信提示系统的语音防盗主机设有触发电路模块、有线网络传输模块和无线网络传输模块。即增氧设备的故障通过上述强电检测保护系统传递至语音防盗主机（实践环境是使用了时刻SK-120型号），再通过语言防盗主机以无线或有线信号、电话的方式提醒养殖人员。

报警电路的LED报警指示灯控制模块分别设有报警器和工作指示灯电路，报警开关信号与对应LED警报指示灯电路，每路都有继电器控制；为了便于工程布线及线路衔接，实践环节中为便于安装，一般采用八芯户外网线，端口使用 RJ45接口。

3 综述

实践环节中时控总电路部分的断路器采用单向断路器，时间控制器采用芯片式时间控制器。单向断路器结构简单，成本低，即可实施断路器对于电路的保护作用；芯片式时间控制器便于时间控制器的程序和时间设定，其程序设定和调整较为方便。强电检测保护电路、信号控制及报警电路和远程通信电路为分体式结构，即该水产养殖增氧泵控制及检测系统采用分体式结构设计，既可单独使用，也可组合使用；从而节约和降低成本，信号控制及报警电路和远程通信提示系统为一体式结构，从而便于设备的装配和维修。

强电检测保护系统主要针对缺相、短路、过流和过载原因引起电机故障，设备起断电保护并输出报警信号；信号控制及报警电路通过信号传递，将报警信号传递至终端设备（一般设于值班室），驱动设有声音和警示灯的双重报警系统；远程通信提示系统以市场现有电话语音报警系统为平台，在报警触发情况下，由电话平台通知管理员（需电话网络支撑）。该电路结构设计合理，针对性强，投入成本低，可靠性高，应用范围较广，有利于减少管理人员的工作量，提高增氧设备的使用寿命，提升水产养殖的自动化控制，适用于水产养殖增氧设备的监控，及其同类产品的改进。同时能让不同需求的用户都能满足，减少省养殖工作人员时间及劳动强度，同时提高安全保障率，分拆组合，另配件都有成品，投入少价格低廉，具有很大的市场效益，让更多的水产养殖户减少巡逻工作量（特别是夜间），提供安全可靠的自动化管理。

参考文献

[1] 陈昊，黄加明，王科峰，等.水产养殖增氧泵监控系统及其控制方法：中国，ZL201310080608.5[P].2013-03-13.