Введение в ПЛК SIMATIC в автоматизации аквакультуры

Обзор системы и ключевые функции

Инициализация и управление аэрацией

При включении системы аквакультуры аэратор автоматически активируется для запуска циркуляции воздуха в пруду. Аэрация является критически важным аспектом аквакультуры, так как обеспечивает насыщение воды кислородом, способствуя здоровому росту рыбы и предотвращая застой.

Автоматический цикл кормления

Для поддержания постоянного графика кормления рыбы реализован цикл кормления , при котором клапан открывается каждые 8 секунд для подачи корма в воду. Этот цикл контролируется таймером в ПЛК, что гарантирует, что рыба получает необходимое количество пищи через регулярные интервалы. Такая автоматизация предотвращает перекорм или недокорм, способствуя оптимальному здоровью рыбы.

Мониторинг и контроль качества воды

Мониторинг уровня pH

Одним из важнейших факторов в системе аквакультуры является качество воды. Датчик pH непрерывно контролирует уровень кислотности воды. Если значение pH выходит за пределы идеального диапазона (5-7), срабатывает сигнал тревоги . Такой мониторинг в реальном времени позволяет немедленно принять корректирующие меры, чтобы избежать негативных последствий для рыбы или водных организмов.

Мониторинг температуры

Аналогично, датчик температуры отслеживает температуру воды. Экстремальные температуры могут быть вредны для водных организмов, поэтому система запрограммирована на срабатывание сигнала тревоги при превышении температуры 35°C или падении ниже 26°C. Поддержание контроля температуры обеспечивает стабильную и комфортную среду для водной жизни.

Контроль и управление уровнем воды

Обнаружение низкого уровня воды

Поддержание правильного уровня воды в пруду необходимо для корректной работы системы. ПЛК непрерывно контролирует уровень воды с помощью датчика уровня. Если уровень воды опускается ниже минимального порога, ПЛК активирует клапан подачи воды, который открывается для поступления воды. Через 3 секунды включается водяной насос для заполнения пруда до нужного уровня.

Обнаружение высокого уровня воды

Напротив, когда уровень воды превышает максимальный предел, ПЛК открывает сливной клапан для удаления избыточной воды. После небольшой задержки активируется сливной насос для снижения уровня воды до желаемого диапазона, предотвращая переполнение и поддерживая баланс системы.

Подробное программирование ПЛК для систем аквакультуры

Сеть 1: Активация системы

При нажатии кнопки запуска (PB_START) устанавливается в HIGH бит памяти SYSTEM_ON (M0.0). Это запускает всю систему, и бит памяти остается в состоянии HIGH даже после отпускания кнопки запуска. Нажатие кнопки остановки (PB_STOP) сбрасывает бит памяти в LOW, деактивируя систему.

Сеть 2: Управление аэрацией

В этом разделе аэратор (Q0.0) активируется, пока бит памяти SYSTEM_ON находится в состоянии HIGH. Это обеспечивает непрерывную аэрацию на протяжении работы системы, поддерживая постоянное насыщение кислородом для водной жизни.

Сеть 3: Управление циклом кормления

 Цикл кормления инициируется Таймером 1 (TIMER1) в ПЛК. После отсчёта 8 секунд открывается клапан подачи корма (Q0.1). После короткой задержки Таймер 2 (TIMER2) сбрасывает клапан кормления, и система готовится к следующему циклу кормления.

Сеть 4: Активация сигнала тревоги pH

Если значение pH (MW0) воды выходит за допустимый диапазон (5-7), срабатывает сигнал тревоги pH (Q0.2). Это служит предупреждением, побуждая операторов системы принять меры для восстановления безопасного уровня кислотности воды.

Сеть 5: Активация сигнала тревоги температуры

Аналогично, система контролирует температуру воды (MW2). Если температура поднимается выше 35°C или опускается ниже 26°C, срабатывает сигнал тревоги температуры (Q0.3), уведомляя оператора о критическом состоянии.

Сеть 6: Реакция на низкий уровень воды

Если уровень воды опускается ниже минимального порога, ПЛК открывает клапан подачи воды (Q0.4) и запускает Таймер 3 (TIMER3) для контроля подачи воды. По окончании таймера включается водяной насос (Q0.5) для заполнения пруда.

Сеть 7: Реакция на высокий уровень воды

Для управления избыточным уровнем воды ПЛК открывает сливной клапан (Q0.6) и запускает Таймер 4 (TIMER4) для контроля слива. После завершения таймера активируется сливной насос (Q0.7) для удаления избыточной воды из пруда.

Преимущества автоматизации аквакультуры с помощью SIMATIC ПЛК

Повышенная эффективность и точность

Использование SIMATIC ПЛК для автоматизации аквакультуры позволяет системам работать с большей точностью и меньшим участием человека. Это приводит к улучшению качества воды, оптимизации циклов кормления и лучшему общему управлению водной средой. Кроме того, автоматизация помогает предотвратить ошибки и задержки в реагировании на такие проблемы, как дисбаланс pH или колебания температуры, обеспечивая более здоровую среду для рыбы.

Мониторинг и управление в реальном времени

Мониторинг параметров, таких как pH воды, температура и уровень, в реальном времени в сочетании с автоматизацией критических функций, таких как аэрация и кормление, гарантирует поддержание системы в идеальных условиях. Возможность мгновенно реагировать на сигналы тревоги и корректировать работу обеспечивает непревзойденный контроль, позволяя операторам принимать обоснованные решения на основе актуальных данных.

Экономия средств и устойчивость

Автоматизация снижает необходимость постоянного ручного контроля, уменьшая затраты на труд и человеческие ошибки. Кроме того, оптимальное использование ресурсов, таких как энергоэффективные аэраторы и насосы, снижает эксплуатационные расходы. Устойчивость системы повышается за счет использования ресурсов только при необходимости, что способствует общей охране окружающей среды.

Заключение

Интеграция SIMATIC ПЛК в системы аквакультуры представляет собой значительный прогресс в области технологий автоматизации. Автоматизация кормления, аэрации, мониторинга качества воды и контроля уровня воды обеспечивает эффективную и устойчивую работу аквакультурных сред. Мониторинг в реальном времени и немедленное реагирование на сигналы тревоги помогают поддерживать идеальные условия для водной жизни, что приводит к повышению продуктивности и здоровья.

Внедрение автоматизации на базе ПЛК в аквакультурные операции — это не просто технологическое обновление, а разумное бизнес-решение, способное привести к повышению эффективности, снижению затрат и улучшению устойчивости.