Автоматизированная система управления в рыбопромысловой отрасли

На сегодняшний день рыболовство считается одним из самых перспективных видов хозяйственной деятельности. Особенно это касается морского садкового выращивания рыбы. Чтобы автоматизировать данный процесс, компания «ДАТАСОЛЮШН» предлагает собственную разработку в данной сфере под названием «Программируемый контроллер подводного автономного рыбоводного садка» или кратко ПК ПАРС. Создана данная система была по заказу ООО «Экофиш».

Достоинства системы:

  1. С помощью нее обеспечивается выживание рыбы и садков в самых жестких и неблагоприятных условиях существования, например, при сильных штормах.
  2. Подкормка рыбы и сам процесс ее кормления не зависит от климатических условий.
  3. По желанию рыболовные фермы можно разместить в открытом море, где находится наилучшая промываемость акватории.
  4. Возможность регулировать положение садка, перемещать по желанию в зону оптимальных температур.
  5. Разрешается одна из самых сложных проблем загрязнения садков.
  6. Помогает снизить загрязнения воды в прибрежных зонах.

ПАРС-2500

В качестве примера автоматизированной системы управления рыболовным хозяйством можно привести ПАРС-2500. Объем камеры, равный 2500м№ позволяет выращивать до 70-100 тонн рыбы. Садок хозяйства представляет из себя верхнюю и нижнюю шестиугольную раму, плавучесть которого очень легко регулируется. Сами рамы сделаны из стальных труб, между которми крепится стальная сетка. В самом центре верхней камеры имеются системы управления садком. Сделаны они из прочного кессонного корпуса. Данная система дает возможность не только управлять садком, но автоматизировать работу кормораздатчика, выполненного в виде бункера.

ПАРС-2500 построен таким образом, что может выдержать шторм со скоростью течения, равной 2 м/с. Если садок находится в надводном положении, то он обслуживается даже при волнении моря, равном 3 балла. ПАРС-2500 удерживается на месте якорями. Если глубина акватории равна 50 метров, то используется для этого 3 якоря. Образуют они треугольник со сторонами 100 метров. Бункер для кормления рыбы имеет объем, рассчитанный на хранении в нем 2 тонн корма. Такой запас дает возможность автономной работы ПАРС-2500 в течение 25 суток. Все зависит от веса рыбы, которая подкармливается.

Структурная схема оборудования автоматизированной системы управления рыбоводного садка ПАРС-2500

Управление на ПАРС-2500 организуется специальными контроллерами. Так система всплытия, погружение садка, а также процесс кормления осуществляется с помощью отдельного контроллера. Он имеет непосредственную связь с центром управления, который расположен на берегу. Данная связь осуществляется с помощью SMS-модема. Он монтируется в буй. Программное обеспечение дается возможность не только запрограммировать время кормления рыбы, но и следить за дозировкой. Это позволяет уменьшить расходы и потери в процессе кормления. В перерывах между кормлениями питание система автоматически отключается. Это дает возможность существенно экономит на энергетических затратах. Однако в случае появления угрозы об аварийной ситуации при необходимости передать сигнальное оповещение система снова включается.

Возможности системы автоматизированного управления

Базовый вариант бортовой системы.

В структуру такого варианта исполнения бортовой системы включается водонепроницаемый блок контроллера. Он в свою очередь состоит из одноплатного микроконроллера, платы управления питанием, модулей силовых транзисторов и аккумуляторов для автономной работы в случае аварий.Также с систему входит пневмоавтоматика, датчики уровня воды, термодатчик и SMS-модем.

Чтобы управлять системой с берега, в диспетчерском пункте устанавливаются сотовые телефоны, радиопульт и сервисный программатор.

ПК ПАРС, который устанавливается внутри корпуса садка, выполняет следующие функции:

  1. Управляет всплытие и погружением садка.
  2. Выполняет автоматическое кормление рыбы.
  3. Следит за изменением таких показателей, как температура воды и скорость течения.
  4. Производит дополнительные измерения, в число которых входят определение напряжения аккумулятора, сила натяжения крепежных тросов и т.д.
  5. Образование телеметрической информации, которая потом будет передана через SMS-модем.

ПК ПАРС имеет процессорную плату типа 5083 от фирмы Octagon Systems. Она является традиционной при выборе морскими организациями. Ее достоинства заключаются в расширенном наборе СОМ-портов, дискретных  и аналоговых сигналах ввода и вывода информации, а также в встроенном языке программирования. Плата очень экономно работает. Ей не требуются большие затраты энергии.

Принимаются дискретные сигналы после их конвертирования на уровне адаптационной платы. В нее входит энергонезависимый таймер и преобразователь питания, равный 12/5 В постоянного тока. Что касается подачи токов в соленоиды пневмоклапанов систем кормления, то она реализуется через внешние транзисторные ключи, расположенные на дискретных выходах компьютера. Через интерфейс I2C осуществляется установка таймера, включающего питание платы микропроцессора и отвечающего за сбор информации с термодатчика.

Напряжение питания данной системы может колебаться в пределах от 10 до 14 В. Все зависит от того, какая зарядка аккумулятора. Само же питание платы микропроцессора определяется импульсным преобразователем напряжения.

Чтобы систему было очень легко и просто ремонтировать, т.к. она расположена в труднодоступном месте, ее корпус делается из очень легкого и компактного, но в тоже время водонепроницаемого пластика. Это облегчает такие работы, как демонтаж, транспортировка системы и последующая обратная установка. Доступ к сердцу контроллера ведется через специальный ремонтный люк в центральном корпусе. Это касается того случая, если он расположен над водой. Тогда снимается крышка контроллера и просто заменяется модуль сломавшегося транзистора. В контроллере установлены съемные модули от фирмы WAGO.  Но бывают случаи куда сложнее этого. Они требуют полного извлечения корпуса из воды, его транспортировку на сушу и ремонт.

Оборудование автоматизированной системы управления - программируемый контроллер в водонепроницаемом корпусе

Контроллер программируется под распланированный график кормления рыбы. Существуют режимы питания, которые занесены в таблицу. Она выглядит, как зависимость суточной нормы корма, которая может быть выражена, как в процентах, так и килограммах, на 100 кг рыбы и температуры водной среды. Оператор системы может самостоятельно изменять режимы кормления. Для этого его представляется программатор. Он соединяется с контроллером в море по каналу RS_232.

Программатор позволяет самостоятельно вводить следующие данные:

  1. Биомасса рыбы, попавшей в садок.
  2. Коэффициент, показывающий процент усвоения корма.
  3. Весовые параметры рыбы, а также ее длину.
  4. Показатели, отражающей нормальное состояние водной среды.
  5. Доза дневного кормления в соотношении ко всем остальным кормлениям.
  6. Общий объем корма, погружаемого в бункер.
  7. Время кормления, расписанное по часам.
  8. Таблица, отражающая зависимость количество подаваемого корма от температуры воды.

После того, как одна фаза кормления закончена, отправляется отчет оператору через SMS-модем. Он идет в виде сообщения.

Программатор используется для того, чтобы вводить необходимые значения основных показателей в контроллер садка, тем самым изменяя текущие данные и налаживая новую схему процесса кормления рыб. Работает программатор от внешнего источника питания. Ему достаточно напряжения в 10-30 В постоянного тока. В первые пять секунд после включения в сеть программатора устанавливается режим обмена информацией. Затем начинает загружаться меню. Все показатели, которые нужны будут при работе с программатором можно ввести заранее или используя его собственную клавиатуру. Он может одновременно загружать данные сразу в несколько компьютером. Это означает, что одновременно он может обслуживать все садки рыболовного хозяйства.

SMSмодем предназначен для приема и передачи сообщений. Он аозволяет выполнять следующие функции:

  1. Информировать оператора центрального диспетчерского пункта о авариях, в числе которых может быть затекание, пониженное напряжение тока в бортовой сети и т.д.
  2. Пересылать на контроллер с суши такие команды, как «Всплытие», «Тензометрия».

Принимаются и отсылаются сообщения с помощью обычного персонального сотового телефона. Чтобы обеспечить безопасность передаваемых данных, в сообщения обязательно добавляется специальный пароль, который индивидуален для конкретного SMS-модема.

Радиопульт предназначен для того, чтобы управлять на расстоянии процессом всплытия и погружения садка в море.

Термодатчик рассчитан на то, что он будет постоянно измерять температуру воды в море перед началом процесса кормления рыб. Такие данные необходимы для того, чтобы рассчитать количество необходимого корма.

Пример работы садка

Сначала отправляется сообщение «Всплытие». Включается модем, который его принимает и отсылает сигнал на контроллер. Он с помощью пневматических клапанов продувает балластные цистерны садка, и он всплывает. В это время на моторной ложке подплывает оператор, следящий  за процессом. Он выполняет техническое обслуживание садка, а точнее засыпку корма, закачку воздуха и замену аккумулятора. После чего включается в работу программатор. Он корректирует количество подаваемого корма на основе тех показателей, которые в него внесены. Погружается садок в воду с помощью радиопульта. Когда садок полностью погружен в воду, процедура кормления закончена. Таймер в автоматическом режиме просчитывает следующее время кормления и отключается, ради экономии электроэнергии. Датчики, которые установлены на садке отслеживают точность выполнения процесса кормления рыбы, а именно выполнение всех необходимых операций: открытие и закрытие нижнего люка, сброс корма и т.д. Если какая-либо операция не будет выполнена, через модем сбрасывается на сотовый телефон оператора сообщение о неисправности садка и его аварийном состоянии. Если же такого не произошло, то оператор получает сообщение, что кормление прошло успешно.

Достоинства внедрения автоматизированной системы управления

Автоматизированная система управления позволяет в рыбопромысловой отрасли добавить новые функции и сделать производственный процесс эффективнее, рациональнее и более гибким, согласно изменяющимся условиям работы.

Новые функции:

  1. Тензометрия.
  2. Самодиагностика системы по встроенным показателям через установленные датчики.
  3. Бесперебойная работа энергоподачи.
  4. Возможность управления на расстоянии.
  5. Возможность введения собственных коэффициентов кормления.
  6. Возможность изменения алгоритмов процесса кормления под особенность конкретного предприятия.

Внедрение АСУ в рыбопромысловой отрасли сделало выращивание рыб эффективным и выгодным производством, где намного снизились затраты на обслуживающий персонал, а также понизилась вероятность аварийных случаев и простоев в работе, что негативно сказывалось на процесс разведения рыб тех или иных пород.

Сообщение успешно послано!

Мы свяжемcя с вами в ближайщее время!

Закрыть

Отправка Сообщения

Фамилия Имя:
Компания:
E-mail:
Телефон:
Сообщение: