鱼缸自动换水系统研究_李学勤

AE2000型过程控制实验系统使用手册智能仪表实验指导书目录第一章系统熟悉实验 (3)实验一、实验装置的基本操作（一） (3)实验二、实验装置的基本操作（二） (5)实验三、AE2000-YB软件熟悉实验 (7)第二章系统主题实验 (9)实验一、一阶单容水箱对象特性测试实验 (9)实验二、二阶双容中水箱对象特性测试实验 (15)实验三、锅炉内胆温度二位式控制实验 (21)实验四、单容水箱液位PID整定实验 (27)实验五、串接双容中水箱液位PID整定实验 (34)实验六、锅炉内胆水温PID整定实验（动态） (38)实验七、锅炉夹套水温PID整定实验（动态） (45)实验八、流量计流量PID整定实验 (52)实验九、上水箱液位和涡轮流量串级控制实验 (58)实验十、锅炉内胆和夹套温度串级控制系统 (62)实验十一、电磁和涡轮流量计流量比值控制系统实验 (67)实验十二、上水箱中水箱液位串级控制实验 (71)实验十三、换热器热水出口温度控制实验 (74)实验十四、下水箱对象特性测试实验 (80)实验十五、三容下水箱液位PID整定实验 (84)第一章系统熟悉实验实验一、实验装置的基本操作（一）系统结构的熟悉和液位传感器的校准一、实验目的1.了解实验装置的结构和组成。

2.了解信号的传输方式和路径。

3.掌握实验装置的基本操作。

4.掌握液位传感器的校准方法。

二、实验设备AE2000型过程控制实验装置，万用表。

三、实验内容1、设备的连接与检查1).关闭阀门，往AE2000型过程控制对象的储水箱灌水，水位达到总高度的90％以上时停止灌水。

2).打开以齿轮泵为动力的支路至上水箱的所有阀门，关闭动力支路上通往其它对象的切换阀门。

3).关闭上水箱泄水阀。

4).检查电源开关是否关闭。

2、系统连线1).将I/O信号面板上水箱液位的切换开关设置在1～5V位置上。

2).不需连线。

3、启动实验装置1).将实验装置电源插头接到单相220V交流电源上。

0 引言为了提升家居品味,越来越多的人在家中养殖观赏性热带鱼类,但热带鱼本身的代谢、大量藻类等浮游植物以及投喂饲料过剩导致的残渣会附着在鱼缸缸底及缸壁四周,造成水体污染和鱼病频发[1-2],频繁的人工清理费时费力,对于大型鱼缸来说清理起来更是麻烦,为解决人工清刷存在的问题,本发明提供一种鱼缸清理装置,主要结构包括清理机壳体、驱动轮、换气孔、过滤室、吸卷仓和卸载存储仓,可进行鱼缸水环境自动清理工作,杀菌除臭,净化水质,减少细菌滋生,提高鱼缸清理的工作效率,具有较好应用价值。

1 鱼缸清理装置总体设计方案清理装置的总体设计主要包括:清理机壳体、驱动轮、换气孔、过滤室、吸卷仓和卸载存储仓。

清理机壳体的底部设有驱动轮,清理机壳体内设有吸卷仓,卸载存储仓的底部设置有滤网,过滤网的下部为过滤室,过滤室内设置水泵,水泵上连接有压力冲洗管,压力冲洗管的一端置于卸载存储仓内,所述吸卷仓内设有螺旋输送片,螺旋输送片设置在输送带的外表面,在输送带的驱动装置通电带动驱动输送带转动时,同时传动螺旋输送片转动,对鱼缸进行清理,本装置使得浴缸内清理工作更加集中,方便清理,提高了清理装置的清理效果。

鱼缸清理装置中清理装置的结构示意如图1所示;鱼缸清理装置中螺旋输送片上的卷齿的结构示意如图2所示。

2 鱼缸清理装置工作原理清理机壳体的底部向内凸起的底板,利于在清理机工作过程中防止垃圾卡住,方便清理,清理机壳体的底部设有四个驱动轮,驱动轮由内部动力机构驱动,清理机壳体的后端设有两个换气孔,两个换气孔的尾端通过空心管联通,两个所述换气孔延伸端设有摄像头,便于指示控制排放排泄周围垃圾情况,清理机壳体的底部设有温度计,可以适时检测鱼缸内的水温是否符合热带鱼的生存要求;清理机壳体内设有吸卷仓,吸卷仓的截面呈半圆形,过滤室内设置水泵,水泵上连接有压力冲洗管,吸卷仓隔壁上端设置有压力冲洗管,压力冲洗管的一端置于卸载存储仓内,所述吸卷仓内设有螺旋输送片,螺旋输送片设置在输送带的外表面,通过水泵和输送带上端的压力冲洗管带压水对螺旋输送片的冲洗将垃圾清理或防止粘附,输送带固定在吸卷仓的底部的输送架驱动装置上。

基于51单片机的智能水族箱设计王明发;邵海龙;陈伟;赖富东【摘要】智能水族箱控制系统,以STC12C5A60S2单片机为主控,结合各类传感器技术,集多种控制功能,形成一套基于单片机控制的自动供氧、喂食、灯光、温度控制、水循环、酸碱度监测的智能化操作控制系统.保证了对环境的实时监控,使得水族箱系统可以稳定、高效、智能化运行.并且通过显示器,用户可以方便的看到当前水质的参数信息,大大提高了水族生物的存活率.同时该系统还可以利用手机APP完成相应的设置与控制.该系统克服了传统水族箱机械化,智能化程度低,不能远程管理等劣势,并且系统模块化设计、成本低廉、易于量产等优势,有着广泛的市场前景和商业价值.【期刊名称】《电子世界》【年(卷),期】2018(000)016【总页数】2页(P125-126)【关键词】智能水族箱;STC12C5A60S2单片机;传感器;自动化【作者】王明发;邵海龙;陈伟;赖富东【作者单位】武夷学院机电工程学院;武夷学院机电工程学院;武夷学院机电工程学院;武夷学院机电工程学院【正文语种】中文1 引言当下越来越多的人开始在家中和办公场所布置水族箱，但是大部分人却没有养殖经验或者疏于管理，导致水族生物的死亡。

为了提高大众的养殖乐趣和解决水生物存活率等问题，智能化控制被应用在水族箱设计中。

但是当前市场上的水族箱内部设备并非全部的智能化、各控制部分相互独立工作，维护管理工作量大，而且造成资源的浪费。

基于此，从系统集成开发的角度，进行智能水族箱操作系统设计，形成一套基于STC12C5A60S2单片机控制的氧气检测、自动投食、灯光、温度控制、水循环、酸碱度监测的智能化操作系统；该系统制造成本低、智能程度较高、可远程控制、便于管理等优势，可广泛安装于家庭、宾馆、高级写字楼等场所。

2 系统总体结构设计智能水族箱控制系统以STC12C5A60S2单片机为主控制芯片，外围电路由温度传感器、蓝牙通讯模块、时钟控制电路模块、灯光控制模块、供氧模块、喂食模块、水循环模块、酸碱度检测模块、手机端控制界面等组成。

基于西门子S7-200 PLC的水产养殖自动控制系统研发张红燕;袁永明;马晓飞;施珮【摘要】我国水产养殖普遍面临着用工成本升高、能源及饲料消耗增加、产品品质难以满足消费者需求等诸多问题,已经到了转变生产方式、促进产业转型的关键时期,利用成熟的信息化、工业化、自动化技术开展水产养殖生产是一条行之有效的重要途径.西门子S7-200系列微/小型PLC是非常成熟的一系列可编程逻辑控制器,具有可靠性好、稳定性高、编程简单、易于使用等优点,在工业自动化控制领域有着广泛的应用,能够快速灵活的移植到水产养殖自动控制开展应用.本文分析了水产养殖自动控制需求,介绍了基于西门子S7-200 PLC的水产养殖自动控制系统的结构组成和工作原理,通过硬件选型与软件设计完成了水产养殖自动控制器的研发,进行了自动控制器调试和应用.【期刊名称】《农业网络信息》【年(卷),期】2016(000)011【总页数】6页(P50-55)【关键词】水产养殖;PLC;西门子S7-200;自动控制器;精准控制【作者】张红燕;袁永明;马晓飞;施珮【作者单位】中国水产科学研究院淡水渔业研究中心,农业部淡水渔业和种质资源利用重点实验室,江苏无锡 214081;中国水产科学研究院淡水渔业研究中心,农业部淡水渔业和种质资源利用重点实验室,江苏无锡 214081;中国水产科学研究院淡水渔业研究中心,农业部淡水渔业和种质资源利用重点实验室,江苏无锡 214081;中国水产科学研究院淡水渔业研究中心,农业部淡水渔业和种质资源利用重点实验室,江苏无锡 214081【正文语种】中文【中图分类】TP315我国水产养殖方式主要以传统池塘养殖为主，池塘养殖普遍面临着用工成本升高、能源及饲料消耗增加、产品品质难以满足消费者需求、养殖水质逐渐恶化等诸多问题，产业发展已经到了转变生产方式、促进产业转型的关键时期，利用成熟的信息化、工业化、自动化技术开展水产养殖生产是一条行之有效的重要途径[1]。

基于单片机的全自动智能鱼缸清理器系统设计冯雅莉;郝宁生【期刊名称】《韶关学院学报》【年(卷),期】2015(000)004【摘要】全自动智能鱼缸清理器系统的设计是采用STC系列单片机中AT89C52、步进电机滑台、定时系统和控制部分组成的。

系统中含有2个步进滑台，分别代表直角坐标系中的横纵坐标轴。

滑台的转轴上有一有转轴带动的金属块，代表清理器在鱼缸清洁轨道上的位置。

其中，转轴是由步进滑台中的四相步进电机带动的。

定时系统是由定时部分的DS1302芯片、测温部分18B20芯片和显示部分的液晶屏LCD1602组成。

该系统可以实现人为定时清理鱼缸，过滤水体中异物，增氧以及遇故障时人为调整等功能。

%The cleaning device consists four parts:AT89C52 of STC series, stepper motor slide unit, timing system and the controlling part. The STC contains a memory inside which the data can be repeatedly written and erased as well as a random access memory. There are two slide units in the device, standing for the x-axis and y-axis in rectangular coordinate system respectively. A shaft, powered by the four-phrase steeper motor is placed inside the slide unit. Rotated by the shaft a mental block, it indicates the position of the cleaning device in the fish tank. The timing system combines a chip DS1302 for timing, a chip 18B20 for temperature testing and a LCD screen LCD1602.The device is developed for multi-functions such as cleaning the tank automatically in specific time; removing the impurity in water; adding oxygen to the waterand adjusting the position of the stepper motor intelligently when accident occurs.【总页数】5页(P22-26)【作者】冯雅莉;郝宁生【作者单位】韶关学院物理与机电工程学院，广东韶关 512005;韶关学院物理与机电工程学院，广东韶关 512005【正文语种】中文【中图分类】TP23【相关文献】1.基于单片机的智能鱼缸温控系统设计 [J], 曹益豪2.一种基于STM32单片机的智能鱼缸控制系统设计 [J], 吕杰;梁鉴明3.基于单片机的智能鱼缸温控系统设计 [J], 曹益豪[1]4.一种基于STM32单片机的智能鱼缸控制系统设计 [J], 吕杰;梁鉴明5.基于单片机的智能全自动洗衣机模拟控制系统设计 [J], 殷爽;邵金侠;赵全友;潘学文因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

《装备维修技术》2020年第4期— 13 —SBR 污水处理工艺的自动控制系统研究孟明辉（重庆科技学院机械与动力工程学院 401331）摘 要：针对SBR 污水处理自动化控制的问题，研究自动控制系统，开发基于C 的自动控制软件，以现有工艺设备为基础，搭建自动化控制系统，根据污水处理工艺，设计自动控制流程，通过控制继电器、电动阀等完成SBR 污水处理系统的自动化，并开发组态界面监控污水处理各阶段的运行状态，实时采集储存Do、pH 数据，编译人机交互界面，搭建高效率、高稳定的污水处理自动控制系统。

关键词：SBR；污水处理；自动控制近年来，随着环境保护的意识的提升，工业生产的污水排放标准的要求越来愈高，SBR(sequencing batch reactor)法污水处理工作，由于采用微生物处理污水，处理污水种类范围较广，可用于各种工业废水的处理。

SBR 法通过对各处理阶段的时间分配，能够适应工业生产的不同情况下产生的污水。

由于SBR 法污水处理工艺在几个阶段的有氧和无氧的条件下处理污水，而且间隔时间较长，采用人工按时间操作，耗时耗力，而且效率较低，时间精度不够精确，故需研究高效率、低成本、稳定的实验方式。

随着控制技术和自动化的发展，采用一种自动控制方法，可以实现计算机监测、自动控制、运行数据管理等方式高效率、高质量的处理污水。

1 SBR 污水处理工艺SBR 污水处理工艺采用微生物法在一个反应罐中完成污水的生化反应、固液分离、排水、排泥等，具备工艺流程简单、管理方便、成本低、处理效果好的特点。

文章所采用的SBR 污水处理工艺系统为两个SBR 反应罐的处理工艺，污水经SBR1反应罐中经有氧、厌氧几个周期处理后，通过离心泵控制进入SBR2反应罐中，经有氧、厌氧几个周期处理后，研究污水处理的效果，根据处理效果调节处理时间及周期。

工艺流程如下：图1 SBR 工艺流程图在有氧反应阶段，通过鼓风机对SBR 反应罐进行曝气处理，曝气一段时间后，进入到无氧反应阶段，曝气停止，厌氧微生物活性增加。

STM32单片机的智能水产养殖监测系统陈定武;张思扬【摘要】本文针对传统人工养殖方式存在人力和物质资源严重浪费问题,设计了基于STM32的智能水产养殖系统,以实现对水产养殖水质环境各种关键指标的实时监控如水质合氧量、温度、pH值、物联网显示、自动报警装置以及设备自动控制.该智能养殖系统以STM32单片机为核心,通过数据采集、数据传输、数据库存、数据分析以及数据显示等功能集为一体,将设计好的智能化养殖器应用在鱼塘进行实时监控发现.该系统有较高的稳定性、可靠性和准确性,它不仅能提高经济效益,而且能降低物资与人力资源且提升水产生物成活率.【期刊名称】《单片机与嵌入式系统应用》【年(卷),期】2018(018)008【总页数】6页(P76-81)【关键词】物联网;STM32;水产养殖;智能化【作者】陈定武;张思扬【作者单位】温州商学院信息工程学院,温州325035;温州商学院信息工程学院,温州325035【正文语种】中文【中图分类】TP273引言都说“养鱼先养水”，从这句话中可见水产养殖对水质的要求极高，水质的质量也直接影响水产的生长和发育，从侧面也反应出水产品的产量与质量的高低。

[1]近年来，我国有五大方面阻碍水产养殖发展：养殖技术和方式落伍，水域资源不断减少，水质污染迅速加重，水产品安全系数严重下降。

然而，国内对水产养殖监控系统研发较少，而且以往的技术存在诸多问题：数据检测准确性低、通信距离短、开发成本高、纠错能力差、未接入物联网。

本文针对上述存在的问题，提出智能水产养殖监测系统对电热棒、增氧机、投粉机等远程设备进行控制并通过远程监控系统显示水质信息，用户可以实时监控电机运行状态和水质信息，还可以对水质进行实际情况调节，这样智能养殖检测系统具有方便、准确、实时的特点。

1 水产养殖监控系统结构分析ZigBee是一种短距离、低功耗、可靠性高的全双工无线通信技术，遵循了 IEEE 802.15.4 标准的规定[2]。

智能型水面垃圾清理机器人控制系统的设计与研究目录1. 内容概括 (3)1.1 研究背景 (3)1.2 研究目的与意义 (5)1.3 论文结构概述 (6)2. 文献综述 (7)2.1 机器人技术概述 (8)2.2 水面垃圾清理需求与现状 (9)2.3 机器人控制系统设计方法及特点 (11)2.4 相关研究成果与经验 (12)2.5 未来研究方向与趋势 (13)3. 系统需求分析 (15)3.1 功能需求 (16)3.2 性能指标 (17)3.3 设计限制与约束 (18)4. 系统总体设计 (19)4.1 机器人的硬件架构 (20)4.2 软件架构选型 (22)4.3 数据采集与处理 (24)4.4 控制系统核心模块设计需求 (25)5. 核心模块详细设计与实现 (26)5.1 图像处理与识别模块 (28)5.2 自主导航与路径规划模块 (29)5.3 垃圾抓取与运输模块 (30)5.4 避障与杨烤盘上情景应对模块 (31)5.5 能量管理与充电模块 (32)6. 系统集成与测试 (34)6.1 硬件集成实施 (35)6.2 软件集成开发与测试平台 (37)6.3 接口与通信协议测试 (38)6.4 整体系统集成测试与仿真验证 (39)7. 结果与讨论 (41)7.1 实验结果分析 (43)7.2 性能测试评估指标 (44)7.3 故障分析与改进 (45)7.4 用户反馈与后续优化建议 (47)8. 结论与展望 (48)8.1 总结研究主要贡献 (49)8.2 系统应用的实际效果 (50)8.3 未来研究方向与科学建议 (51)1. 内容概括随着城市化进程的加速和人类生活水平的提高，水环境污染问题愈加严峻。

水面垃圾污染尤为突出，严重影响着生态环境和人们生活质量。

针对水面垃圾清除需求，本论文设计并研究了一套智能型水面垃圾清理机器人控制系统。

该系统集成了多传感器数据融合、路径规划、控制算法以及垃圾识别技术，实现了智能化自动清除水面垃圾的功能。

Science and Technology &Innovation ┃科技与创新2022年第15期·73·文章编号：2095-6835（2022）15-0073-03一种用于水下探测的混动仿生机器鱼汪真西（北京邮电大学，北京100876）摘要：随着科技发展，越来越多的智能装备、机器人走进了各行各业中，其中海洋装备的发展近些年尤为迅猛，关于水环境的污染治理、水产养殖等细分领域也出现了越来越的智能装备。

设计了基于螺旋桨推进和仿生推进的混合动力水下机器鱼，旨在解决水质的动态监测、深海作业和水产养殖监测领域的问题。

关键词：混合动力；仿生机器鱼；智能装备；水环境中图分类号：TP242文献标志码：ADOI ：10.15913/ki.kjycx.2022.15.024随着深海战略和科技的日益发展，水下机器人的研发与设计被人们广泛关注，其中仿生动力机器人因其能够自由运动、耗能低、续航能力强、能够与上位机实现通讯等优点，可实现水下探测、水环境检测等功能[1]，成为了设计与研究的重点。

为了实现传统设计的仿生机器鱼的游动效果，大多将运动激振源靠近其尾部，设计制作单关节或多关节的舵机和舵机联合摆动结构。

虽然仿生的设计方式优势明显，但在海洋和负责水域作业中，中小型的仿生机器鱼因复杂洋流和水环境不稳定因素，机动性和稳定性将大打折扣，巡游姿态难以平衡，无法在真实的海洋环境中得以应用。

而大型仿生机器鱼又因价格昂贵，使用成本高而无法普及。

因此，本文设计了螺旋桨推进与单关节仿生结合的混合动力机器鱼，以应对和提高复杂水域环境下的作业。

1混合动力仿生机器鱼总体设计目前大多数水下检测是使用水下传感器人工进行，然后与标准值进行校对。

同时，养殖业生产需要多个技术检测指标，例如水下温度、水溶解氧含量、水下的pH 值以及水环境的浑浊程度等，如果只是用单一的传感器来进行检测，并拿回实验室再与标准数据做一一对比，很大程序上增加了劳动时间，而且效率不高，增加了劳动成本。