葉章穎　鮑偉君　張豐登　張亞東　李海軍　朱松明

(浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院， 杭州 310058)

0　引言

水處理是循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)(Recirculating aquaculture systems, RAS)中的一項(xiàng)關(guān)鍵工藝流程[1-3]。在眾多去除水體中會(huì)對(duì)養(yǎng)殖動(dòng)物和系統(tǒng)產(chǎn)生危害的固體顆粒物[4-6]的方式中，轉(zhuǎn)鼓式微濾機(jī)是應(yīng)用最廣泛的設(shè)備之一，主要用來去除粒徑較大的顆粒物，具有通用性好，需要?jiǎng)趧?dòng)力少、水頭損失低、維護(hù)容易和占地空間小等優(yōu)勢(shì)[7-8]。

隨著循環(huán)水養(yǎng)殖朝著高密度、集約化、精準(zhǔn)化方向發(fā)展，自動(dòng)化、信息化、智能化是必然趨勢(shì)[9-12]。目前有關(guān)微濾機(jī)控制的文獻(xiàn)報(bào)道較少，主要是對(duì)單臺(tái)微濾機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)單的啟停控制[13-14]，并沒有分析其型號(hào)、結(jié)構(gòu)、工作原理以及具體的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，且控制系統(tǒng)基本上是采用硬邏輯控制，在復(fù)雜的養(yǎng)殖環(huán)境中容易發(fā)生故障。對(duì)于大型養(yǎng)殖企業(yè)來說，由于養(yǎng)殖面積大，養(yǎng)殖密度高，需要使用多臺(tái)微濾機(jī)對(duì)養(yǎng)殖水體進(jìn)行初級(jí)過濾，如果按照單臺(tái)單控模式，不但會(huì)提高設(shè)備成本，而且一旦控制電器發(fā)生故障，排查起來比較困難，特別是工廠化室內(nèi)養(yǎng)殖車間，為防止帶入細(xì)菌，維修人員不可隨意進(jìn)出，這會(huì)給微濾機(jī)控制系統(tǒng)的維護(hù)帶來不便。此外，對(duì)于靠液位開關(guān)監(jiān)測(cè)反沖洗時(shí)才會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓式微濾機(jī)主要配有2個(gè)液位開關(guān)，當(dāng)其發(fā)生故障時(shí)，由于沒有能應(yīng)對(duì)此種情況的較為經(jīng)濟(jì)的工作模式，會(huì)導(dǎo)致微濾機(jī)對(duì)固體顆粒物的過濾不及時(shí)而影響后續(xù)水處理過程，進(jìn)而影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。

西門子(Simens) S7-200系列可編程邏輯控制器(Programmable logic controller, PLC)具有很高的性價(jià)比[15]，能夠適應(yīng)復(fù)雜的養(yǎng)殖環(huán)境，可以減少設(shè)備之間的硬件接線，采用軟邏輯控制更加安全，程序錯(cuò)誤易查易改，可移植性強(qiáng)，對(duì)實(shí)現(xiàn)多臺(tái)微濾機(jī)的控制具有較大的優(yōu)勢(shì)。針對(duì)多臺(tái)轉(zhuǎn)鼓式微濾機(jī)的控制要求，本文在分析框架式轉(zhuǎn)鼓式微濾機(jī)的工作原理基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)基于PLC的10臺(tái)轉(zhuǎn)鼓式微濾機(jī)3種運(yùn)行模式控制系統(tǒng)，對(duì)控制系統(tǒng)的軟、硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)程序進(jìn)行編寫和驗(yàn)證，以期優(yōu)化轉(zhuǎn)鼓式微濾機(jī)機(jī)械性能，提高微濾機(jī)控制系統(tǒng)維護(hù)和管理效率，降低生產(chǎn)成本，為RAS裝備自動(dòng)化集成提供思路。

1　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

為了實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)框架式轉(zhuǎn)鼓式微濾機(jī)的自動(dòng)化控制，需要分析其工作原理，以實(shí)現(xiàn)控制要求。轉(zhuǎn)鼓式微濾機(jī)按照外觀構(gòu)造可分為箱體式和框架式兩種類型。圖1、2分別為框架式轉(zhuǎn)鼓式微濾機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖和微濾機(jī)及液位開關(guān)的安裝圖。

圖1　框架式轉(zhuǎn)鼓式微濾機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1　Structure schematic of microscreen drum filter with frame1.機(jī)架　2.支撐滾輪　3.排污槽　4.減速電動(dòng)機(jī)　5.進(jìn)水口6.轉(zhuǎn)鼓框架　7.鏈輪　8.箱蓋　9.排污口

圖2　轉(zhuǎn)鼓式微濾機(jī)及液位開關(guān)的安裝圖Fig.2　Installation picture of microscreen drum filter and level switches1.轉(zhuǎn)鼓式微濾機(jī)　2.安裝微濾機(jī)水池　3、4.轉(zhuǎn)鼓內(nèi)液位開關(guān)　5.下一級(jí)水池

對(duì)于框架式轉(zhuǎn)鼓微濾機(jī)，剛開始工作時(shí)，轉(zhuǎn)鼓保持靜止，養(yǎng)殖池中的污水從微濾機(jī)進(jìn)水口進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部，通過轉(zhuǎn)鼓表面的濾網(wǎng)進(jìn)行過濾，已經(jīng)過濾的水體會(huì)進(jìn)入下一個(gè)水處理環(huán)節(jié)，隨著被濾網(wǎng)截留的固體顆粒物的不斷累積，水流的阻力變大，致使轉(zhuǎn)鼓內(nèi)外形成一定高度的液位差，當(dāng)轉(zhuǎn)鼓中待過濾的水觸發(fā)到高位置的液位開關(guān)時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)立即啟動(dòng)減速電機(jī)通過傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)鼓運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)開啟反沖洗水泵抽取濾液經(jīng)噴嘴噴出對(duì)附著在濾網(wǎng)上的固體顆粒物進(jìn)行反沖洗[5]，這些被截留下來的固體顆粒物會(huì)隨著轉(zhuǎn)鼓的運(yùn)轉(zhuǎn)通過排污槽經(jīng)微濾機(jī)排污口排出。隨著轉(zhuǎn)鼓運(yùn)轉(zhuǎn)和反沖洗的同時(shí)進(jìn)行，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)待過濾污水會(huì)順暢地從濾網(wǎng)孔流出，一段時(shí)間后，當(dāng)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)水位下降到低位置液位開關(guān)以下時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)使減速電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)關(guān)閉反沖洗水泵。此時(shí)，微濾機(jī)完成了一個(gè)工作過程，之后又進(jìn)入下一個(gè)工作周期。

2　控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)

2.1　控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

通過對(duì)轉(zhuǎn)鼓式微濾機(jī)工作原理的分析可知，系統(tǒng)涉及液位開關(guān)信號(hào)采集等多個(gè)信號(hào)輸入和控制電機(jī)、水泵啟停等信號(hào)輸出。西門子公司生產(chǎn)的S7-200系列小型PLC不僅性價(jià)比高、功能強(qiáng)大、編程方便[15-16]，而且可以適應(yīng)像循環(huán)水養(yǎng)殖這樣比較復(fù)雜的工作環(huán)境。

根據(jù)研究需求，本系統(tǒng)選擇控制的微濾機(jī)數(shù)目為10臺(tái)，為了便于管理和調(diào)試，微濾機(jī)設(shè)有3種工作模式，通過3擋轉(zhuǎn)換開關(guān)來切換。在計(jì)算輸入輸出點(diǎn)數(shù)和考慮能適應(yīng)減速電機(jī)和反沖洗水泵多次啟停需求的基礎(chǔ)上，選取CPU224 CN DC/DC/DC，14個(gè)數(shù)字量輸入，10個(gè)數(shù)字量輸出型號(hào)CPU模塊，3個(gè)EM221，16個(gè)數(shù)字量輸入型和1個(gè)EM221，8個(gè)數(shù)字量輸入型24V DC擴(kuò)展模塊。其中第1臺(tái)轉(zhuǎn)鼓式微濾機(jī)的I/O地址分配如表1所示。

表1　控制第1臺(tái)轉(zhuǎn)鼓式微濾機(jī)I/O地址分配Tab.1　Distribution of I/O ports for controlling the first microscreen drum filter

2.2　控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

轉(zhuǎn)鼓式微濾機(jī)控制系統(tǒng)程序流程如圖3所示。開始時(shí)，接通電源，PLC上電初始化系統(tǒng)自檢完成，一切正常后，選擇工作模式，在手動(dòng)模式中，可以手動(dòng)控制減速電機(jī)和反沖洗泵的運(yùn)行和停止，能隨時(shí)調(diào)試檢驗(yàn)微濾機(jī)能否正常工作；在自動(dòng)模式中，只有轉(zhuǎn)鼓內(nèi)2個(gè)不同高度的液位開關(guān)都被水體觸發(fā)時(shí)，減速電機(jī)和反沖洗泵才能運(yùn)行，當(dāng)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)液位下降至低液位開關(guān)以下時(shí)，減速電機(jī)和反沖洗泵才能停止，當(dāng)水處理系統(tǒng)液位發(fā)生故障時(shí)，減速電機(jī)和反沖洗水泵均不會(huì)運(yùn)行；對(duì)于定時(shí)模式，是通過定時(shí)的方式來控制減速電機(jī)和反沖洗泵的運(yùn)行時(shí)間和間隔時(shí)間，特別是當(dāng)液位開關(guān)發(fā)生故障時(shí)，可根據(jù)水質(zhì)情況啟用定時(shí)模式，設(shè)置運(yùn)行和停止時(shí)間可不至于因液位開關(guān)故障而導(dǎo)致微濾機(jī)對(duì)固體顆粒物的過濾不及時(shí)，影響后續(xù)水處理過程，進(jìn)而影響到整個(gè)循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的性能。

圖3　轉(zhuǎn)鼓式微濾機(jī)控制系統(tǒng)程序流程圖Fig.3　Control system program flowchart of microscreen drum filter

3　多模式控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

3.1　系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

根據(jù)轉(zhuǎn)鼓式微濾機(jī)的工作原理、控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)以及程序流程圖編寫PLC控制程序。為了驗(yàn)證程序能否實(shí)現(xiàn)控制要求，根據(jù)西門子S7-200系統(tǒng)手冊(cè)[16]結(jié)合微濾機(jī)的具體控制要求完成控制電路的接線以及減速電機(jī)、反沖洗水泵主電路的接線。所用轉(zhuǎn)鼓式微濾機(jī)的型號(hào)為：QC-WL-1000K，轉(zhuǎn)鼓規(guī)格為φ1 000 mm，濾網(wǎng)孔徑120 μm，其中10臺(tái)轉(zhuǎn)鼓式微濾機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖4所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過USB/PPI RS485編程電纜連接計(jì)算機(jī)的USB端口，將程序下載到PLC中進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)試。

圖4　轉(zhuǎn)鼓式微濾機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.4　Structure diagram of microscreen drum filters control system

3.2　結(jié)果分析

微濾機(jī)在手動(dòng)模式下正常工作時(shí)波形圖如圖5所示，按下啟停按鈕，I0.0置高電平，電源接通，選擇手動(dòng)模式，I0.1置高電平，此時(shí)線圈Q0.0通電，驅(qū)動(dòng)電機(jī)和反沖洗泵運(yùn)行，關(guān)閉手動(dòng)模式，I0.1置低電平，線圈Q0.0斷電，電機(jī)和反沖洗泵均停止工作，當(dāng)再次打開手動(dòng)模式時(shí)按下啟停按鈕，I0.0置低電平，電機(jī)和反沖洗泵均不會(huì)運(yùn)行，說明此種工作模式下，程序可以實(shí)現(xiàn)控制要求。

圖5　微濾機(jī)在手動(dòng)模式下工作波形圖Fig.5　Waveforms of microscreen drum filter when it was run under manual mode

微濾機(jī)在自動(dòng)模式下工作時(shí)的波形圖如圖6所示，按下啟停按鈕，I0.0置高電平，電源接通，選擇自動(dòng)模式，I0.2置高電平，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)液位上升觸發(fā)低液位開關(guān)時(shí)，I0.5置高電平，直至高液位開關(guān)也被觸發(fā)I0.4置高電平時(shí)，線圈Q0.0通電，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和反沖洗泵運(yùn)行，此時(shí)液位開始下降，高液位開關(guān)很快復(fù)位，I0.4置低電平，當(dāng)?shù)鸵何婚_關(guān)也復(fù)位時(shí)，I0.5置低電平，線圈Q0.0斷電，電動(dòng)機(jī)和反沖洗泵同時(shí)停止運(yùn)行。

圖6　微濾機(jī)在自動(dòng)模式下工作波形圖Fig.6　Waveforms of microscreen drum filter when it was run under automatic mode

當(dāng)微濾機(jī)安裝池水位出現(xiàn)故障時(shí)，波形圖如圖7所示，當(dāng)轉(zhuǎn)鼓外高液位開關(guān)被觸發(fā)時(shí)，I0.4、I0.5、I0.6均置為高電平，線圈Q0.0不得電，電動(dòng)機(jī)和反沖洗泵均不會(huì)運(yùn)行，當(dāng)水位恢復(fù)正常時(shí)，再次按下啟停按鈕，I0.0常開觸點(diǎn)恢復(fù)斷開，線圈Q0.0不得電，電動(dòng)機(jī)和反沖洗泵均不會(huì)工作，說明自動(dòng)程序能夠滿足控制要求。

圖7　水位出現(xiàn)故障時(shí)微濾機(jī)工作波形圖Fig.7　Waveforms of microscreen drum filter when water level was out of order

微濾機(jī)在定時(shí)模式下工作時(shí)的波形圖如圖8所示，按下啟停按鈕，電源接通，I0.0置高電平，選擇定時(shí)模式(為了便于驗(yàn)證，將暫停時(shí)間t1設(shè)為10 s，運(yùn)行時(shí)間t2設(shè)為5 s)，I0.3置高電平，線圈Q0.0會(huì)定時(shí)通斷，10 s后電動(dòng)機(jī)和反沖洗泵會(huì)同時(shí)運(yùn)行5 s，然后暫停10 s，再運(yùn)行5 s，如此循環(huán)，關(guān)閉定時(shí)模式，I0.3置低電平，電動(dòng)機(jī)和反沖洗泵均不運(yùn)行，說明定時(shí)模式程序能夠滿足控制要求。

圖8　微濾機(jī)在定時(shí)模式下工作波形圖Fig.8　Waveforms of microscreen drum filter when it was run normally under timing mode

按下啟停按鈕，I0.0置低電平，Q0.0不得電，不論模式轉(zhuǎn)換開關(guān)處于何種模式，電動(dòng)機(jī)和反沖洗泵均不會(huì)運(yùn)行。由此說明，程序可以滿足對(duì)微濾機(jī)的控制要求。

3.3　討論

目前，RAS中的自動(dòng)化控制主要體現(xiàn)在對(duì)pH值、溫度、溶氧、氨氮、亞硝氮等水質(zhì)參數(shù)的監(jiān)控和采集[17-18]上，對(duì)常規(guī)設(shè)備的控制主要有增氧機(jī)、自動(dòng)投飼機(jī)、水溫調(diào)節(jié)裝置、循環(huán)水泵和紫外殺菌器[17-22]等，控制數(shù)量和模式較為單一，因此對(duì)多臺(tái)轉(zhuǎn)鼓式微濾機(jī)進(jìn)行多模式控制對(duì)提高RAS自動(dòng)化水平具有一定的研究意義和實(shí)用價(jià)值。

此外，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，由于所用微濾機(jī)減速電動(dòng)機(jī)位置較低，如果微濾機(jī)安裝池水位出現(xiàn)故障，電動(dòng)機(jī)會(huì)存在被淹的風(fēng)險(xiǎn)，為了避免發(fā)生此種情況，需要提高電動(dòng)機(jī)安裝位置。實(shí)際運(yùn)行時(shí)還觀察到：當(dāng)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)外液位差達(dá)到一定高度時(shí)，轉(zhuǎn)鼓還會(huì)承受較大的壓力(圖9)。為了了解工作過程中轉(zhuǎn)鼓的受力情況，合理配置微濾機(jī)部件，優(yōu)化微濾機(jī)機(jī)械性能，為控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)提供可靠的基礎(chǔ)保障，現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行受力分析。

圖9　即將反沖洗時(shí)的狀態(tài)Fig.9　State when it was about to be backwash

如圖10所示，為微濾機(jī)靜止時(shí)轉(zhuǎn)鼓的受力情況，由靜力學(xué)分析可知

∑Fx=0∑Fy=0∑MB=0

經(jīng)計(jì)算可得

(1)

(2)

式中F1、F2——兩個(gè)支撐滾輪對(duì)轉(zhuǎn)鼓的支持力，N

F3——軸承端對(duì)轉(zhuǎn)鼓的支持力，N

F4——轉(zhuǎn)鼓中的水對(duì)轉(zhuǎn)鼓的壓力，N

G1——轉(zhuǎn)鼓自身所受的重力，N

θ——支撐滾輪安裝角度，(°)

l1——轉(zhuǎn)鼓長(zhǎng)度，m

l2——短軸長(zhǎng)度，m

設(shè)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)水所受的重力為G2，可求得

(3)

式中ρ——養(yǎng)殖水的密度，kg/m3

R2——轉(zhuǎn)鼓內(nèi)徑，m

g——重力加速度，9.8 m/s2

y——轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的水位值，m

根據(jù)牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律可知G2=F4。

圖10　微濾機(jī)靜止時(shí)轉(zhuǎn)鼓的受力分析Fig.10　Force analysis of microscreen drum filter at static

當(dāng)微濾機(jī)開始反沖洗時(shí)，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)受到2個(gè)支撐滾輪的摩擦力f1、f2，設(shè)微濾機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，滾輪與轉(zhuǎn)鼓之間動(dòng)摩擦因數(shù)為f，此時(shí)受力分析如圖11所示，由靜力學(xué)分析可知

∑Fx=0∑Fy=0∑MBy=0

經(jīng)計(jì)算可得

(4)

(5)

(6)

圖11　微濾機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)鼓的受力分析Fig.11　Force analysis of microscreen drum filter in operation

靜止時(shí)，由式(1)、(2)可知：在l1、l2、G1、θ不變的情況下，隨著過濾的進(jìn)行，F(xiàn)4逐漸變大，F(xiàn)3、F1、F2也隨之變大，這就使得軸承、滾輪支撐軸和滾輪要承受轉(zhuǎn)鼓和水體給其的最大壓力，在l1、l2、G1、F4不變的情況下，F(xiàn)1、F2隨θ的增大而減??；運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，隨著反沖洗的進(jìn)行，由式(5)、(6)可知F1、F2除了與θ有關(guān)還與動(dòng)摩擦因數(shù)f有關(guān)，且F1>F2，從電機(jī)和傳動(dòng)能耗角度考慮，應(yīng)盡可能減小摩擦力對(duì)能量的損耗，使得轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，因此f越小越好，滾輪與轉(zhuǎn)鼓接觸面應(yīng)當(dāng)光滑。

在上述分析基礎(chǔ)上結(jié)合轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速(3 r/min)及其同軸度、安裝精度等要求，選擇能承受較大徑向載荷的調(diào)心滾子軸承，滾輪支撐軸軸徑為5 cm，滾輪材料為塑料，安裝角θ為30°，使用擺線針輪減速電機(jī)(電機(jī)功率P為0.12 kW，轉(zhuǎn)速n為1 420 r/min，速比i1為473)，相應(yīng)的傳動(dòng)方式為直齒圓錐齒輪傳動(dòng)。根據(jù)文獻(xiàn)[23]中齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法得出的齒輪參數(shù)如表2所示。

表2　用于驅(qū)動(dòng)微濾機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的圓錐齒輪參數(shù)Tab.2　Bevel gear parameters for driving microscreen drum filter

圓錐齒輪的傳動(dòng)比i2為1∶1，即與減速電動(dòng)機(jī)輸出軸相連的主傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速等于轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速。根據(jù)圓軸的抗扭強(qiáng)度條件、扭轉(zhuǎn)時(shí)的剛度條件及其安全性，設(shè)計(jì)的主傳動(dòng)軸參數(shù)如表3所示，由軸的兩端橫截面間的扭轉(zhuǎn)角φ=0.34°可知，結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。

表3　主傳動(dòng)軸參數(shù)Tab.3　Main drive shaft parameters

改進(jìn)后的減速電動(dòng)機(jī)布置及傳動(dòng)方式如圖12所示，相比于改進(jìn)之前，具有電動(dòng)機(jī)能耗低、齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)。

圖12　改進(jìn)前后的減速電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)方式對(duì)比Fig.12　Comparison of reducer and transmission mode before and after improvement

4　結(jié)論

(1)針對(duì)循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中框架式轉(zhuǎn)鼓式微濾機(jī)的控制要求，設(shè)計(jì)了基于西門子S7-200 PLC的多臺(tái)轉(zhuǎn)鼓式微濾機(jī)多模式控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)10臺(tái)轉(zhuǎn)鼓式微濾機(jī)在手動(dòng)、自動(dòng)和定時(shí)3種運(yùn)行模式下的控制，對(duì)于解決在較為復(fù)雜的水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中硬邏輯控制電路、控制電器易發(fā)生故障、檢修不便等問題具有較大的優(yōu)越性，相比于單臺(tái)單控，節(jié)約了成本，提高了微濾機(jī)自動(dòng)化水平。

(2)多臺(tái)微濾機(jī)多模式控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：對(duì)于手動(dòng)模式，可以隨時(shí)控制減速電動(dòng)機(jī)和反沖洗泵的啟停；對(duì)于自動(dòng)模式，減速電動(dòng)機(jī)和反沖洗泵的啟停由2個(gè)液位開關(guān)共同控制，當(dāng)2個(gè)開關(guān)均被轉(zhuǎn)鼓內(nèi)水體觸發(fā)時(shí)，才進(jìn)行反沖洗作業(yè)，當(dāng)?shù)鸵何婚_關(guān)恢復(fù)常開狀態(tài)時(shí)，反沖洗才停止，且當(dāng)水位發(fā)生故障時(shí)，不進(jìn)行反沖洗；對(duì)于定時(shí)模式，可以根據(jù)水質(zhì)情況設(shè)定反沖洗的時(shí)間和頻率。

1VAN R J. Waste treatment in recirculating aquaculture systems [J]. Aquacultural Engineering, 2013, 53:49-56.

2FERNANDES P M, PEDERSEN L F, PEDERSEN P B. Daily micro particle distribution of an experimental recirculating aquaculture system—a case study[J]. Aquacultural Engineering, 2014, 60:28-34.

3于濤，鐘非，賀鋒，等. 基于STELLA的循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)池塘總氨氮?jiǎng)討B(tài)模擬[J/OL].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2013, 44(7):199-203.http:∥www.j-csam.org/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20130735&flag=1&journal_id=jcsam.DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2013.07.035.

YU Tao, ZHONG Fei, HE Feng, et al. Dynamic simulation of total ammonia in culture ponds of recirculating aquaculture system based on STELLA model [J/OL]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2013, 44(7):199-203. (in Chinese)

4FERNANDES P, PEDERSEN L F, PEDERSEN P B. Microscreen effects on water quality in replicated recirculating aquaculture systems [J]. Aquacultural Engineering, 2015, 65:17-26.

5ALI S A. Design and evaluate a drum screen filter driven by undershot waterwheel for aquaculture recirculating systems[J]. Aquacultural Engineering, 2013,54:38-44.

6DOLAN E, MURPHY N, O'HEHIR M. Factors influencing optimal micro-screen drum filter selection for recirculating aquaculture systems[J]. Aquacultural Engineering, 2013, 56:42-50.

7TIMMONS M B, EBELING J M. Recirculating aquaculture [M]. 3rd edition. Ithaca, NY:Ithaca Publishing Company, LLC, 2013.

8LEKANG O I. Aquaculture engineering[M]. 2nd ed. Hoboken, NJ:John Wiley & Sons, Ltd., 2013.

9孟祥寶，黃家懌，謝秋波，等. 基于自動(dòng)巡航無人駕駛船的水產(chǎn)養(yǎng)殖在線監(jiān)控技術(shù)[J/OL]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2015, 46(3):276-281.http:∥www.j-csam.org/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20150340&flag=1&journal_id=jcsam. DOI：10.6041/j.issn.1000-1298.2015.03.040.

MENG Xiangbao, HUANG Jiayi, XIE Qiubo, et al. Online monitoring equipment for aquaculture based on unmanned automatic cruise boat[J/OL]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2015, 46(3):276-281. (in Chinese)

10胡金有，王靖杰，張小栓，等. 水產(chǎn)養(yǎng)殖信息化關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J/OL]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2015, 46(7):251-263.http:∥www.j-csam.org/jcsam/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20150737&flag=1. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2015.07.037.

HU Jinyou, WANG Jingjie, ZHANG Xiaoshuan, et al. Research status and development trends of information technologies in aquacultures[J/OL]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2015, 46(7):251-263. (in Chinese)

11TERJESEN B F, SUMMERFELT S T, NERLAND S, et al. Design, dimensioning, and performance of a research facility for studies on the requirements of fish in RAS environments[J]. Aquacultural Engineering, 2013, 54:49-63.

12洪劍青，趙德安，孫月平，等. 水產(chǎn)養(yǎng)殖自動(dòng)導(dǎo)航無人明輪船航向的多模自適應(yīng)控制[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2017，33(1)：95-101.

HONG Jianqing, ZHAO Dean, SUN Yueping, et al. Multi model adaptive control of paddlewheel vehicle’s course in aquaculture[J]. Transactions of the CSAE, 2017, 33(1): 95-101. (in Chinese)

13吳燕翔，胡詠梅，劉雨青. 基于PLC 循環(huán)水養(yǎng)殖溫控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 科學(xué)技術(shù)與工程，2011, 11(20):4734-4739.

WU Yanxiang, HU Yongmei, LIU Yuqing. The design of recirculating aquaculture temperature control system based on PLC [J]. Science Technology and Engineering, 2011, 11(20):4734-4739. (in Chinese)

14張業(yè)韡, 吳凡, 陳翔,等. 基于易控的工業(yè)化循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)[J]. 漁業(yè)現(xiàn)代化，2017，44(1)：21-25.

ZHANG Yewei, WU Fan, CHEN Xiang, et al. Industrialized recirculating aquaculture system based on INSPEC[J]. Fishery Modernization, 2017, 44(1)：21-25. (in Chinese)

15廖常初. S7-200 PLC編程及應(yīng)用[M]. 2版. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.

16SIEMENS. SIMATIC S7-200可編程序控制器系統(tǒng)手冊(cè)[M]. SIEMENS，2008.

17史兵，趙德安，劉星橋，等．工業(yè)化水產(chǎn)養(yǎng)殖智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]．農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2011，42(9)：191-196．

SHI Bing, ZHAO Dean, LIU Xingqiao, et al. Design of intelligent monitoring system for aquaculture[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2011, 42(9): 191-196. (in Chinese)

18顏波，石平.基于物聯(lián)網(wǎng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖智能化監(jiān)控系統(tǒng)[J/OL]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào), 2014, 45(1):259-265. http:∥www.j-csam.org/jcsam/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20140140&flag=1.DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.01.040.

YAN Bo, SHI Ping. Intelligent monitoring system for aquaculture based on internet of things[J/OL]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2014, 45(1): 259-265. (in Chinese)

19袁凱，莊保陸，倪琦，等. 室內(nèi)工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖自動(dòng)投飼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2013，29(3)：169-176.

YUAN Kai, ZHUANG Baolu, Ni Qi, et al. Design and experiments of automatic feeding system for indoor industrialization aquaculture[J]. Transactions of the CSAE, 2013, 29(3): 169-176. (in Chinese)

20馬從國(guó), 趙德安, 王建國(guó),等. 基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘溶解氧智能監(jiān)控系統(tǒng)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2015, 31(7):193-200.

MA Congguo, ZHAO Dean, WANG Jianguo, et al. Intelligent monitoring system for aquaculture dissolved oxygen in pond based on wireless sensor network[J]. Transactions of the CSAE, 2015, 31(7):193-200. (in Chinese)

21蔣建明, 史國(guó)棟, 趙德安,等.基于LEACH協(xié)議的水產(chǎn)養(yǎng)殖參數(shù)智能監(jiān)控系統(tǒng)[J/OL]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào), 2014, 45(11):286-291.http:∥www.j-csam.org/jcsam/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20141144&flag=1. DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2014.11.044.

JIANG Jianming, SHI Guodong, ZHAO Dean, et al. Intelligent monitoring system of aquaculture parameters based on LEACH protocol[J/OL]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2014, 45(11):286-291. (in Chinese)

22蔣建明,史國(guó)棟,李正明,等.基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能型水產(chǎn)養(yǎng)殖自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2013, 29(13):166-174.

JIANG Jianming, SHI Guodong, LI Zhengming, et al. Energy-efficient automatic monitoring system of aquaculture based on WSN[J]. Transactions of the CSAE, 2013, 29(13): 166-174. (in Chinese)

23濮良貴，陳國(guó)定，吳立言. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 9版. 北京：高等教育出版社，2013.