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分布式自动化架构的孵化

   日期:2009-04-30     作者:管理员    

  自动化为鱼类孵化场提供了稳定的环境,使其可以在专为产卵、繁殖等活动设计的人工环境下孵化鱼卵。
  通常,孵化场工作人员会先撒下雌性鱼卵(这个过程被称作“排卵”),再加入雄鱼的精液(也就是受精)。受精卵在一个受控的环境下进行孵化,这样可以躲避疾病、捕食以及其他危害。孵化出来的鱼苗被移至水道(人工水渠)之中,它们在那里长大,然后作为食物销售、送给水族馆和宠物商店、或者再用来配种。
  “密歇根孵化场会把它所有的鱼都放回到当地的河流、湖泊和小溪当中,以为不同的物种的自然数量提供补充”,密歇根自然资源局(DNR)的Chris Klage解释道。www.cechina.cn

位于Oden的主孵化场
  位于Oden的主孵化场, Opto 22的系统管理着水箱中的水温、水流和含氧量,以及设备状态。
  来源:Opto 22

  监测及控制系统 www.cechina.cn
  Klage管理着密歇根州的六个孵化场,分别是Wolf Lake、Harrietta、Platte River、Oden、Thompson以及Marquette州立鱼类孵化场。这些工厂生产的鱼类有很多种,比如三文鱼、鲟鱼、枪鱼、梭鱼、鲑鱼等等。Kl

age主要负责的是孵化场里的流程控制和报警系统,它们使用Opto 22 Snap以太网硬件作为核心元件。
  Opto 22系统连接流量计、浮标液位传感器、变频驱动以及孵化场内其他的与POW相关的设备。(POW是孵化场工作人员使用的缩写,是指与电力、氧气或者水相关的一切东西)www.cechina.cn
  其他设备和系统还管理着其他的状态参数,比如水箱的水温、水流、含氧量以及设备的开/关状态、举例来说,Oden州立鱼类孵化场是一家棕色鳟鱼和彩虹色鳟鱼的繁育工厂。在这家繁育中心里,Opto 22 Snap控制器被安装在不同的角落,在鱼类繁育的每一个阶段管理和监测设备,并保证其自动运行。
  “我们使用Opto 系统监测三相电源,确保整个建筑系统正常运行。”,Windemuller项目经理Greg Dekker说道。Windemuller是密歇根州电子、自动化、通讯及IT服务的供应商。“我们也监测渔场所有水箱中的液位,尤其是可能出现的低水位。”www.cechina.cn
  由Windemuller设计的孵化场控制和监测系统使用Gems浮标液位开关,其工作原理和大部分家用抽水马桶类似。浮标装置和Opto 22数字输入模块连接,当液位发生变化时,浮球随之升降,从而触动内部开关给模块发送信号,模块再把数据传送给SNAP LCM4(或SNAP-LCSX-Plus)控制器。www.cechina.cn

  报警,远程接入www.cechina.cn
  孵化场还添加了报警装置,所以当到达预设高水位,尤其是低水位时,工作人员会收到通知。如果水太少,就意味着鱼所需要的氧气不足。孵化场也使用了Opto 22报警系统,如果在规定时间水箱内添加的水量过多或太少,就会发出警报。www.cechina.cn
  “我们的系统根据设备和具体时间,将高位警报设置在6000gpm,低位警报设置在在2500gpm”,Klage说道。硬件接收到报警情况然后触发本地报警音和闸门灯,警告现场工作人员。在下班时间,报警设备将会切断各种远程呼叫器,激活一个电话拨号进行远程通知,等待待命人员迅速响应。
  Klage和Dekker说道,尽管孵化场的Opto 22硬件使用以太网通讯协议,用于通讯的物理层还可以根据不同地点进行改变—是硬件的灵活性使其成为可能。www.cechina.cn
  一些孵化场在控制器和现场I/O设备之间使用串行接口(一个以太网界面用于编程,将来自控制器的孵化场数据传回数据库),而另外一些孵化场,则使用光纤作为物理介质。
  未来的计划希望所有的孵化场都使用光纤,实现标准化。www.cechina.cn

OptoDisplay软件创建了易于理解的人机界面
  来源:Opto 22
  为了实现孵化场系统和设备的远程监控,Windemuller与自然资源局合作使用OptoDisplay软件创建了易于理解的人机界面。

  分布式架构
  “Opto 22平台的分布式特点对我们尤其重要S,因为每个渔场面积在10-75英亩不等”,Dekker说道。他与FishPro(一家渔业和水资源工程方面的专业服务公司)合作,为每一家孵化场设计并特定架构,实现高性能、简洁以及美观。www.cechina.cn
  正如Klage所解释的:“在每一家孵化场,都有很多不同的建筑,比如水道、沉淀池,井房,冷藏室,访客中心。因此我们的地下电缆通向各个位置。但并不是每个位置都设有独立控制器,我们使用独立I/O处理器与本地I/O通讯,再连接中央Opto控制器。”www.cechina.cn
  一旦收到数据,中央控制器就可以通过以太网,将信息传递给任何一台联网的PC,所以 生物专家和技师们就可以了解并且研究水和设备的状态,审视控制策略,并且对需要的孵化系统进行调整。除此之外,当Klage不在现场的时候,他可以使用PC Anywhere软件检查工作状态、修改设置点并且对六个孵化场的多套系统进行控制。www.cechina.cn
  然而,同支持鱼类生长、维持环境稳定相比,这种远程控制能力并不是最重要的。除了高低液位控制外,还系统还预设了其他报警装置。中央控制器和以太网通讯能力,允许生物专家和技师在任何一台联网PC上监控水及设备状态,系统可以这些连通,监测辅助触点的关闭,从而提供电气设备的全景图。www.cechina.cn

  标准化
  早在2000年,Opto 22系统第一次被引入密歇根渔场,这是因为当时自然资源局担心千禧年问题会对渔场正在使用的多种控制系统(来自不同供应商)造成影响。
  “当我回忆起1999年,当时几乎每个渔场都是用不同的软-硬件平台”,Klage解释道。由于预算的约束,Klage很高兴的看到他可以满足所有的功能需求,而Windemuller使用Opto 22硬件集成了几乎全部六套系统,而只需支付竞争对手一套系统的价格。www.cec

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  编程软件的简洁和易于配置是另外的主要卖点。“Opto的流程图非常易于理解,尤其是与那些梯形图相比”,Klage说道:“我还很喜欢I/O底座,附属插槽较少,这样模块非常容易更换(如果需要还可以进行热插拔)。而其他系统,仅仅为了替换一块板子,我们就需要将整个底座拆下来。”www.cechina.cn

 
  
  
  
  
 
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