Kontekst i wyzwanie
Przedsiębiorstwo zajmujące się akwakulturą morską w Korei potrzebowało systemu regulacji stężenia tlenu rozpuszczonego (DO) w obiegu zamkniętym dla swoich stawów hodowlanych. Wymagania były konkretne: utrzymanie stężenia DO na określonym poziomie docelowym — klient zastosował 1 mg/l jako punkt odniesienia — i wykorzystać tę wartość progową do sterowania elektrozaworem azotowym (N₂), otwierając zawór za każdym razem, gdy stężenie tlenu rozpuszczonego (DO) wzrośnie powyżej wartości zadanej, i zamykając go w momencie, gdy stężenie DO spadnie z powrotem do poziomu docelowego.
W ramach badania postawiono cztery pytania techniczne, od których zależy, czy taką pętlę można zbudować przy użyciu gotowego sprzętu: czy sterownik obsługuje niezależnie regulowane wartości zadane włączenia i wyłączenia; ile stawów może obsługiwać jeden sterownik; czy każdy staw wymaga własnej sondy i przekaźnika; oraz czy konieczne jest zastosowanie dodatkowego przekaźnika zewnętrznego.
Dlaczego właśnie KWS-630?
Woda morska ma szkodliwy wpływ na membraniowe czujniki tlenu rozpuszczonego: chlorki powodują korozję elektrolitu, a na membranie gromadzi się biofilm, co prowadzi do dryftu czujnika i konieczności częstej konserwacji. Optyczny (fluorescencyjny) czujnik DO KWS-630 działa bez zużywania tlenu i bez membrany, co sprawia, że jest znacznie bardziej stabilny w wodzie morskiej, a konserwacja ogranicza się do okresowego czyszczenia i kalibracji.
Rozwiązanie i instalacja
Regulator jednoprogowy włącza i wyłącza wyjście przy tej samej wartości DO. W pobliżu tej wartości odczyt ulega odchyleniu o kilka setnych miligrama na litr, co powoduje drgania zaworu elektromagnetycznego — wielokrotne otwieranie i zamykanie w ciągu kilku minut — co skraca żywotność zaworu i destabilizuje staw. Niezależne wartości zadane włączenia i wyłączenia należy pozostawić celowy zakres martwy: zawór otwiera się powyżej górnej wartości i zamyka się ponownie dopiero wtedy, gdy wartość DO spadnie do dolnej wartości, dzięki czemu uruchamia się raz na cykl zamiast kilkudziesięciu razy na godzinę.
Liczba zbiorników, które może obsługiwać jeden sterownik, zależy od liczby kanałów wejściowych i przekaźnikowych. Każdy zbiornik, który musi być sterowany niezależnie, wymaga własnej sondy DO oraz własnego kanału przełączającego; moduł przekaźnikowy dodaje się w przypadku, gdy prąd wyjściowy sterownika jest niższy od prądu cewki zaworu elektromagnetycznego N₂. Każda konfiguracja składa się z tych samych elementów:
| Pozycja | Na staw | Uwagi |
|---|---|---|
| Optyczna (fluorescencyjna) sonda do pomiaru zawartości tlenu rozpuszczonego | 1 | Pomiar stężenia tlenu rozpuszczonego metodą luminescencyjną; bez membrany, bez konieczności uzupełniania elektrolitu |
| Kanał kontrolera | 1 | Niezależne wartości zadane włączenia/wyłączenia, jedna pętla na kanał |
| Moduł przekaźnikowy | zgodnie z wymaganiami | Jedynie w przypadku, gdy cewka elektromagnesu przekracza wartość znamionową wyjścia sterownika |
| Kabel | 1 bieg | Połączenia między sondą a sterownikiem oraz między sterownikiem a zaworem |
| Oprogramowanie/konfiguracja | system | Wprowadzanie wartości zadanych, rejestrowanie danych i konfiguracja alarmów |
| Usługi kalibracyjne | na sondę | Sprawdzenie zera i zakresu przed przekazaniem |
| Transport, cło, podatki, gwarancja, czas realizacji | system | Cena podana w walucie kraju dostawy |
Wyniki
Klient zamówił trzy konfiguracje — 2, 4 i 8 stawów — tak aby można było porównać tę samą filozofię sterowania w trzech skalach przed podjęciem decyzji o wdrożeniu największej z nich. Każda opcja opierała się na jednym niezależnym kanale typu ON/OFF i jednej sondzie optycznej na każdy staw, przy czym dostarczono pełen zestaw (sondę, sterownik, moduł przekaźnikowy, kabel, oprogramowanie, kalibrację oraz warunki dostawy), dzięki czemu opcje można było porównać na zasadzie „jak za jak”.
Produkty powiązane
- Fluorescencyjny czujnik tlenu rozpuszczonego KWS-630
- Samoczyszczący czujnik DO KWS601
- Czujnik tlenu rozpuszczonego KWS-650C do pomiaru online
- Uniwersalny sterownik serii KMPW
- Czujnik tlenu rozpuszczonego (kategoria)
Często zadawane pytania
Pytanie: Czy jeden sterownik DO może obsługiwać kilka stawów o różnych wartościach zadanych?
A: Tak, pod warunkiem, że regulator posiada jedno niezależne wejście pomiarowe i jeden kanał przełączający na każdy staw. Każdy kanał ma własne wartości zadane włączenia i wyłączenia, dzięki czemu w stawie A można utrzymywać inną wartość docelową niż w stawie B. Dokładną liczbę kanałów należy sprawdzić w karcie katalogowej wybranego modelu regulatora.
Pytanie: Czy do każdego stawu potrzebna jest osobna sonda?
A: Tak. Stężenie tlenu rozpuszczonego jest specyficzne dla danego akwenu, więc sonda umieszczona w jednym stawie nie dostarcza żadnych informacji na temat sąsiedniego stawu. Każdy staw, który jest niezależnie kontrolowany, wymaga własnej sondy.
Pytanie: Czy potrzebuję również zewnętrznego przekaźnika?
O: Tylko wtedy, gdy cewka zaworu elektromagnetycznego pobiera prąd o natężeniu większym niż to, które może przełączyć wyjście sterownika. W takim przypadku między sterownikiem a zaworem podłącza się moduł przekaźnikowy; w przypadku małych zaworów wyjście sterownika steruje zaworem bezpośrednio.
Pytanie: Dlaczego w wodzie morskiej stosuje się optyczne sondy do pomiaru zawartości tlenu rozpuszczonego zamiast sond elektrochemicznych?
A: Sondy optyczne nie posiadają membrany ani elektrolitu, które mogłyby ulec korozji pod wpływem chlorków, a ponadto nie zużywają tlenu na powierzchni pomiarowej. Zapewnia to większą stabilność i znacznie dłuższe okresy między przeglądami w wodach morskich i słonawych.
Pytanie: Co należy podać, aby otrzymać dokładną wycenę?
O: Liczba niezależnie sterowanych zbiorników, docelowy przedział stężenia tlenu rozpuszczonego (DO) dla każdego z nich, typ zaworu gazowego i natężenie prądu w cewce, długości przewodów oraz miejsce dostawy. Na podstawie tych pięciu elementów można bez niejasności sporządzić wycenę pakietu obejmującego 2, 4 lub 8 zbiorników.
Potrzebujesz podobnego rozwiązania?
Każdy artykuł w tej bibliotece jest zbudowany z prawdziwej aplikacji. Przeglądaj całą kolekcję, aby zobaczyć, jak te instrumenty działają w terenie, lub porozmawiać z naszymi inżynierami aplikacji o swojej instalacji.
