鱼体回转式分级机自动控制设计与试验

鱼体分级筛选是一种有效避免种内竞争、提高鱼体存活率的方法,但由于国内缺乏先进设备,生产中大多以人工作业为主。针对人工操作存在劳动强度大、鱼体损伤等问题,研制了一种以S7-200 SMART系列PLC(programmable logic controller)为处理器、结合多步进电机和触摸屏界面开发的鱼体分级自动控制系统。该系统采用变频调速技术,实现对转速可调的功能;采用限宽调节技术,实现对鱼体大小自动调节功能。运用STEP 7-Micro/WIN SMART编程软件完成控制程序的编写,借助SIMATIC WinCC flexible 2008完成触摸屏界面开发,运用以太网通信完成触摸屏界面对多步进电机的运动控制,实现限宽调节功能。性能测试表明,在额定电压(380 V)下,主回转电机运行速度可在0～50 Hz范围内调速,限宽可调范围为0～40 mm,可将4种不同大小的鱼进行分级。在设定宽度下,鱼体的准确率在±90.0%。该控制系统性能可靠,适合在渔业养殖中推广。     

海带干燥系统的改进设计与试验

为提高海带太阳能辅热耦合干燥系统的效率和降低海带的干燥能耗,采用风道风速统计法和节能保温技术,进行改进设计及性能测试。通过调节可拆卸导风板提高海带干燥的均匀性,采用锯齿夹撑开海带两端,增加烘干面积,提高海带干燥的效率;同时为了解决原系统散热性高的问题,增加橡塑海绵保温材料,提高保温性。改进后风速测试显示,风道内各点风速大小有所提高,其中后上、后中风速比原始后上、后中风速提高了3倍;保温性测试表明,从50℃降到40℃,时间为46.4 min,改进后的降温时间比原始的降温时间增加了16倍,热损耗减少了95%;在最高温度为28.7℃、光照度为110000 lx下,鲜海带为60.0 kg,自然晾晒+储热+热泵干燥模式下的干燥时间为11.5 h,热泵开启时间为4.5 h,干海带含水率为8.21%。研究表明,改进的海带太阳能辅热耦合干燥系统效率高,提高了对太阳能和风能的利用率,能耗低。     

海带自然晾晒与热泵烘干级联干燥自动控制系统研制

干燥是海带加工过程中的工序之一，为进一步解决海带干燥过程中劳动强度大、能耗高等问题，该研究设计了自然晾晒与热泵烘干级联的干燥模式并研制了海带全程自动搬运、协调工作的码垛自动控制系统，其由晾晒棚、热泵房、码垛装置、桥接装置与控制室组成。采用USS协议与G120变频器通讯，采集信号通过485通讯口送到可编程逻辑控制器PLC的寄存器，PLC对行走电机进行加减速判断；同时利用Profibus协议实现PLC与Sick条码定位传感器通讯，实现晾晒杆准确定位；然后编程控制气动抓手，自动实现海带晾晒杆的抓放等动作；利用限位开关作为数据传递的触发信号，晾晒棚与热泵房导轨自动对接，实现了海带自然晾晒与热泵烘干结合。试验结果表明，该控制系统总运行时间为5.7 h，晾晒杆定位误差±1 cm，高速运行时间20 m/min，晴天自然晾晒可减少海带含水率至60%，烘干后海带含水率为15.2%左右，泥沙、杂质率为0%，为一级品。系统运行稳定，节约人工，保证海带干燥的品质。该研究有助于为藻类加工产业提供高品质、低能耗、绿色环保新模式与样板。     

移动式太阳能增氧机的改进设计与试验

为进一步提高移动式太阳能增氧机的使用效率、降低开发成本,采用Solidworks软件对原型机进行了改进设计及性能测试。通过对运动控制系统的简化和采用非接触式换向的水面行走机构,使得来回行走更加灵敏。性能测试结果显示,改进后的移动式太阳能增氧机,当光照度为17 000 Lx,转速可达到34 r/min。光照度越强,叶轮转动越快,其增氧效率也越高。在输入电压24 V时,选用8.2 kΩ和2 kΩ电阻进行分压,可以使控制电压达到4.7 V。对光敏传感器进行的优化结果表明,选用4.2 kΩ光敏阻值,在低光照强度下能够达到最低20 r/min的转速要求,遥控距离可达到45 m,平均运行时间可达6 h/d左右。电气控制系统采用单元模块,以及更加便捷的水面行走机构,不仅实现了原型机的全部控制要求,还降低了材料成本费用。结果表明,改进后的增氧机性能稳定可靠,适于在池塘养殖中推广。