恆溫與節水-泓格智慧水產養殖方案
本方案使用remote I/O模組(tM-P4C4、tM-DA1P1R1)與現場設備訊號架接，透過ZigBee無線傳輸模組(ZT-2550、 ZT-2551)將數據傳回中央伺服器，依據案場現況彈性設置，大幅降低佈線成本，同時使用tGW-715 微型Modbus TCP轉RTU/ASCII閘道器，讓Modbus TCP伺服器與Modbus RTU設備能夠在乙太網路中溝通無阻。透過各式感測器蒐集用電數據、水質與氣象等資料，並使用邏輯控制系統達到智慧養殖的目的，因應環保意識，泓格科技將能源管理方案整併在智慧養殖方案中，利用綠色能源發電協助客戶節省能源損耗；系統也會依水質數據自動控制水閥進水達到省水目的。
案例介紹
根據台灣漁業署的統計報告，台灣的內陸養殖漁業，在2018年的漁產量達到259,175公噸，產值高達317億台幣，而養殖面積為33,594.27公頃。
然而，近年來極端氣候越趨頻繁，高溫熱浪、短時強降雨、強烈冷氣團等氣象，都提升了水產養殖業的生產風險。
為因應節能減碳的能源管理趨勢與降低天然災害所造成的產業損失，政府鼓勵養殖業者能夠利用太能陽或風力發電的等綠能用電方式，以減少對傳統電能的依賴，並且鼓勵養殖業者引用物聯網技術，形成智慧養殖、遠端監控、提前預警等智慧化系統，增加水產養殖業面對生產風險的能力、提升產能、減少生產成本，使水產養殖能夠邁入數位化，並能永續發展。
因此，在行政院農業委員會水產實驗所在台灣中南部地區某一魚塭，導入泓格智慧水產養殖解決方案，為養殖業者建立一個示範案場。
恆溫且省水的泓格智慧水產養殖解決方案
泓格科技推出的智慧水產養殖解決方案，除了以太陽能、風力發電供給用電，並裝設電錶及感應器來對於溫度及水質之變化進行分析。此外，採集數據之外亦加入自動控制設備之功能，以此分析節電、節水、投餵飼料、禦寒之效益。
本案例的魚池離中控室有一段距離，因此，我們利用ZigBee無線傳輸方案及各類 I/O、通訊轉換器來整合各項設備。方案架構如下：
發電量及用電量數據採集
在現場裝設太陽能板及風力發電機組，以電錶量測其發電量。另外也使用電錶量測自動投餌機及池水加熱裝置之用電量，並透過無線傳輸模組將發電及用電數據傳回中央伺服器。此部份使用無線通訊模組 ZT-2551(slave) 與量測發電量之電錶的 RS-485 通訊埠連結，和中控室的 ZT-2550(host) 構成無線通訊。
中控室伺服器負責將發電及用電的電壓、電流、功率等資料讀回並存入資料伺服器之 SQL server 資料庫內。
水質資料採集
在水池放置水質感測器，水質感測收集水溫、水中溶氧量、酸鹼值及太陽照度等數值，藉由 ZigBee 無線通訊將水質資料傳回中控室，並將數值存入SQL 資料庫。
氣象資料採集
在水池旁放置氣象儀，收集照度、溫度、溼度、雨量、風速、陣風方向等資料，藉由 ZigBee 無線通訊將水質資料傳回中控室 ，並將數值存入資料伺服器。
系統邏輯設定及控制
在收集數據的同時，也同時依據數據資料進行現場設備的控制，使用 tM-P4C4 remote I/O模組 及 tM-DA1P1R1 remote I/O模組，與現場設備訊號架接，實現中控室遠端操作的功能。當氣溫或水溫降低至設定的下限溫度時，系統就會自動開啟池水加溫裝置的開關，直到水溫降至適合魚類生存的溫度；反之如果水溫太高，則可以控制進水蝶閥，並搭配鼓風機，以達到降溫的目的。
另外，也可控制投餌機，根據設定的時間排程而定時餵食，更可以進一步用魚體重量來設定，做增減投餌的間隔時間及次數的控制。
警報
可設定各項數值如用電量及水溫、pH 值、水中溶氧量等數值上、下限，並發出警報且可查詢歷史警報。
報表
可依日期查詢資料並匯出 excel 報表以提供數據做魚池管理分析。
本地端及遠端瀏覽即時數據
使用 InduSoft 圖控軟體來整合所有的設備，並提供以 WEB 網頁瀏覽方式提供遠端使用者查看所有監控點的即時的資料及趨勢圖。
漁池現場端資料瀏覽及控制
使用 VPD-173 觸控式HMI裝置，安裝在魚池現場，操作者可以在池邊查看即時資料及對加熱器、投餵機、水閥進行手動控制。
泓格無線智慧養殖解決方案為此專案所帶來的效益
泓格智慧水產養殖方案具備了智慧養殖、遠端監控、提前預警等功能，提高了水產養殖業者面對生產風險所具備的評估與解決的能力，使水產養殖邁入數位化，朝向永續發展的道路前進。
ZigBee無線模組可以將 RS-485串列通訊轉為無線訊號，解決了此應用場合之中控室與魚池之間的佈線與工期的問題。
結語
水試所之智慧養殖系統建置完成後，依採集數據分析出，太陽能加風力發電能夠讓單一用戶省下一年約兩萬元之電費；而系統依水質數據自動控制水閥進水，若水質在正常範圍內就不必持續進水，達到節水及減少抽取地下水之環保效益。
在防止寒害方面，以系統自動控制加溫設備，能夠在第一時間啟動加溫設備，並依水溫升高的情況來判斷是否持續加熱與進水，以達到節水節能的目的。
泓格科技提供不同領域的智慧化解決方案，完整的產品線，從應用層到感知層都有對應的產品且應用於不同架構。除此之外，我們有強大的研發團隊，以及專業的服務人員，提供客戶最合適的解決方案。我們同時注重用戶體驗，以人為本的精神提供客戶穩定且容易使用的產品與解決方案。
相關產品
ICP DAS View All
ICP DAS was established in 1993 and strongly focuses on innovation and the enhancement of industrial automation technology. ICP DAS continuously endeavors to develop a comprehensive selection of products ranging from remote I/O controllers, distributed I/O modules, I/O data acquisition boards, programmable automation controllers, industrial communication modules, web-related products, motion control systems, SCADA/HMI software to automation solutions for applications critical to energy management, motion automation, smart factories, intelligent buildings, and smart cities. Our ambition is to provide a wide range of high-quality products and versatile applications, together with prompt and efficient services, that can be implemented to assist in the continued success of our clients worldwide.
3 thoughts on “恆溫與節水-泓格智慧水產養殖方案” Leave a comment ›