DB3402-T 41-2023 工厂化循环水养殖数字化管控系统设计指南

ICS65.150CCSB503402DesignguidelinesfordigitalcontrolsystemofrecirculatingaquacultureIDB3402/T41—2023本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由安徽长江渔歌渔业股份有限公司提出。本文件由芜湖市农业农村局归口。本文件起草单位：安徽长江渔歌渔业股份有限公司、浙江大学、江苏省农业科学院农业设施与装备研究所、鸠江区渔业管理服务中心、镜湖区方村街道为民服务中心、鸠江区畜牧兽医服务中心、芜湖市渔业管理服务中心、安徽华普生产力促进中心有限公司。本文件主要起草人：胡光春、叶章颖、朋泽群、赵建、张天亮、鲍恩财、甘国正、方德军、娄云、王华、谈翠翠。DB3402/T41—20231工厂化循环水养殖数字化管控系统设计指南本文件给出了工厂化循环水养殖数字化管控系统（以下简称“管控系统”）设计的总则、系统架构、系统安全等信息。本文件适用于指导工厂化循环水养殖数字化管控系统设计。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB17859计算机信息系统安全保护等级划分准则GB/T22239信息安全技术网络安全等级保护基本要求SC/T6001.2渔业机械基本术语第2部分：养殖机械SC/T6040水产品工厂化养殖装备安全卫生要求SC/T6050水产养殖电器设备安全要求SC/T6093工厂化循环水养殖车间设计规范3术语和定义SC/T6001.2界定的以及下列术语和定义适用于本文件。工厂化循环水养殖recirculatingaquaculture利用机械、生物、化学和自动控制等现代技术装备起来的车间进行集约化水产养殖，同时养殖水体能够实现循环利用的一种生产方式。[来源：SC/T6393—2019，3.1]4缩略语下列缩略语适用于本文件。DTU：数据传输设备（DataTransferUnit）GPRS：通用分组无线服务（GeneralPacketRadioService）LoRa：远距离无线电（LongRangeRadio）NB-IoT：窄带物联网（NarrowBand-InternetofThings）PLC：可编程序（逻辑）控制器[Programmable（Logic）Controller]RTU：远程终端单元（RemoteTerminalUnit）ZigBee：紫蜂协议（ZigBee）2DB3402/T41—20235总则5.1通讯方便、供电设施齐全对于管控系统设计是至关重要的。5.2宜按照SC/T6093设计工厂化循环水养殖车间。5.3管控系统的设计宜采用模块化的思路，合理进行系统架构分层。5.4管控系统的设计宜结合现有或新建工厂化循环水养殖车间设施设备情况，明确对应的指标参数。5.5管控系统的设计宜充分考虑功能需求，适当留出扩展的接口配合工厂化循环水养殖的需求。5.6管控系统的设计宜包括网络安全、数据安全、接口安全等要素。6系统架构6.1架构分层管控系统宜包括终端层、通讯层、平台层、用户层四层，架构分层宜参照图1。图1管控系统架构分层图6.2终端层6.2.1养殖设备6.2.1.1作为管控系统的基础设备，主要承担增氧、投饲、脱气、换水、提水、杀菌、调温、过滤等6.2.1.2宜包括增氧机、投饲机、微滤机、紫外杀菌、脱气设备、氧锥、调温设备、循环水泵等。宜按照SC/T6040、SC/T6050选用设备。6.2.1.3在设计和选用工厂化循环水养殖系统设备时，宜明确养殖品种、养殖规模和养殖密度，并明确设备对应的指标参数，例如换水率、投饲精度、杀菌率、可控温度变化范围、水处理能力等。DB3402/T41—202336.2.2感知装置6.2.2.1作为管控系统的感知单元，主要承担监测养殖水体的溶氧、pH值、温度等，实时获取养殖生物数量、体征、行为等数据的功能。6.2.2.2宜包括水质传感器、水位传感器、水体流量传感器、空气温湿度传感器、视频监控装置等。6.2.2.3在设计和选用感知装置时，宜根据养殖品种明确设备对应的指标参数，例如测量范围、测量精度、响应时间、输出信号等。6.2.2.4宜选配溶氧、水温、pH值、水位、空气温湿度等技术成熟、稳定的传感器。6.2.2.5视频监控装置宜覆盖管控系统中终端层设备安装位置的所有区域。6.2.3现场控制装置6.2.3.1用于实现对管控系统中养殖设备、感知装置的操作控制和数据转化、存储。6.2.3.2宜包括PLC、单片机、DTU、RTU、电气执行元件等。6.2.3.3宜具备远程数据通信功能。6.3通讯层6.3.1作为终端设备数据信号与管控系统之间的通讯方式，主要承担终端层与平台层之间的数据传输6.3.2近距离100m）通信宜采用ZigBee、有线（通信线缆）等通信协议。6.3.3远距离(≥100m）通信宜采用、GPRS/4G/5G、LoRa、NB-IoT等通信协议。6.4平台层6.4.1作为管控系统的控制中枢，主要承担着设备控制、数据实时监测、数据分析、生产异常报警等6.4.2设备控制设计宜考虑对终端设备的控制，可实现手动控制或按照固定程序自动控制。6.4.3数据实时监测设计宜考虑监测的信号频率、采集频率、测量精度等。6.4.4数据分析设计宜考虑数据处理方式、数据展示方式等。6.4.5生产异常报警设计宜考虑报警指标安全阈值的设定、报警分级、发出警示信号等。6.5用户层6.5.1用于实现管控系统与用户间的交互，主要承担人机交互功能，宜包括电脑端、移动端。6.5.2电脑端宜包括web网页、电脑客户端等形式。6.5.3移动端宜包括手机浏览器、手机APP、小程序等形式。7系统安全7.1数据安全7.1.1宜满足GB17859第一级及以上的要求。7.1.2数据库中的关键数据、用户密码宜加密存储。7.1.3宜具备数据备份、恢复和数据库账号管理的功能。7.2系统可靠性7.2.1宜考虑冗余设计，以保证管控系统的可靠运行。DB3402/T41—2