Khởi đầu 4.0 để nuôi tôm bền vững

Author: TS Phan Thanh Lâm - Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản II

Publish date: Friday. March 9th, 2018

Trong nuôi tôm, chất lượng nước là yếu tố quan trọng quyết định thành công hay thất bại mỗi vụ nuôi. Do vậy, sự ra đời của Hệ thống giám sát và cảnh báo tự động chất lượng nước nuôi tôm (Hệ thống e-Aqua) đang được các nhà đầu tư, doanh nghiệp và người nuôi hết sức quan tâm.

Chức năng

Giám sát tự động các chỉ tiêu chất lượng nước cần đo tại đồng thời nhiều điểm trên nhiều ao (tối đa tốt nhất cho 8 điểm đo). Hiện hệ thống đo tự động phổ biến các chỉ tiêu: Ôxy hòa tan, nhiệt độ, pH và độ mặn; Các chỉ tiêu khác như: NH3, NO2, H2S… có thể tích hợp thêm các cảm biến đo vào hệ thống theo yêu cầu người dùng. Cảnh báo tự động khi các chỉ tiêu đo nằm ngoài ngưỡng cho phép (đã cài đặt cho hệ thống). Có thể tích hợp kết nối điều khiển tự động hoạt động của các thiết bị khác đang sử dụng tại ao nuôi dựa trên kết quả giám sát của hệ thống, góp phần tăng hiệu quả tối đa cho vụ nuôi. Lưu trữ, phân tích và truy xuất dữ liệu lịch sử vụ nuôi thường xuyên (theo thời gian cài đặt). Cảnh báo cúp điện hệ thống cũng như hệ thống điện cung cấp đồng thời tại farm nuôi.

Lắp đặt

Thiết bị đo tự động các chỉ tiêu chất lượng nước: Với bơm nước tự mồi, các van điện từ, phụ kiện đường ống, PLC, module PLC, domino, CB, contactor, role, UPS, còi, đèn, các cảm biến đo, các phụ kiện điện khác và bình đo. Hệ thống e-Aqua hoạt động theo nguyên lý tập trung, bơm tự động lấy mẫu nước từ các điểm đo trong các ao nuôi qua hệ thống đường ống dẫn đưa về bình đo trung tâm để thực hiện đo và phân tích các chỉ tiêu. Bình đo là nơi đặt (tích hợp) các cảm biến đo thành một bộ cảm biến và thực hiện đo các mẫu nước được bơm liên tục - tự động theo chương trình cài đặt PLC. Mẫu nước đo xong được xả bỏ vào đường dẫn nước ra ngoài trước khi tiến hành bơm và đo mẫu nước mới. Các cảm biến mà e-Aqua sử dụng là loại indoor sensor để giúp tăng tuổi thọ và độ ổn định thiết bị đo.

Sơ đồ hoạt động hệ thống e-Aqua. Ảnh: Thanh Lâm

Phần mềm điều khiển thiết bị đo: Điều khiển thiết lập quy trình đo cho hệ thống, tính toán đưa ra kết quả và truyền dữ liệu đã đo về máy chủ trung tâm - lưu trữ trên dữ liệu đám mây để người nuôi theo dõi. Tại đây, người nuôi có thể xem kết quả trên internet qua máy tính hay thiết bị di động theo thời gian thực. Phần mềm này còn điều khiển báo động hoặc điều khiển các thiết bị tích hợp các chức năng khác của hệ thống.

Phần mềm giám sát và cảnh báo từ xa qua thiết bị di động: Để người nuôi có thể giám sát các kết quả đo trực tiếp hoặc từ xa qua thiết bị di động (smartphone, ipad, PC…) và điều khiển chương trình cài đặt theo yêu cầu.

Để lắp đặt hệ thống e-Aqua, trại nuôi cần chuẩn bị điểm đặt thiết bị đo có đường điện và kết nối internet. Ngoài ra, cần lắp đặt hệ thống ống dẫn nước từ các điểm đo của ao nuôi về điểm đặt thiết bị đo. Lưu ý, khi lắp đặt các điểm đo cho hệ thống e-Aqua nên chọn điểm đo theo sự phân bố nồng độ ôxy hòa tan (tăng dần từ trong ra ngoài theo đường kính). Điểm đo đầu tiên nên là điểm giữa ao (cách hố xi phông 1 - 2 m) nhằm xác định hàm lượng ôxy hòa tan tại điểm có lượng ôxy hòa tan thấp nhất, lúc đó có thể ước tính được hàm lượng chất độc trong ao để lên phương án xử lý. Điểm thứ hai là điểm cách góc ao 1/6 đường chéo ao (cách bờ 3 - 4 m) vì điểm này là khu vực tôm ăn và phát triển.

Với những ao có diện tích nhỏ hơn 1.500 m2 chỉ cần 1 điểm đo mỗi ao, tối đa hệ thống có thể giám sát đồng thời cho 8 ao. Những ao có diện tích lớn hơn 2.000 m2 có thể dùng hệ thống e-Aqua đo cho 4 ao (tương đương mỗi ao 2 điểm đo). Lưu ý, các đường ống dẫn nước từ điểm đo về hệ thống đo e-Aqua phải được chôn cách mặt đất 0,2 m nhằm đảm bảo nhiệt độ môi trường không ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả trong quá trình đo.

Hệ thống e-Aqua là một hệ thống thiết bị điều khiển tự động hóa kết hợp IoT. Người nuôi cần phải vận hành các phần mềm điều khiển, bảo trì và theo dõi hoạt động hệ thống e-Aqua thường xuyên theo đúng hướng dẫn kỹ thuật của nhà sản xuất để đảm bảo các tính năng và hiệu quả tốt nhất của hệ thống.

Tiềm năng

Sử dụng hệ thống e-Aqua giúp quản lý ao tốt hơn; Giảm hệ số thức ăn (FCR); Tăng sản lượng và thời gian nuôi; Giảm tiêu thụ điện chung cho ao; Giảm chi phí nhân công và nguyên vật liệu (thuốc, thức ăn…), có thể tăng lợi nhuận chung (10 - 30%).

Hệ thống e-Aqua là một trong những sản phẩm phục vụ sản xuất nông nghiệp thông minh do Trung tâm Phát triển công nghệ và thiết bị công nghiệp Sài Gòn nghiên cứu chế tạo và là công nghệ đã tương đối hoàn chỉnh qua các thử nghiệm từ năm 2015 đến nay.

Hiện nay, hệ thống e-Aqua đang được Trung tâm Ứng dụng và dịch vụ KH&CN (Cục Công tác phía Nam, Bộ KH&CN), Trung tâm Phát triển công nghệ và thiết bị công nghiệp Sài Gòn và Viện Nghiên cứu NTTS II phối hợp triển khai trình diễn công nghệ tại một số trang trại nuôi tôm thẻ chân trắng thâm canh và siêu thâm canh ở khu vực ĐBSCL.