本文关键字

GHL控制，全自动换水，ZEO系统，可编程逻辑控制，珊瑚，海水
GHL, GHL AWC, Auto Water Change, ZEOvit, Programmable Logic Control, Coral, Seawater, http://www.aquariumcomputer.com

前言

从AMF微缸、红海MAX250D直到目前这个120x100x55cm的大缸一路走来，深知养海水首要的是勤快和忍耐这对儿矛盾。勤快指的是需要经常换水和每天的维护，忍耐则指的是不能心痒手欠导致过量添加，尤其是SPS每天的物料添加，如果没有足够的自动化设备来辅助，那这份享受恐怕只有家人能体会，自己的肌肉肯定是副产品蹭蹭的长了（大体力活儿呀）。所以，自动换水设备是必须的（解决体力付出），滴定设备是必须的（解决稳定添加并抑制手欠的过量添加 ）。

先来感谢一下我的好伙伴们，正是他们的帮助使我能够用好GHL这个海水神器。首先是GHL的QQ群（169128569），群主 安森、rt_Killer、嫩黑、Simon、啊木、不容.易、ucscspcs .....

GHL这东西功能强大，涉及很多海水知识以外的工业控制、逻辑控制等专业，好在以前上中学时对逻辑电路热爱，工作后又做过单片机设计，再之后又使用PLC做工业控制，所以才玩得稍顺手。

GHL这产品虽然功能强大，但对于大多数鱼友而言，产品说明书确实是写得太少，几乎让很多专业人士都觉得无从下手，我也是废了不少功夫才小有明白，很多也是前辈们不断积累给我提供了学习的机会，少走了很多弯路，节约了大量时间。所以我也希望把自己了解到的写出来给其他鱼友分享，这样咱们才能越玩越有意思，对吧？

这张照片是最新更新的图片。
 

先上些设计和实际设备的一些照片，文字慢慢补来。

 
设计总体比例

 
设备侧

配置清单：

主缸：1200x1000x550mm（运行水位500mm）
底缸：730x830x420mm（运行水位255mm）
补水缓冲缸：580x380x550mm（最高水位490mm）

蛋分：Bobble King SM250
沸石桶：FaunaMarin 2.2升 全自动沸石桶

主泵：彩虹MPF10000

控制：GHL ProfiLux 3.1N eX PL-0862
滴定：3xGHL 4頭 滴定拓展泵 PL-0700
可控电源插排：3xGHL ProfiLux PAB-6D-PAB PL-0677
控制扩展：GHL PROFILUX EXPANSION BOX PL0657
L口扩展卡：2xGHL PLM-4L PL-0370
T5调光模块：2xEVG-AP-2F-HIC PL-0556
传感器：
--7x浮子水位传感器 PL-0077（6个DIY 其中2个用于补水缓冲缸）
--2xGHL温度 PL-0094（其中1个用于补水缓冲缸）
--2xGHL盐度 PL-0055（其中1个用于补水缓冲缸）
--GHL酸碱度pH PL-0071
--GHL氧化还原度ORP PL-0093
以上设备配套全部导线

造流：4xTunze 6105

灯光
--灯管：16xKZ 54W T5ho (8x蓝+4x白+4x斐济紫)
--灯具：4xWavePoint T5 4 Lamp Retrofit Kit / Model# 01021（灯管、镇流器全部更换）
--镇流器：8xHEP SD254-58（1-10V）调光T5ho
--补光：3xGHL Mitras-Simu-Stick 95 PL-0981 LED BAR 95CM長

ZEO物料（最大包装）：
--Bak、Start3、SP、KB、BB、CV、AA、Xtra、Snow、Life、锶液、Zym、碘化钾、铁、Coral Booster、Flatworm Stop、沸石、活性炭

海盐：KZ
底砂：KZ
吸磷：KZ铁基

水冷机：分体1.5P格力
电热棒：3x300w伊罕 + 1x300w美国Aquatop双显数字电子控温加热棒
气泵：海利/HALEA交直流两用UAS-12000
活性炭过滤器：AQUAEXCEL P2
蛋分自动清洗：德国 BK Vertex 蛋分自动清洗头（适合250MM盖子）

自动换水设备：
--排水泵：意大利SICCE 西杰 水族潜水泵 Syncra 2.5 40W 2400L/H
--给水泵：意大利SICCE 西杰 水族潜水泵 Syncra 2.5 40W 2400L/H
--排水放气阀：DN25 PVC电磁水阀（为配合25通径管路，应选择DN20）
--给水放气阀：DN25 PVC电磁水阀（为配合25通径管路，应选择DN20）
--管路泄水阀：DN25 PVC电磁水阀（为配合25通径管路，应选择DN20）
--纯净水系统：RO+双DI 400G + 3.2G储水桶（通常400G纯水机出水量已经可以满足使用，增加这个储水桶的目的在后面会提到，它对提高设备的寿命起到至关重要的作用）

活石：80Kg

设计软件：Google SketchUp 2013

 

全逻辑

20140101更新
这是实现全自动化盐和双自动换水的全部逻辑图，根据以上逻辑，就可以简单编写出整个控制程序了。想要详细了解具体编程和设计思想，请慢慢往下看吧。。。

待续。。。。。。

过程照片

开缸过程照片。全部iPhone5拍摄，图片调整大小至640x480，自动曝光，无调色。

 
20130806放水、化盐（说实话犹豫是否贴这张照片，这图灯箱做得实在小气了，原本商家的缸小，“帽子”宽高比较协调，放大后的“帽子”显得十分不合比例，上下两条花边更显得不够大气美观，甚至在制造时的尺寸还出现了严重的错误。至于颜色，整体如果白色会很漂亮，但为了配合家里的整体色调，实在没得选择。如果您和我一样的感觉，闭着眼睛掠过这张图片看其它吧。 ）

 
20130808经过一天的循环，KZ盐水彻底清澈了

 
20130811活石上原本的藻类快速生长

 
20130813玻璃上已经长出了褐藻

 
20130816褐藻快速生长

 
20130820褐藻已经开始白化

 
20130820清理掉缸壁前面的褐藻

 
20130828毛藻大量白化、丝藻开始白化

 
20130907藻类全部白化。开缸整整一个月

 
20130913清理准备造景

 
20130926刷完石头，造景正面

 
20130926造景右侧，比正面景深更好，也是第二主视面

 
20130926造景左侧，背景面


20130926主视角

 
20131009终于入第一批生物，虽然第三次爆藻还没彻底完成

 
20131009想小块头多品种的选择珊瑚，因此特意拿的全是小块，但摆放完才觉得，实在是低估了缸的大小，这些小块珊瑚实在是太。。。周末再拿些大块的吧。现在是不分品种、不分好坏，先填满再慢慢掏好品种吧。各位前辈有啥好货齐货，可别自己独享哦。 十六块珊瑚，才堆了一个前景，看来好有艰巨的任务在后面呢。

 
20131011紫粉鳞，颜色非常浓郁，可惜就是体型太小了，长大不知要多久，慢慢等吧。。。

 
20131011非常喜欢圣诞管虫，各色的小管虫伸展着曼妙的身姿，在水中摇曳，闲得婀娜多姿。。。


20131011第一只闯缸小鱼是六线龙，3天后黄金吊、蓝吊、蓝点吊成为第二批移民，后面计划中的移民包括：火焰仙、粉蓝吊、小丑等。。。


澳洲鳞


20131021虽然水体No3、Po4都是0，但是活石依然在析出有机营养盐，因此石头上依然在爆藻。目前缸里16块中等体积的印尼野生SPS、4块印尼人工SPS和5块澳洲野生SPS；鱼包括2条毕加索小丑、2条蓝吊（4厘米）、1条黄金吊（5厘米）、5条夏威夷宝石（4公1母6-7厘米）、1条蓝点吊（4厘米）、1条六线龙（4厘米）；火焰贝，五爪贝x2；红海星x2，蓝海星；火焰虾；还有唯一LPS的太阳花。

 
20131027群游的6条小青魔和3块大南太SPS和一块斐济SPS

 
20131031昨天清理了缸壁上的藻，还不知石头上的藻要到何时才能褪去。

 
鱼群。。。

 
20131101

 
20131101漂亮的印尼鳞，希望能保住。

 
翠绿象牙

 
深水品种


20131105藻逐渐在退，希望能快点。。。


20131111今天新入缸5块澳洲和一块红瓦，还有一株据说是渔友野采的漂亮纽扣。


20131129最后一块处女地也开发了，马上缸就要满了。


重新调整了一下造景，将原本放在中间的一块平台石挪到了最高峰后下部，一方面填补造景时整体靠前后部留空较多的空间浪费，为后部继续码放珊瑚开辟空间外，重点是留出中心区域增加纵深感，使得整体疏密效果有所层次。

 
20131222（LED白光拍摄）经过一段时间滴定量的调整，藻终于退了，珊瑚也基本全面到位，昨晚刚刚铺上了KZ底砂，接下来就要生长、发色、好好欣赏了。 

 
20131223全景

 
20140103重新调整了小枝珊瑚位置

设备配置

设备配置篇

**注意：GHL的产品有两个编号容易让人混淆，因其开头都是用“PL-”开始，一个是“Order number”，主要在GHL官网上使用，而在GHL的在线商店上使用的是“Art.Nr.”，这两个号码对应相同的商品而编号却不同，如果大家需要订货，请核实正确号码，以免造成错误和损失。**

蛋分
蛋分的选择是整个系统的第一步。第一个缸是红海Max250D，由于这个成品缸蛋分的不给力，加之初下海对所有生物都新鲜，所以NO3居高不下自然就是常事。尝试过各种方法降NO3，什么ROWA的蛋白包、DIY藻缸、DIY煮豆。。。最终还是失败，所以才萌生了重新开始，重选设备。

“没有BK不一定养不好珊瑚，但有了BK一定能养好珊瑚”这句话加上之前的阴影使我不二选择了BK。至于型号，自然是根据总水量对应出SM250了。

 
Bubble King SM250

GHL套装

*以下内容您看着不像英文的，那是德文，请自己网上找在线翻译。 

受够了每星期提着20升抽出来的旧水走8米倒马桶，然后再提着20升新水抽回到鱼缸的辛苦。这次近800升的缸，如果再人工换水，即便是每次拉管子也受不了了。原本商家不推荐使用自动化设备，说北京几乎没有谁实现了全自动换水，很多买了高级设备的鱼友最终都由于设备过于复杂而放弃了当初的计划，甚至变成了摆设，但我属于“设备控”类，没有好生物可以慢慢来，但如果设备不够自动化，即便是现在没上，未来还是一定会搞齐，与其以后心痒痒，不如一次到位。趴帖子的结果自然是选择海水神器GHL了。这里再次感谢 安森 带我入群，结实一帮高人神人。 

ProfiLux 3.1N eX Ultimate-Set  PL-0913
 


控制器

GHL ProfiLux 3.1N eX, Schuko (http://www.aquariumcomputer.com/ ... rofilux_3_1_ex.html)
 
正面

 
背面

外形尺寸：BxTxH: 240x200x55 mm (T+55 mm für Kabelanschlüsse/ H+3 mm für Gerätefüße)

Features overview:

32 (ProfiLux 3.1N eX) resp. 16 (ProfiLux 3.1A eX) channel illumination control for dimmable and non-dimmable lamps, herewith up to 32 lamps can be programmed separately
Sunrise and sunset
Moon phase simulation, calendar-based
Cloud simulation through random generator, thunderstorm calculation
Rainy days, programmable
Feed pause for pumps
Control of up to 16 (ProfiLux 3.1N eX) resp. 8 (ProfiLux 3.1A eX) speed-variable current pumps (ebb/tide and wave simulation)
Operation hour meter for lamps
Burning-in mode for fluorescent tubes
Battery-buffered real time clock
PC-interfaces RS232, LAN (ProfiLux 3.1N  eX only) and USB are built-in, WLAN option, operation with free Windows-Software ProfiLuxControl possible
Integrated webserver (ProfiLux 3.1N  eX only): viewing values and states, edit important settings, email-client, DHCP, SNTP, TFTP, RSS
Connection option for external display
Display of reminder texts (e.g. "Filter change!")
Control of up to 64 (ProfiLux 3.1N  eX) resp. 48 (ProfiLux 3.1A  eX) switchable power sockets and dosing pumps
32 (ProfiLux 3.1N  eX) resp. 16 (ProfiLux 3.1A  eX) timer and dosing pumps programmable
Child protection via PIN-code
Simple and intuitive operation, all settings are made in form of interactive dialogues
All settings are stored in a non-volatile storage (FRAM) even during power failures
Computer is expandable with 2 additional modules, with our Expansion Box there are practical no limitations
Connection option for radio-controlled clock receiver (DCF)
Several ProfiLux can be networked
Regulation of the pH-value via CO2-addition (downwards) or via alkalisation (upwards), programmable nightly decrease
Sequential temperature control for glow bar, ground heating and cooling, programmable nightly decrease, speed-regulated fans controllable
Measuring and controlling of conductivity (measurement range fresh water or saltwater adjustable)
Measuring and controlling of redox potential
Alarm function, output of the alarm optical, acoustic or via switchable powerbar
Operation hour meter for all sensors
Therapy program for ill fishes
With expaansion cards other values like humidity, air temperature or oxygen can be measured and controlled
Connection option for level sensors
Automatic calibration of all sensors
Recording of measurement data
Temperature sensor included in delivery

显示触控屏

GHL ProfiLux Touch
http://www.aquariumcomputer.com/ ... profilux_touch.html
 
ProfiLux Touch



GHL Webinterface 内建网络摄像机的支持和设置  http://www.cmfish.com/bbs/forum. ... 1&highlight=ghl

滴定泵
GHL Dosing Unit 4 PL-0700
http://www.aquariumcomputer.com/ ... osing_technics.html
外形尺寸：240x200(+55电源插头)x65 mm
主要技术指标：
--滴定速度：60毫升/分钟
--最小滴量：1毫升/次
--最大滴量：40升/天（推荐）
 
GHL Dosing Unit 4。

GHL滴定有两类产品，一类是带控制器（上面带液晶和触控面板）的，也就是自己可以控制自己，而上图是不带控制器的，需要通过GHL主机进行控制，如果你打算买GHL主机，则选不带控制的滴定。

可控电源插排
Powerbar6D-UK-PAB PL-0677
http://www.aquariumcomputer.com/ ... able_powerbars.html
外形尺寸：687x70x47毫米（H+10毫米通信电缆）！由于大陆能买到的基本都是港货，因此都是UK插口，需要再购买转换插头，高出至少20-30mm，再算上插头高度，所以远比47mm高很多，这需要提前考虑空间。
主要技术指标：最大2300w，短时3600w
 
PAB网络6口可控开关电源插座

在GHL全线产品中，这个电源插排可算是最有用处的产品之一了，它的每一个插口都可以通过GHL主机控制通断，这就为你随心所欲的控制鱼缸每一个设备提供了支持。例如：你定时每天开关灯的时间、冷水机在什么条件下工作、蛋分和主泵通过什么关系连锁工作等等，GHL之所以被称为“神器”，其实主要功能都是通过这个可控开关插排来体现的。具体它的编程我们会在后续的章节中继续详细介绍。总之，这是个必不可少的关键部件。

传感器
浮子水位传感器
Level-Sensor, Floater PL-0077
http://www.aquariumcomputer.com/ ... nd_accessories.html
传感器必须垂直安装，看过有人大头向上反过来装，也可以，但没必要，因为GHL可以在设置上将其逻辑反向。 
 
浮子水位传感器

扩展盒
ProfiLux Expansion Box PL-0657

 
扩展盒正面
 
扩展盒背面，可以看到所有传感器插口和电源接线位
外形尺寸：BxTxH: 240x200x55 mm (T+55 mm留出电缆接线头位置/ H+3 mm 地脚)
可连接传感器：水位传感器x2、盐度、温度、pH、氧化还原度
控制输出口：L口x4
网络连接方式：PABx2

T5调光模块
EVG-AP-2F-HIC PL-0556
http://www.aquariumcomputer.com/ ... mp_accessories.html
 
T5调光模块（双路），最大电流160A

LED灯条及配套调光和驱动
Dimmable LED effect-lamp Mitras-Simu Stick 95 PL-0981
http://www.aquariumcomputer.com/ ... d_effect-lamps.html
 
GHL的可调光4色（白、红、绿、蓝）LED高功率灯条，长95cm

Mitras-Simu-Driver
 
LED调光模块（2L输入、4路输出），包含一个12V5A变压器和2根L口线

自动换水

自动换水

水族系统，重点是生物的安全和设备运行的可靠，需要考虑系统安全冗余特性，即便一套系统出现极端状况，依然不能让生物遭受灭顶之灾，也不能水漫金山把家给淹了。在水族系统运行中，自动换水可说是风险最大，容易造成灾难的机会也是最多的，搞不好就可能溢水、抽干、设备空转烧毁、过冷过热、过咸过淡。。。。等等灾难性的事故，所以务必要周全考虑、精心设计、防患于未然。

说到自动换水，可以说对于海水大缸来说是必须之选。之前用红海Max250D，每周换20升水，算上进出一共就要40升，没直接将管子接到下水道，通过水桶拎来拎去，实在是“锻炼身体”呀。以至于后来实在是懒了，改成2周一换，珊瑚因为得不到新水带来的各种必要矿物质，而不再像以前那样生动光彩，逐渐恶性循环就开始了。。。

这次开大缸，如果再靠拎来拎去显然是不可能的了，即便是通过每次拉软管+泵上虹吸下，相信也是十分麻烦的事情，尤其是铺和收管子，里面的水一定漏的到处都是，所以考虑再三，决定一不做二不休，要干就一次彻底，把地砖起了直接铺设上下水管和控制管线，做全自动换水系统，让养鱼养珊瑚不再变成每周的折磨而是欣赏和享受。

设计篇

自动换水初想起来似乎并不复杂，通过两个泵，一个排水一个补水似乎就可以了，但仔细想想才发现，只要养过鱼的人都会知道“虹吸”现象，这需要在自动换水系统中合理利用和严格防范，才能真正做好自动换水系统，否则一不留神就把一缸水抽干或是水漫金山造成严重事故。

我的底缸内部尺寸：73x83x39.5cm，可以容纳大约240升水，正常工作在25-26cm水位，也就是有约157升水，尚有约80多升空间，这个空间一来用于主泵停止工作后，存储主缸反下的水，二来也是防范自动换水出现意外事故时，提供一个缓冲空间。

我的缓冲缸内部尺寸：58x38x54cm，最大可容纳不到120升水，去掉浮球水阀需要的最小高度约5厘米，平时最多盐水容量是108升。由于开缸初期，蛋分湿泡排出量较大，因此需要每天向底缸补充盐水，日后稳定了，补充的盐水量会减少，我也会把储存的新盐水量减少，避免误操作导致底缸溢水风险。

另外，在控制和软件方面，还考虑了第二道安全措施，高低水位浮子传感器及相应的软件控制和报警。软件方面在后面介绍，图片如下：
 
高低限浮子传感器，用于自动换水和低水位停止主泵、高水位报警。。。


先说说排水：如果你的入水口低于出水口（也就是所谓的上排水），只要出水口暴露在空气中让水流入排水管道，通过泵把底缸中的水抽出去就好了，这很简单。但绝大多数情况是反过来的，也就是入水口高于排水出口，这就要注意了，一旦泵停止工作，虹吸现象就会继续从泵吸水口抽缸内的水，直至水位低于吸水口，虹吸现象方可自动解除，如果你的泵吸水口位置很低，基本底缸水就排空了，您说我就是这样设计的，那太好了，基本泵工作个3秒以上，让水翻过管路的最高点，“绿色”抽水就实现了。但如果不是这样，您希望通过启停泵来控制抽水的多少，那么虹吸就必须受控。

最简单的方法是在封闭的管路系统中的最高点增设“单向阀”，用以当泵停止工作后，管内在虹吸作用下成负压，单向阀打开使得空气进入管路而打破封闭负压虹吸现象，使得泵停止工作，水也不会因虹吸而不断被抽走。

 
示意图表示的是水无法从单向阀外排，而当虹吸时，管内负压会使得单向阀打开，气体进入，从而使虹吸终止。

更巧妙的是利用虹吸实现“绿色”省电抽水。方法是用泵在初始状态下抽水，让水翻过最高点低于底缸水面后，可构成虹吸时停泵，利用虹吸自动抽水，在泵的吸水口做一个弯头，用弯头的高度控制希望抽出水位的高度，当水位低于吸水口时，空气进入，虹吸自然就停止了。见下图。
 
排水泵吸水口接了个“象鼻子”，它的最末端就是吸水的最终水位高度，希望高可以反过来朝上，还可以再增加一段延长。总之，希望最终水位在哪，末端就伸到那。就这么简单。

安全考虑
自问：排水泵一旦无法停止工作，或者突然断电，水抽到一半会不会停不住而抽干底缸造成无法循环使温度过高或过低最终危及主缸生物安全？
自答：排水泵如果不停，水位降到“象鼻子”以下，泵就抽不到水了，保证了抽水最不会过度；如果过程中突然抽水泵断电，由于有单向阀可自行解除虹吸，不会导致水被抽干，即便单向阀不正常工作无法破除虹吸，当水位到达“象鼻子”以下，虹吸也就自然解除了，保证了抽水量不会超限。

再说说补水：补水也是通过设置在补水缓冲缸内的泵，将预先调好盐度和温度的水通过上水管路泵送到底缸。这里也类似排水系统需要考虑虹吸现象，当底缸水位达到预先设置的高度后，通过停止补水泵来控制进入底缸的水量，不能因为虹吸使得更多的水继续流入底缸。设置单向阀的方法和排水系统类似。

最初考虑每星期换一次水，管路中存留盐水时间长了腐败变质，影响新水入缸质量。所以尝试了利用一根管路进行下水和上水，也就是先排水，让80升底缸水排出的过程中自然清洗管路，然后再将新水从缓冲缸通过这个已经被清洗干净的管路补回到底缸。于是设计了非常复杂的双排双放气系统，也就是管路的两头各安装一个泵，管路的末端分别设置电磁阀用以配合排/补水过程中的放气解除虹吸，效果非常好，实现了单管路全自动换水。不过，后来增加了蛋分自然排水至这一共用管路，而蛋分排出的脏水浓度太高，即便是80升的水预先清洗，补回的水依然有被污染的风险，因此还是放弃了单管共享方案，依然沿用了双管路设计。如果大家对这个单管路方案有兴趣，我日后再补充详细说明并上图。

关于在管子内存留1星期的新水是否会变质问题，从目前未实际测试仅凭观察看，未发现问题，未来还是会测一下NO3的数值来科学保证一下的。不过即便是夏天发生管路存水变质，我也考虑的备份方案，就是通过电磁阀将存留在管路中的水排掉，利用短时间补水泵工作让新水到达底缸之前冲洗一下管路后排掉，管路干净后在补水。目前这个设想还无需实施，待日后观察。

安全考虑
自问：补水泵一旦无法停止工作，或者突然断电，补水到一半会不会停不住而底缸溢出造成事故？
自答：首先计算好一周需要的补水量+换水量，把RO/DI浮球阀高度调整到刚好的位置，让补水缸的水不要过多，万一补水泵不能正常停止工作，即便是全部被补到底缸，也不会外溢；补水过程中一旦停电，由于有单向阀接除虹吸，不会造成补水过程失控，停泵补水就会停止。

说说我的特殊要求
 
电磁阀以及排水泵管路特殊的高度设计
 
背面图

之所以使用电磁阀，主要是希望通过排水过程中，利用虹吸抽干蛋分中的污水，而排水泵管路有一个倒U形回弯，也是考虑平时蛋分自然排水时，不至于污水从排水管三通流回底缸。它的工作原理是电磁阀关闭后抽水泵启动3秒，水从“背面图”看到的下水管排入预埋的下水管后，排水泵停止工作，同时电磁阀打开，下水管内形成虹吸负压，接在电磁阀后面管路末端的蛋分收集杯开始被抽取污水，当污水被抽完，空气进入管路，负压变为常压后虹吸解除，完成了自然蛋分排水过程。

如果看得细心的人可能会问，为何在后续的软件逻辑中不只有一次虹吸蛋分抽水过程？哈哈哈，恭喜你发现玄机了！设备投入使用后发现，使用的电磁阀反向承受的压力有限，即使是电磁阀关闭，反向压力较高时，依然会向蛋分侧漏水，使得蛋分收集杯被强行注水，基本上2分钟就会把收集杯注满，本想更换电磁阀为电动球阀，但查看球阀参数后发现阀的动作速度太慢（20秒），关闭尚有足够时间可以等待，但要利用它形成虹吸就太慢了。于是又考虑能否将错就错的利用这一现象，把注入蛋分收集杯的水当做清洗水，于是设计了多次抽排过程，通过实际使用，效果非常理想。 

不过这里还是有风险的，假如长期使用电磁阀泄漏量增加了，不到1分钟就把蛋分收集杯注满水，再继续注水就会导致大量污水外泄至底缸，那可就造成大事故了！之前曾考虑为了避免长时间不清理蛋分导致收集杯水满外溢，在蛋分收集杯盖子上增加一个浮子水位传感器。正好这两个风险可以通过一个传感器保护了，于是GHL主机可以接入的第4个传感器用上了。照片如下：
 


工程篇
先来看看几张挖地铺管的施工图片吧。
 
挖开地砖。大工程，地砖一块好的没剩，还好5、6年前装修用的地砖是主流产品，今天还能找到，否则这个工程就没法实施了。万幸。 

 
进入上下水处，在这里会设置补水/换水缓冲缸，RO/DI机也在此。

 
最终的出口会在这里

上图可以看到一共铺设了4根25管，两根深色的是上下水，白色的一根是RO/DI套管，里面穿了两根RO/DI管，另外一根是网线穿管，也穿了两根网线，为缓冲缸控制预留了PAB网络接口。

铺设管线的时候考虑的主要因素是要让鱼缸出口处高，末端进下水道处最低，这样才能够不在管路中存水而导致上星期换水剩在管子中的水腐败，这给工程施工提出了较高要求，因为15米的长度要想有足够的落差，需要尽可能的挖深，而挖的太深，入下水处就跑到下水管线的下面去了，反倒无法排水了，所以要精确计算每一米的落差，最终填埋管路前还要先试水和微调各处高度。

试水的方法是从入地处缓慢倒水入管，待出口水流基本结束后，用嘴堵住入水口用力吹气，如果管子出口有大量水排出，说明内有积水，需要再调整。

最终完成的出口处（填埋的时候一定要注意不能管子出口有歪斜）
 
管路的出口处，分别是下水、上水、RO/DI、网络。

 
缓冲缸和上下水管线。由于要增加手动和电磁阀控制水，所以留了地坑。

设备篇

待补充。。。。。。

软件编程篇
帖子太长，写在一个里面居然超长发送不了了，只能拆开在后面了

软件编程篇
 
最初设计的自动换水流程图，实施过程中有了一些调整

 
根据以上设计思路，将其转化为逻辑图，更贴近GHL的设计编程方法。后面我们会对这个逻辑图内容拆分具体介绍。

说到自动换水，GHL有一个AWC（Auto Water Change）已经把固定流程做好了，只要人为分步将高低水位传感器、主泵、蛋分、加热或制冷设备、排水泵、补水泵等与这个逻辑相关联，自动换水程序就会一气呵成的完成以前大缸的“噩梦”工作。具体逻辑关系如下：

高低限水位传感器：
 
自动换水之传感器设置

 
自动换水之定时器设置

以上二张图中第一张首先在最上方下拉菜单中选择“Water Change”，之后选择自动换水需要持续的时间，这主要和你排水、补水的时间有关，如果你的排水和补水泵选择较大，这个时间很短，我的两个泵都是2400L/M，整个过程仅不到5分钟就完成了。接下来是选择自动换水程序通过哪个定时来自动启动，所谓自动换水，当然要通过定时器启动了，否则也不能被称之为自动换水了。下面一张图片是定时器启动自动换水的设置，可以看到每星期日的12:30分，通过“Event Start（事件开始）”触发开始。还回到上一张图，这些确定后，重要的是选择自动换水程序根据哪两个传感器来实现排水和补水。我把1号传感器选择为Sensor1，2号对应Sensor2，那么2号传感器就要放置在底缸排水后的最低水位处，也就是排完水后，底缸还剩的水位，当排水水位达到2号传感器位置，浮球由原本浮在高点落到最低点时，内部电路触发GHL控制器，停止排水泵工作，完成自动换水之排水过程，转而启动补水泵，实现自动换水的补水过程；而1号传感器就要放置在底缸补水最高位置处，当补水使得底缸水位逐渐上升至该传感器，浮子由最低位置漂浮上升时，触发GHL控制器完成补水，停止补水泵，整个自动换水程序就算顺利完成了。

是不是很简单，GHL已经把排水和补水的转换对应关系已经做好了，那么我们在哪里来启动排水泵，之后又在哪里启动补水泵呢？别急，接下来慢慢说。

GHL的设备是分布式编程控制的，每个设备可独立选择对应的逻辑关系，按照特定适合自己的条件有序的工作，很像工业领域大量采用的PLC（可编程逻辑控制器Programmable Logic Controller），这种逻辑控制方式和电脑通用的编程方式有很大的不同，电脑编程思路通常是顺序过程思维，即：由上至下、由前至后。而PLC和GHL这种逻辑控制器，则是通过条件触发并行工作的方式，也就是只要条件满足，所有设备都可以在某一时刻同时工作。这对于编程者就有了更高的具有全面思考的要求，否则，很容易出现该动的不动而不该动的乱动造成事故。但这种逻辑控制系统对于多条件多被控对象而言，具有高效、灵活、实时性强，编程方式相对线程而言更明晰简单等的诸多优点。

为了将某一设备的逻辑关系考虑全面，特意在编程前画了逻辑图如下：
 
学过逻辑电路的人可以简单的理解上图的逻辑关系，其实即便你没有学过逻辑电路，看到符号中的英文（and与、or或、not非等），也很容易理解。这是自动换水的抽水泵逻辑关系，由于我利用这个泵产生虹吸，在自动换水排水前自动抽干蛋分内的污水，所以逻辑比较复杂。我来慢慢解释一下。

先来了解一下“or或”逻辑的真值表吧：
A、B为输入，O为输出。1为高电平（真），0为低电平（假）
输入 | 输出
A | B | O
-----------
0 | 0 | 0
0 | 1 | 1
1 | 0 | 1
1 | 1 | 1

自动换水之排水
首先我们看到左上部分第一行的Maintenance3与Drain Water1送入“or或”逻辑，意思是无论Maintenance3或者是Drain Water1谁为逻辑真（1），也就是被触发，输出G3上即为真（1、高电平），从而“3s Pulse”3秒延时器输入也就被置真（1、高电平），在“3s Pulse”输出端G18上就会产生一个3秒的持续高电平后复位为低电平，这3秒的高电平接着被送入另一个“or或”逻辑，不考虑其它输入，只要或逻辑输入有真，则输出G13上即为真，所以在“可控电源插板”的S11上就会产生一个3秒通电的过程，抽水泵也就可以启动3秒后停止。这个逻辑的目的是利用在手机客户端或者GHL Touch上人为按动Maintenance3，产生一个3秒的排水造成虹吸用于抽干蛋分中的污水，简单说就是半自动蛋分收集杯排水。

我们继续往下看。与Maintenance3同为输入的条件是Drain Water1，这个条件不是人为可以设置或者产生的，而是Water Change这个预置程序自己产生的，也就是当你启动Water Change自动换水后，Drain Water会被程序自动产生。当Drain Water1产生（真、1、高电平）后，我们可以看到它同时送入三个输入，第一个输入产生的输出和之前Maintenance3一样，也是让排水泵先工作3秒；第二个输入是送入“Delay On 60s”，也就是60秒后才在G19上产生高电平（真、1），类似上面的3秒延时器，这里是产生一个60秒的延时高电平，让抽水泵在之前工作3秒后，停止60-3=57秒后，再工作60秒停止；第三个输入类似第二个，是延时180秒后让泵再工作60秒停止。

经过以上过程的3秒抽水+57秒蛋分和底缸同时抽水+60秒底缸抽水和蛋分收集杯注水+60秒蛋分和底缸再抽水+60秒底缸抽水蛋分注水，底缸的水位会在最后60秒内达到水位下限，Water Change会停止Drain Water1逻辑，也就是Drain Water1为低电平（假、0），于是输出被立即置为低电平，抽水泵停止工作，蛋分收集杯内的水在虹吸作用下排净，完成自动换水之排水过程。

分布的逻辑编程如下：
 
 
 
上面三张图对应的是半自动蛋分抽水的逻辑，其实GHL把编程简化到拖拖鼠标选选单而已。

 
 
这两张图是自动抽水逻辑中的第二个分支

 
 
这两张是第三个分支

 
这是第二和第三分支合成输出

到此为止，自动换水之排水全部逻辑就完成了。由于我利用排水虹吸抽蛋分污水，所以逻辑比较复杂，正常程序应该很简单，下面我们介绍自动换水的补水过程。

由于购置了扩展盒、盐度传感器、温度传感器和增加了两个浮子水位传感器，因此将以上逻辑程序进行了升级，使得自动运行更加严谨可靠。具体见后续贴，链接如下：
【升级自动抽水逻辑】

自动换水之补水
 
自动补水
上图中多了一个“and与”逻辑，我们先来看一下它真值表：
输入 | 输出
--------------
A | B | O
0 | 0 | 0
0 | 1 | 0
1 | 0 | 0
1 | 1 | 1

我的自动补水逻辑比较复杂，涉及的输入条件比较多，包括通过Timer4定时每天4次补水，这4次补水会根据缸内盐度传感器检测的数值來确定补盐水还是RO/DI水，还包括向缓冲缸通过Timer5定时补水化盐用以自动换水准备等等，但涉及到自动换水的补水程序仅仅在上图的最下一段，逻辑很简单，就是当Fill Water(AWC Only)1为真（高电平、1）时，延时60秒用以等待排水虹吸抽完蛋分污水后，启动补水泵向底缸补水。随着底缸水位逐渐上升至浮子水位传感器1位置时，GHL预置的Water Change会自动终止Fill Water逻辑，最终完成全部自动换水程序。

逻辑程序如下：
 
 
以上是关于自动换水之补水编程逻辑

 
这是可控开关插排对应补水逻辑的编程选择

到此为止，自动换水的全部逻辑关系、编程等已经全部介绍完了。我们來总结一下。自动换水是GHL最具代表性的一个亮点，它通过预设的Water Change和Sensor1、2，配合可控开关插排控制排水和补水泵，代替人工自动实现繁重复杂的换水工作，为我们欣赏美丽的珊瑚创造了更加优雅舒适的氛围，真是科技改变生活呀！

最近新增加了远程扩展盒、温度和盐度传感器、2个浮子水位传感器等，准备将缓冲缸更加严谨的控制起来，避免因忘记或者错误的投放盐、水温未达标、亦或者缓冲缸水量不足等意外因素导致无法自动换水甚至更严重的事故发生，完成后我会继续补充在这里，敬请期待吧。 

待补充缓冲缸盐度、温度、水量控制。。。


自动换水时关联的设备：
主泵：
 
主泵在自动换水和底缸水位下限（传感器2真）时停止工作

蛋分：
 
在主泵工作120秒后且未对其进行维护时启动工作

加热或制冷设备：
 
 
加热和制冷设备只要在主泵工作水流循环后，满足各自的条件后，即工作。

增加了一些新设备，对新水缓冲缸的控制可以更加严谨

新水缓冲缸控制逻辑

该控制逻辑于20140101升级以解决化盐时钙镁结晶析出问题。

由于增加了扩展盒、温度和盐度传感器、两个浮子水位传感器，另外又增加了新水缓冲缸补水的电磁阀，因此增加了专门对其的控制逻辑。

新水缓冲缸加热逻辑
 
当自动换水开始后，“Drain Water1”产生，系统检测缓冲缸温度传感器如果低于设定值，则会使G25（Programmable Logic 25）输出为1（真、高电平），S21（Socket Functions 21）继电器吸合，使得加热器通电加热缓冲缸。

新水缓冲缸自动补水逻辑
在RO/DI通往新水缓冲缸之路上设置有一个电磁阀，该阀控制逻辑很简单，直接在Socket22上选择Conduct.(s)2 Decrease，即：新水缓冲缸盐度传感器2盐度调低（盐度高需要调低）为真，则启动该阀。之前在自动补水篇中介绍过RO/DI机启动逻辑中也有对应的通过新水缓冲缸盐度传感器2直接启动的设置。两个控制逻辑共同产生作用是：当盐度高，自动启动RO/DI机并开启电磁阀向新水缓冲缸补水。

新水缓冲缸搅拌逻辑
 
G25/S21为真（缓冲缸加热器通电后），使得G26/S20也为真，于是缓冲缸搅拌泵启动，使水循环加热。

自动化盐
搅拌泵启动还受另外一个环节的控制，那就是自动化盐。当缓冲缸水位降低后，人为将盐投入缸内，盐度传感器此时会检测到盐度高于设定值，在自动补水环节我们介绍过，系统会自动开启RO/DI机电源和缓冲缸管路上的电磁阀，为缓冲缸自动注水，当水位传感器6有信号输出后，表明此时水位高于搅拌泵（避免搅拌泵在无水环境中工作而烧毁），GHL主机会自动启动搅拌泵开始化盐。随化盐搅拌和不断RO/DI水的注入，盐度开始逐渐降低，当盐度达到系统设定值时，GHL主机会自动关断RO/DI电源和缓冲缸管路电磁阀，停止注水，搅拌泵也自动停止工作，完成整个自动注水化盐的过程。这个自动逻辑程序，大大简化了精确称重海盐和水量的过程，使得系统安全运转的可靠性进一步提高。

有了自动化盐的程序控制，如果自己不在家，为了让家人也可以简单投放合适的盐量，Excel做了水位对应投放盐量的快速查询表如下：
 
有了这个表格，不仅方便了自己，其他人也可以临时帮忙投放海盐了。

以上自动化盐控制方法经实际使用发现存在严重问题，2014年1月1日已经升级新控制逻辑

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