šiltnamio klimato kontrolės sistema

Įvairios aplinkos kontrolės įrangos įrengimas šiltnamio viduje ir automatinės valdymo sistemos naudojimas vidaus mikroklimatui reguliuoti tapo pagrindiniu šiltnamių auginimu užsiimančių sutarimu. Technologijų pažanga yra begalinė. Aplinkos kontrolės technologijos inovacijos ir tobulinimas glaudžiai susiję su kitų technologijų atnaujinimu ir pažanga.

1. Jutimo sistema

(1) Sensoriai Sensorinės sistemos, naudojamos auginant šiltnamiuose, apima:

A. Dujų aplinka: temperatūra, santykinė drėgmė, saulės šviesa, vėjo greitis, vėjo slėgis, anglies dvideginio koncentracija ir kt.

B. Šaknų aplinka: substrato temperatūra, pH vertė, EC vertė, kiekviena atskira jonų koncentracija, substrato drėgmės kiekis ir kt.

C. Pasėlių fiziologinė būklė: lapų temperatūra, lapų plotas, lapų kampas, chlorofilo kiekis, cukraus kiekis, azoto koncentracija, dantų atsivėrimas, patogeno tankis ir kt.

(2) Jutiklių veikimo reikalavimai Specialūs šiltnamio aplinkos valdymo sistemoje naudojamų jutiklių veikimo reikalavimai:

A. Tikslumo diapazonas yra 25 procentai valdymo reikalavimų diapazono

B. gali atlaikyti aukštą temperatūrą, didelę drėgmę ir dulkėtą aplinką.

C. Jutiklio veikimas netrukdo pasėliams augti. Pavyzdžiui, lapų temperatūros matavimas turėtų būti atliekamas naudojant beveik infraraudonųjų spindulių bekontaktę technologiją, o kontaktiniai laidai negali būti įkišti į lapo korpusą.

(3) Jutiklio vieta

Jutiklio išdėstymas yra labai svarbus. Jis turi būti reprezentatyvus ir atspindėti tikrąją pasėlių aplinką šiltnamyje. Pavyzdžiui, jei substrato drėgmės matuoklis dedamas į augalų konteinerį arba augalų augimo lysvę arti praėjimo, jo drėgmės matavimo vertė bus maža. Kita vertus, jutiklio vieta neturėtų turėti įtakos matavimo tikslumui dėl kitų objektų. Pavyzdžiui, jei saulės spindulių matuoklį veikia spindulio šešėlis, išmatuota vertė bus maža. Termometras pritvirtintas prie sijos ir kolonėlės, o išmatuotą temperatūros vertę lengvai įtakoja metalinės medžiagos šilumos sugertis ir šilumos išsklaidymas.

(4) Jutiklių priežiūra

Temperatūros ir drėgmės jutiklis turi vengti tiesioginių saulės spindulių. Virš saulės spindulio matuoklio turi būti dulkėms atsparus įtaisas, kuris nepaveiktų saulės šviesos bangos ilgio ir saulės šviesos nuokrypio kampo. Terpės viduje esantys pH, drėgmės ir kiti matavimo elektrodai turi būti atsparūs rūgštims ir šarmams. Bendroje sistemoje turi būti apsaugos nuo elektros smūgio įtaisas, kuris atlaikytų staigius įtampos pokyčius ir išorinę statinę elektrą.

(5) Jutiklio kalibravimas

Įvairūs jutikliai, skirti šiltnamio aplinkai valdyti išėjimo srovės ar įtampos signalus, kad būtų lengva prijungti prie pramoninių valdymo sistemų. Tačiau elektros principais sukurtų jutiklių matavimo našumą veikia netiesiškumas, histerezės efektai, senėjimo reiškiniai ir kt., o jų tikslumas ir atkuriamumas kinta priklausomai nuo aplinkos ir naudojimo laiko. Todėl norint užtikrinti jutiklio tikslumą, reikia reguliariai kalibruoti. Išmatuotas našumas yra tinkamai prieinamas. Kita vertus, reikia pagalvoti, ar taikytina įmontuota jutiklio formulė.

Jutiklio tikslumas tiesiogiai įtakoja valdymo operacijos sėkmę ar nesėkmę, tačiau jutiklio kalibravimo operacija lemia jo matavimo efektyvumą. Kalibravimo operacijoms atlikti reikia naudoti standartines medžiagas arba sukurti standartinę aplinką. Šis kalibravimo standarto nustatymas matavimo pramonėje sukūrė sistemą, kurią galima įdiegti aplinkos valdymo jutiklių veikimo kalibravimui.

2. Valdykite operacinę sistemą

Valdymo sistemą sudaro trys elementai: aplinkos kontrolės įranga, jutimo sistema ir valdymo strategija. Aplinkos kontrolės įranga, pvz., neigiamo slėgio ventiliatoriai, vidinės cirkuliacijos ventiliatoriai, vandens sienelės, šildymo mašinos, rasojimo įrankiai ir kt. Jei mechaninės įrangos veikimas yra prastas arba sugenda, aplinkos reguliavimo funkcija negalės veikti. Todėl pagrindinis šiltnamio aplinkos kontrolės darbas yra nuolatinė įrangos priežiūra. Darbus, kuriuos reikia atlikti, sudaro rūko purkštuko blokavimo laipsnio patikrinimas, ventiliatoriaus diržo sandarumo patikrinimas, įvairių jutiklių priežiūra.
2. Valdykite operacinę sistemą

Valdymo sistemą sudaro trys elementai: aplinkos kontrolės įranga, jutimo sistema ir valdymo strategija. Aplinkos kontrolės įranga, pvz., neigiamo slėgio ventiliatoriai, vidinės cirkuliacijos ventiliatoriai, vandens sienelės, šildymo mašinos, rasojimo įrankiai ir kt. Jei mechaninės įrangos veikimas yra prastas arba sugenda, aplinkos reguliavimo funkcija negalės veikti. Todėl pagrindinis šiltnamio aplinkos kontrolės darbas yra nuolatinė įrangos priežiūra. Darbus, kuriuos reikia atlikti, sudaro rūko purkštuko blokavimo laipsnio patikrinimas, ventiliatoriaus diržo sandarumo patikrinimas, įvairių jutiklių priežiūra.

(2) Proceso valdymas

Šios valdymo strategijos bruožas yra lyginti vieną jutimo signalą su keliomis nustatymų reikšmėmis ir tada valdyti skirtingus įrenginius atskirai. Pavyzdžiui, temperatūra šiltnamio viduje lyginama su nustatyta masyvo temperatūra, skirta valdyti šildymo įrenginį, vidinį cirkuliacinį ventiliatorių, išorinį neigiamo oro slėgio ventiliatorių, vandens sienelę ir rūką.

Valdymo klaidų diapazonas yra susijęs su valdiklio veikimu.

(3) Mikrokompiuterio valdymas

Naudojant mikrokompiuterio skaičiavimo galią, vienu metu galima valdyti kelių sekcijų arba kelių šiltnamių mikroklimatą. Dar viena mikrokompiuterio naudojimo ypatybė yra ta, kad jis gali fiksuoti ir saugoti mikroklimato šiltnamio viduje ir išorėje jutimo vertę bei įvairios aplinkos kontrolės įrangos veikimo laiką, todėl vadovai gali sekti buvusį auginimo procesą. Kadangi šio tipo įranga yra standartizuota, duomenų perdavimą galima atlikti nesunkiai.

(4) Integruotas valdymas

Tokia valdymo technologija naudoja mikrokompiuterio skaičiavimo galią, duomenis ir duomenų saugojimo talpą ir bendradarbiauja su pasėlių rinkodaros duomenų bazės sukūrimu, kad būtų sukurta kompiuterinė sistema valdymo sistemoje. Remiantis šia sistema, duomenys analizuojami, o remiantis ankstesniais auginimo duomenimis atliekamas sprendimas ir sintezė, kuri tampa optimalia kontrolės strategija. Taikant šią strategiją, šiltnamio mikroklimato kontrolės parametrai nustatomi ne kaip pastovios, o kintamos reikšmės. Tokių valdymo sistemų veikimo būdas turi skirtingus lygius:
A. Siekite geriausios aplinkos pasėlių augimui: kad pasėliai augtų greičiau ir geriausios kokybės.

B. Tikslinės pasėlių augimo išlaidos: Pavyzdžiui, pakėlus temperatūrą, pasėliai gali greičiau užaugti ir būti parduoti anksčiau. Tačiau pridedama daugiau energijos sąnaudų, todėl naudojant integruotą režimo valdymą galima įvertinti tinkamiausius aplinkos kontrolės parametrus pagal sąnaudų sąlygas ir rinkos produktų kainas, orientuojantis į geriausią pelną.

(5) Žinių sistemos kontrolė

Šioje valdymo sistemoje yra žinių sistema, skirta „protingam“ sprendimui, o šio intelektualaus sprendimo rezultatas naudojamas kaip valdymo sprendimas suformuluoti valdymo parametrus (pvz., temperatūrą, drėgmę, saulės šviesą, substrato drėgmę ir kt.), o tada valdyti aplinkos kontrolės įranga. Kadangi žinių sistema gali apimti valdymo operacijos duomenis, ji taip pat gali būti naudojama įrangai valdyti ir valdyti. Todėl valdymo sistema gali būti naudojama tiek šiltnamio aplinkos kontrolei, tiek gamybos valdymo veiklos kontrolei.

Žinių sistema apima fiziologinius modelius, išreikštus matematinėmis formulėmis, ir loginėmis programomis apdorojamus profesinius duomenis. Žinių sistemą sudaro daugybė duomenų bazių ir matematinių modelių. Jos taikymo pavyzdžiai yra šie:
1. Šiltnamio aplinkos kontrolė

Vartotojas įveda šiltnamyje pasodintos kultūros ir veislės pavadinimą, o šios veislės auginimo sąlygos (dienos ir nakties temperatūra, santykinė oro drėgmė, šviesos kiekis, fotoperiodas, vidutinė drėgmė, elektrinis laidumas ir kt.) buvo iš anksto išsaugotos. žinių sistemos auginimo duomenų bazėje. Tai aplinka Valdo numatytąją sistemos reikšmę. Jei numatytoji vertė skiriasi nuo mikroklimato matavimo vertės šiltnamio viduje, o skirtumo vertė yra didesnė už kontrolinės tolerancijos nuokrypio vertę, žinių sistema naudoja šiltnamio mikroklimato modelio skaičiavimą, kad galėtų kontroliuoti aplinkos kontrolės įrangos reguliavimo dydį ir reguliavimo seką. Kita vertus, jei vidinės aplinkos sąlygos yra artimos numatytajai vertei, tačiau išmatuota atmosferos aplinkos vertė ir mikroklimato modelio skaičiavimas rodo, kad išorinė aplinka netrukus paveiks vidinį mikroklimatą, žinių sistema gali aktyvuoti aplinkos kontrolės įranga iš anksto reaguoti iš anksto ir atlikti tokį preliminarų Dėstė aplinkosaugos kontrolės operacijas.
Nustačius duomenis iš terpės aplinkos arba pasėlių kenkėjų stebėjimo, galima nustatyti, ar pasėlius reikia laistyti, tręšti ir naudoti pesticidus. Atlikdama šias valdymo operacijas, aplinkos kontrolės sistema taip pat gali atlikti atitinkamus reguliavimus, pvz., palaikyti vėdinimą ir pagreitinti vandens išgaravimą virš lapų.

Žinių sistema gali būti naudojama perskaičiuojant operacijų kaštus, pasikeitus eksploatavimo kaštų sąlygoms šiltnamyje (pavyzdžiui, pasikeitus energijos sąnaudoms). Neturint įtakos rinkos tiekimo grafikui, šiltnamio aplinkos kontrolės nustatymo parametrai gali būti toliau koreguojami.
Pasikeitus rinkos informacijai, pavyzdžiui, pristatymo laiko reikalavimų paankstinimas ar vėlavimas, žinių sistema gali būti skaičiuojama naudojant fiziologinius modelius, siekiant nustatyti šiltnamio aplinkos kontrolės arba tręšimo ir vandens tiekimo operacijų sąlygas pagal gamybos grafiko koregavimo reikalavimus. . pakeitimus, kurie vėliau naudojami gamybos sąnaudoms iš naujo įvertinti.

Augalininkystės būklė nepasiekia gamybos kokybės valdymo taško arba atsiranda simptomų. Žinių sistema gali naudoti ankstesnius šiltnamio mikroklimato duomenis ir dabartinę pasėlių fiziologinę būklę, kad nustatytų priežastį ir ją pašalintų. Pavyzdžiui, prasto pasėlių augimo priežastis galima suskirstyti į atskiras kategorijas

1. Augimo aplinka (oras ar požeminė) šiai veislei netinkama,

2. Netinkamas valdymo būdas (per daug arba per mažai vandens ir trąšų),

3. Ligų ir vabzdžių kenkėjų invazija arba viruso poveikis.
3. Relės stotis

Minėtose valdymo operacijose šiltnamio vidinė jutimo sistema, žinių sistema ir valdiklis kartu sudaro šiltnamio aplinkos kontrolės operacijų perdavimo stotį. Šios relinės stoties gaunami duomenys apima centrinės valdymo sistemos perduodamus atmosferos aplinkos duomenis, šiltnamio mikroklimato reguliavimo nustatymo reikšmę ir valdiklio įvestus parametrus. Šie išoriniai duomenys lyginami su šiltnamio mikroklimato duomenimis ir pasėlių fiziologinės būklės jutimo duomenimis, o tada įvertinami ir lyginami valdiklio žinių sistema, kad būtų galima valdyti aplinkos kontrolės įrangą.
Šio tipo reliavimo stočių ypatybė yra ta, kad viena perdavimo stotis valdo vieną ar kelis šiltnamio įrenginius. Relės stotis gali priimti duomenis iš centrinės valdymo sistemos, taip pat perduoti jutimo duomenis ir kiekvieno įrenginio valdymo veiksmus į centrinę valdymo sistemą, tačiau nepriima komandos signalo iš centrinės valdymo sistemos. Tokia valdymo funkcija yra ta, kad tik vietoje dirbantys operatoriai gali įvesti komandas, o nuotolinis personalas negali tiesiogiai dalyvauti nuotolinėje operacijoje.

Nenormalaus signalo įspėjimo sistema gali būti naudojama kartu su šia relės stoties sistema. O atsakingi darbuotojai gali būti informuoti laidiniu ar belaidžiu ryšiu

4. Signalų ir duomenų perdavimas

Duomenų perdavimas iš relinės stoties į centrinę valdymo sistemą gali būti perduodamas laidiniu arba belaidžiu būdu. Kadangi duomenų ir duomenų perdavimas pramonėje yra standartizuotas veiksmas, jis gali būti tiesiogiai naudojamas šiltnamio aplinkos valdymo sistemoje.
5. Centrinė valdymo sistema

Ši centrinė valdymo sistema atlieka šias funkcijas:

1. Surinkite išmatuotus atmosferos aplinkos duomenis, juos užrašykite ir nusiųskite į kiekvieną perdavimo stotį.

2. Priimti kiekvieno šiltnamio mikroklimato duomenis ir įrangos veikimo informaciją, perduodamą kiekvienos perdavimo stoties.

3. Atsižvelgiant į eksploatacijos sąnaudų sąlygų ar eksploatavimo grafikų pasikeitimus, skaičiavimui ir vertinimui naudojama įmontuota žinių sistema, iš naujo nustatomi šiltnamio vidaus mikroklimato parametrai ir valdymo eksploatavimo sąlygos, o po to siunčiami į perdavimo stotį. , o tada perduotas vadovaujančiam personalui įvesti ir valdyti pagal vietos sąlygų sistemą.

4. Palyginkite informaciją apie pasėlių augimą, surinktą kas fiksuotą kartą, ir naudokite kokybės kontrolės technologiją, kad įvertintumėte, ar ji atitinka iš anksto nustatytą augimo progresą. Jei yra augimo ypatybių ir kokybės skirtumų (pvz., azoto trąšų kiekis, stiebo ilgis ir kt.), spręskite remdamiesi esama gamybos proceso informacija ir pasėlių fiziologiniais duomenimis, kaip atskaitą koreguojant ir valdant aplinkos kontrolės parametrus.

5. Integruota valdymo sistemos svetainė gali suteikti įmonės administraciniams padaliniams galimybę naudotis tinklu atitinkamos gamybos informacijos gavimui skirtinguose regionuose. Pasėlių augimo būsena gali būti teikiama tolesniems klientams, kad jie galėtų žiūrėti internetu tinkle.