sistem kontrole klime u staklenicima

Ugradnja različite opreme za kontrolu životne sredine unutar staklenika i korišćenje sistema automatskog upravljanja za podešavanje unutrašnje mikroklime postalo je osnovni konsenzus među onima koji se bave uzgojem u stakleniku. Napredak tehnologije je beskrajan. Inovacija i unapređenje tehnologije kontrole životne sredine usko je povezano sa ažuriranjem i napretkom drugih tehnologija.

1. Sistem senzora

(1) Senzori Senzorni sistemi koji se koriste u uzgoju u staklenicima uključuju:

A. Gasno okruženje: temperatura, relativna vlažnost, sunčeva svjetlost, brzina vjetra, pritisak vjetra, koncentracija ugljičnog dioksida, itd.

B. Okruženje korijena: temperatura supstrata, pH vrijednost, EC vrijednost, koncentracija svake pojedinačne jone, sadržaj vlage u supstratu, itd.

C. Fiziološko stanje useva: temperatura lista, površina lista, ugao lista, sadržaj hlorofila, sadržaj šećera, koncentracija N, otvor stomata, gustina patogena itd.

(2) Zahtjevi performansi senzora Posebni zahtjevi performansi senzora koji se koriste u sistemu kontrole okoliša staklenika:

O. Opseg tačnosti je 25 procenata opsega zahteva kontrole

B. Može izdržati visoke temperature, visoku vlažnost i prašnjavo okruženje.

C. Senzorski rad senzora ne ometa rast useva. Na primjer, mjerenje temperature lista trebalo bi da se vrši skoro infracrvenom beskontaktnom tehnologijom, a kontaktne žice se ne mogu ubaciti u tijelo lista.

(3) Lokacija senzora

Postavljanje senzora je izuzetno važno. Mora biti reprezentativan i predstavljati stvarno okruženje useva u stakleniku. Na primjer, ako je mjerač vlage supstrata postavljen u posudu za biljke ili krevet za rast biljaka blizu prolaza, njegova mjerna vrijednost vlage će biti niska. S druge strane, postavljanje senzora ne bi trebalo da utiče na tačnost merenja zbog drugih objekata. Na primjer, ako na mjerač sunčeve svjetlosti utiče sjena zraka, izmjerena vrijednost će biti niska. Termometar je fiksiran na gredu i stub, a na izmerenu vrednost temperature lako utiče apsorpcija toplote i rasipanje toplote metalnog materijala.

(4) Održavanje senzora

Senzor temperature i vlažnosti treba izbjegavati direktnu sunčevu svjetlost. Iznad mjerača sunčeve svjetlosti mora postojati uređaj otporan na prašinu kako ne bi utjecao na valnu dužinu sunčeve svjetlosti i ugao odstupanja sunčeve svjetlosti. pH, vlaga i druge mjerne elektrode unutar medija moraju biti otporne na kiseline i lužine. Cjelokupni sistem mora imati uređaj za zaštitu od strujnog udara, koji može izdržati nagle promjene napona i vanjski statički elektricitet.

(5) Kalibracija senzora

Različiti senzori za okruženje staklenika kontrolišu izlazne struje ili naponske signale za jednostavno povezivanje sa industrijskim kontrolnim sistemima. Međutim, na performanse mjerenja senzora razvijenih na bazi električnih principa utiču nelinearnost, efekti histereze, fenomeni starenja itd., a njihova točnost i reproduktivnost se mijenjaju s okolinom i vremenom upotrebe. Stoga je potrebna redovna kalibracija kako bi se osigurala tačnost senzora. Izmjerene performanse su ispravno dostupne. S druge strane, potrebno je razmotriti da li je ugrađena formula senzora primjenjiva.

Preciznost senzora direktno utiče na uspeh ili neuspeh kontrolne operacije, ali operacija kalibracije senzora određuje njegove performanse merenja. Operacije kalibracije zahtijevaju korištenje standardnih supstanci ili uspostavljanje standardnog okruženja. Ovaj rad na uspostavljanju standarda kalibracije uspostavio je sistem u mjernoj industriji, koji se može uvesti za kalibraciju performansi senzora za kontrolu okoliša.

2. Kontrola operativnog sistema

Kontrolni sistem se sastoji od tri elementa: opreme za kontrolu životne sredine, senzorskog sistema i strategije upravljanja. Oprema za kontrolu okoline kao što su ventilatori podtlaka, ventilatori za unutrašnju cirkulaciju, zidovi za vodu, mašine za grejanje, alati za zamagljivanje, itd. Ako su performanse mehaničke opreme loše ili pokvare, funkcija regulacije životne sredine neće moći da igra. Stoga je osnovni posao kontrole okoliša staklenika redovno održavanje opreme. Posao koji treba obaviti uključuje provjeru stepena blokiranja mlaznice magle, provjeru zategnutosti remena ventilatora i održavanje raznih senzora.
2. Kontrola operativnog sistema

Kontrolni sistem se sastoji od tri elementa: opreme za kontrolu životne sredine, senzorskog sistema i strategije upravljanja. Oprema za kontrolu okoline kao što su ventilatori podtlaka, ventilatori za unutrašnju cirkulaciju, zidovi za vodu, mašine za grejanje, alati za zamagljivanje, itd. Ako su performanse mehaničke opreme loše ili pokvare, funkcija regulacije životne sredine neće moći da igra. Stoga je osnovni posao kontrole okoliša staklenika redovno održavanje opreme. Posao koji treba obaviti uključuje provjeru stepena blokiranja mlaznice magle, provjeru zategnutosti remena ventilatora i održavanje raznih senzora.

(2) Kontrola procesa

Karakteristika ove kontrolne strategije je upoređivanje jednog senzorskog signala sa višestrukim vrijednostima podešavanja, a zatim upravljanje različitim uređajima odvojeno. Na primjer, temperatura unutar staklenika se upoređuje sa postavljenom temperaturom niza za kontrolu grijaće mašine, unutrašnjeg cirkulacijskog ventilatora, vanjskog ventilatora negativnog tlaka, vodenog zida i magle u nizu.

Opseg greške kontrole je povezan sa performansama kontrolera.

(3) Kontrola mikroračunara

Koristeći računarsku snagu mikroračunara, mikroklima više sekcija ili više staklenika može se kontrolisati istovremeno. Još jedna karakteristika korištenja mikroračunara je da može snimiti i pohraniti senzorsku vrijednost mikroklime unutar i izvan staklenika i vrijeme djelovanja različite opreme za kontrolu okoliša, tako da menadžeri mogu pratiti prošli proces uzgoja. Budući da je ova vrsta opreme standardizirana, prijenos podataka se može lako izvesti.

(4) Integrisano upravljanje

Ova vrsta tehnologije upravljanja koristi računarsku snagu, podatke i kapacitet skladištenja podataka mikroračunara i sarađuje sa uspostavljanjem baze podataka marketinga usjeva za uspostavljanje računarskog sistema unutar kontrolnog sistema. Na osnovu ovog sistema analiziraju se podaci, a na osnovu prethodnih podataka o uzgoju vrši se procjena i sinteza, što postaje optimalna strategija kontrole. Koristeći ovu strategiju, kontrolni parametri mikroklime u stakleniku se ne postavljaju kao fiksne, već promjenjive vrijednosti. Način djelovanja takvih upravljačkih sistema ima različite nivoe:
A. Ciljajte na najbolje okruženje za rast usjeva: da usjevi rastu brže i najboljeg kvaliteta.

B. Ciljani troškovi rasta usjeva: Na primjer, podizanje temperature može učiniti da usjevi rastu brže i da se prodaju ranije. Međutim, dodaju se još troškovi energije, tako da korištenje integrirane kontrole načina rada može procijeniti najprikladnije parametre kontrole okoliša na osnovu uvjeta troškova i tržišnih cijena proizvoda, fokusirajući se na najbolji profit.

(5) Kontrola sistema znanja

Ovaj kontrolni sistem sadrži sistem znanja za "inteligentno" prosuđivanje, a rezultat ovog intelektualnog prosuđivanja se koristi kao kontrolna odluka za formulisanje kontrolnih parametara (kao što su temperatura, vlažnost, sunčeva svetlost, vlaga podloge, itd.), a zatim komanduje oprema za kontrolu životne sredine. Budući da sistem znanja može pokriti podatke o upravljanju, može se koristiti i za upravljanje opremom i upravljanje njom. Stoga se kontrolni sistem može koristiti i za kontrolu okoline staklenika i za kontrolu rada upravljanja proizvodnjom.

Sistem znanja obuhvata fiziološke modele izražene matematičkim formulama i stručne podatke obrađene logičkim programima. Sistem znanja se sastoji od niza baza podataka i matematičkih modela. Primjeri njegove primjene su sljedeći:
1. Kontrola okoliša staklenika

Korisnik unosi naziv kulture i sorte zasađene u stakleniku, a uslovi uzgoja ove sorte (dnevna i noćna temperatura, relativna vlažnost, količina svjetlosti, fotoperiod, srednja vlažnost, električna provodljivost, itd.) su unaprijed pohranjeni. u bazi podataka kultivacije sistema znanja. Ovo je okruženje Kontroliše podrazumevanu vrednost sistema. Ako se zadana vrijednost razlikuje od vrijednosti mjerenja mikroklime unutar staklenika, a vrijednost razlike je veća od vrijednosti kontrolne tolerancije odstupanja, sistem znanja koristi proračun mikroklime staklenika za kontrolu količine podešavanja i redoslijeda podešavanja opreme za kontrolu okoliša. S druge strane, ako su uslovi unutrašnje sredine blizu podrazumevane vrednosti, ali izmerena vrednost atmosferskog okruženja i proračun mikroklimatskog modela pokazuju da će spoljašnje okruženje uskoro uticati na unutrašnju mikroklimu, sistem znanja može aktivirati oprema za kontrolu okoliša unaprijed odgovoriti unaprijed, i izvršiti takve preliminarne Učio operacije kontrole okoliša.
Senzorskim podacima iz medijskog okruženja ili praćenjem štetočina na usjevima može se utvrditi da li je potrebno navodnjavanje usjeva, gnojenje i primjenu pesticida. Tokom obavljanja ovih operacija upravljanja, sistem kontrole životne sredine takođe može izvršiti odgovarajuća podešavanja, kao što je održavanje ventilacije i ubrzava isparavanje vode iznad listova.

Sistem znanja se može koristiti za preračunavanje troškova rada u slučaju promjene uslova troškova rada u stakleniku (na primjer, promjena troškova energije). Pod uslovom da se ne utiče na raspored nabavke na tržištu, parametri podešavanja kontrole životne sredine staklenika mogu se dalje prilagođavati.
Zbog promjena u tržišnim informacijama, kao što su zahtjevi za vrijeme isporuke ili kašnjenje, sistem znanja se može izračunati korištenjem fizioloških modela za određivanje uslova za kontrolu okoliša staklenika ili operacija gnojenja i vodosnabdijevanja pod zahtjevima prilagođavanja rasporeda proizvodnje. . promjene, koje se zatim koriste za ponovnu procjenu troškova proizvodnje.

Status proizvodnje usjeva ne dostigne tačku upravljanja kvalitetom proizvodnje ili se pojavljuju simptomi. Sistem znanja može koristiti prethodne mikroklimatske podatke staklenika i trenutno fiziološko stanje usjeva kako bi identificirao uzrok i riješio se. Na primjer, uzroci slabog rasta usjeva mogu se posebno kategorizirati

1. Okruženje za rast (vazdušno ili podzemno) nije pogodno za ovu sortu,

2. Metoda upravljanja nije prikladna (previše ili premalo vode i gnojiva),

3. Invazija bolesti i štetočina insekata ili uticaj virusa.
3. Relejna stanica

U gore navedenim kontrolnim operacijama, unutrašnji senzorski sistem staklenika, sistem znanja i kontroler zajedno čine relejnu stanicu za operacije kontrole okoline staklenika. Podaci koje prima ova relejna stanica uključuju podatke o atmosferskom okruženju koje prenosi centralni sistem upravljanja, vrijednost podešavanja mikroklime staklenika i parametre koje unose kontroler. Ovi eksterni podaci se upoređuju sa podacima o mikroklimi staklenika i podacima o fiziološkom stanju useva, a zatim se evaluiraju i upoređuju pomoću sistema znanja u kontroleru za kontrolu opreme za kontrolu životne sredine.
Karakteristika ovog tipa relejne stanice je da jedna relejna stanica kontroliše jednu ili više staklenika. Relejna stanica može primati podatke iz centralnog sistema upravljanja, kao i prenositi podatke senzora i kontrolne akcije svakog uređaja u centralni sistem upravljanja, ali ne prihvata komandni signal iz centralnog sistema upravljanja. Ova vrsta kontrolne funkcije leži u tome što samo operateri na licu mjesta mogu unositi komande, a udaljeno osoblje ne može se direktno uključiti u udaljene operacije.

Sistem upozorenja na nenormalan signal može se koristiti zajedno sa ovim sistemom relejnih stanica. A odgovorno osoblje može biti obaviješteno žičnom ili bežičnom komunikacijom

4. Prijenos signala i podataka

Prijenos podataka od relejne stanice do centralnog sistema upravljanja može se prenositi žičnim ili bežičnim putem. Budući da je prijenos podataka i podataka standardizirana operacija u industriji, može se direktno koristiti u sistemu kontrole okoliša staklenika.
5. Centralni sistem upravljanja

Ovaj centralni sistem upravljanja ima sljedeće funkcije:

1. Prikupite izmjerene podatke atmosferskog okruženja, snimite ih i pošaljite svakoj relejnoj stanici.

2. Prihvatite podatke o mikroklimi i informacije o radu opreme svakog staklenika koje prenosi svaka relejna stanica.

3. Na osnovu promena u uslovima operativnih troškova ili rasporeda rada, ugrađeni sistem znanja se koristi za proračun i evaluaciju, a unutrašnji parametri mikroklime i upravljački uslovi rada staklenika se ponovo određuju, a zatim šalju u relejnu stanicu , a zatim predati upravljačkom osoblju na unos i kontrolu prema sistemu lokalnih uslova.

4. Uporedite informacije o rastu useva koje se prikupljaju u određeno vreme i koristite tehnologiju kontrole kvaliteta da procenite da li ispunjava unapred određeni napredak rasta. Ako postoje razlike u svojstvima rasta i kvalitetu (kao što je sadržaj azotnog đubriva, dužina stabljike, itd.), prosudite na osnovu postojećih informacija o proizvodnom procesu i fizioloških podataka useva, kao referencu za prilagođavanje i upravljanje parametrima kontrole životne sredine.

5. Ugrađena web stranica sistema upravljanja može omogućiti administrativnim jedinicama kompanije da koriste mrežu za dobijanje relevantnih informacija o proizvodnji u različitim regionima. Status rasta usjeva može se pružiti kupcima koji se nalaze u nizu radi pregleda na mreži putem mreže.