skleníkový systém kontroly klímy

Inštalácia rôznych zariadení na kontrolu prostredia vo vnútri skleníka a používanie automatického riadiaceho systému na úpravu vnútornej mikroklímy sa stalo základným konsenzom medzi tými, ktorí sa zaoberajú pestovaním v skleníkoch. Technologický pokrok je nekonečný. Inovácia a zlepšovanie technológie kontroly životného prostredia úzko súvisí s aktualizáciou a pokrokom iných technológií.

1. Systém snímania

(1) Senzory Systémy snímania používané pri pestovaní v skleníkoch zahŕňajú:

A. Plynné prostredie: teplota, relatívna vlhkosť, slnečné svetlo, rýchlosť vetra, tlak vetra, koncentrácia oxidu uhličitého atď.

B. Koreňové prostredie: teplota substrátu, hodnota pH, hodnota EC, koncentrácia každého jednotlivého iónu, vlhkosť substrátu atď.

C. Fyziologický stav plodín: teplota listov, listová plocha, uhol listu, obsah chlorofylu, cukornatosť, koncentrácia N, otvorenie prieduchov, hustota patogénov atď.

(2) Požiadavky na výkon snímačov Špeciálne požiadavky na výkon snímačov používaných v systéme kontroly prostredia skleníka:

Odpoveď: Rozsah presnosti je 25 percent rozsahu požiadaviek na ovládanie

B. Odolá vysokej teplote, vysokej vlhkosti a prašnému prostrediu.

C. Činnosť snímania snímača nebráni rastu plodín. Napríklad meranie teploty listu by sa malo vykonávať bezdotykovou technológiou v blízkej infračervenej oblasti a do tela listu nie je možné vložiť trolejové drôty.

(3) Umiestnenie snímača

Umiestnenie snímača je mimoriadne dôležité. Musí byť reprezentatívny a reprezentovať skutočné prostredie plodín vo vnútri skleníka. Napríklad, ak je merač vlhkosti substrátu umiestnený v nádobe na rastliny alebo na pestovateľskom záhone blízko uličky, jeho hodnota merania vlhkosti bude nízka. Na druhej strane by umiestnenie senzora nemalo ovplyvniť presnosť merania kvôli iným objektom. Napríklad, ak je merač slnečného svitu ovplyvnený tieňom lúča, nameraná hodnota bude nízka. Teplomer je upevnený na nosníku a stĺpiku a nameraná hodnota teploty je ľahko ovplyvnená absorpciou tepla a rozptylom tepla kovového materiálu.

(4) Údržba snímačov

Snímač teploty a vlhkosti by sa mal vyhýbať priamemu slnečnému žiareniu. Nad meračom slnečného svitu musí byť prachotesné zariadenie, aby neovplyvňovalo vlnovú dĺžku slnečného svetla a uhol odchýlky slnečného žiarenia. Elektródy na meranie pH, vlhkosti a iné meracie elektródy vo vnútri média musia byť odolné voči kyselinám a zásadám. Celý systém musí mať zariadenie na ochranu pred úrazom elektrickým prúdom, ktoré dokáže odolať náhlym zmenám napätia a externej statickej elektrine.

(5) Kalibrácia snímača

Rôzne senzory pre skleníkové prostredie riadia výstupné prúdové alebo napäťové signály pre jednoduché prepojenie s priemyselnými riadiacimi systémami. Výkon merania snímačov vyvinutých na základe elektrických princípov je však ovplyvnený nelinearitou, hysteréznymi efektmi, javmi starnutia atď. a ich presnosť a reprodukovateľnosť sa mení s prostredím a časom používania. Na zabezpečenie presnosti snímača je preto potrebná pravidelná kalibrácia. Nameraný výkon je správne dostupný. Na druhej strane je potrebné zvážiť, či je zabudovaný vzorec snímača použiteľný.

Presnosť snímača priamo ovplyvňuje úspešnosť alebo neúspech riadiacej operácie, ale kalibračná operácia snímača určuje jeho merací výkon. Kalibračné operácie vyžadujú použitie štandardných látok alebo vytvorenie štandardného prostredia. Táto práca na vytvorení kalibračného štandardu vytvorila systém v meracom priemysle, ktorý možno zaviesť na výkonovú kalibráciu senzorov kontroly prostredia.

2. Ovládanie operačného systému

Riadiaci systém sa skladá z troch prvkov: zariadenia na kontrolu prostredia, snímacieho systému a stratégie riadenia. Zariadenia na kontrolu prostredia, ako sú podtlakové ventilátory, ventilátory s vnútorným obehom, vodné steny, vykurovacie stroje, nástroje na zahmlievanie atď. Ak je výkon mechanického zariadenia slabý alebo zlyhá, funkcia regulácie životného prostredia nebude schopná hrať. Preto základnou prácou pri kontrole prostredia skleníka je pravidelná údržba zariadenia. Práca, ktorú je potrebné vykonať, zahŕňa kontrolu stupňa blokovania hmlovej trysky, kontrolu tesnosti remeňa ventilátora a údržbu rôznych snímačov.
2. Ovládanie operačného systému

Riadiaci systém sa skladá z troch prvkov: zariadenia na kontrolu prostredia, snímacieho systému a stratégie riadenia. Zariadenia na kontrolu prostredia, ako sú podtlakové ventilátory, ventilátory s vnútorným obehom, vodné steny, vykurovacie stroje, nástroje na zahmlievanie atď. Ak je výkon mechanického zariadenia slabý alebo zlyhá, funkcia regulácie životného prostredia nebude schopná hrať. Preto základnou prácou pri kontrole prostredia skleníka je pravidelná údržba zariadenia. Práca, ktorú je potrebné vykonať, zahŕňa kontrolu stupňa blokovania hmlovej trysky, kontrolu tesnosti remeňa ventilátora a údržbu rôznych snímačov.

(2) Kontrola procesu

Funkciou tejto riadiacej stratégie je porovnávať jeden snímaný signál s viacerými hodnotami nastavenia a potom ovládať rôzne zariadenia samostatne. Napríklad teplota vo vnútri skleníka sa porovnáva s nastavenou teplotou sústavy na ovládanie vykurovacieho stroja, vnútorného cirkulačného ventilátora, vonkajšieho podtlakového ventilátora, vodnej steny a hmly v poradí.

Chybový rozsah regulácie súvisí s výkonom regulátora.

(3) Mikropočítačové riadenie

Pomocou výpočtového výkonu mikropočítača možno súčasne ovládať mikroklímu viacerých sekcií alebo viacerých skleníkov. Ďalšou vlastnosťou použitia mikropočítača je to, že dokáže zaznamenávať a ukladať hodnoty snímania mikroklímy vo vnútri a mimo skleníka a čas pôsobenia rôznych zariadení na kontrolu životného prostredia, takže manažéri môžu sledovať minulý kultivačný proces. Keďže tento typ zariadenia je štandardizovaný, prenos dát je možné jednoducho vykonávať.

(4) Integrované ovládanie

Tento druh riadiacej technológie využíva výpočtový výkon, dátovú a dátovú kapacitu mikropočítača a spolupracuje so zriadením databázy marketingu plodín na vytvorenie výpočtového systému v rámci riadiaceho systému. Na základe tohto systému sa údaje analyzujú a na základe predchádzajúcich kultivačných údajov sa urobí úsudok a syntéza, čo sa stáva optimálnou stratégiou kontroly. Pomocou tejto stratégie nie sú regulačné parametre mikroklímy v skleníku nastavené ako fixné, ale premenlivé hodnoty. Spôsob pôsobenia takýchto riadiacich systémov má rôzne úrovne:
Odpoveď: Zamerajte sa na najlepšie prostredie pre rast plodín: aby plodiny rástli rýchlejšie a v najlepšej kvalite.

B. Cieľové náklady na rast plodín: Napríklad zvýšenie teploty môže spôsobiť, že plodiny budú rásť rýchlejšie a budú sa predávať skôr. Pridávajú sa však ďalšie náklady na energiu, takže použitie integrovaného riadenia režimu môže vyhodnotiť najvhodnejšie parametre environmentálnej kontroly na základe nákladových podmienok a trhových cien produktov so zameraním na najlepší zisk.

(5) Riadenie znalostného systému

Tento riadiaci systém obsahuje znalostný systém pre „spravodajský“ úsudok a výsledok tohto intelektuálneho úsudku sa používa ako kontrolné rozhodnutie na formulovanie riadiacich parametrov (ako je teplota, vlhkosť, slnečné svetlo, vlhkosť substrátu atď.) a potom príkazy zariadenia na kontrolu životného prostredia. Keďže znalostný systém dokáže pokryť údaje riadiacej operácie, môže sa použiť aj na velenie a riadenie zariadenia. Preto je možné riadiaci systém použiť ako na kontrolu prostredia skleníka, tak aj na riadenie prevádzky riadenia výroby.

Znalostný systém zahŕňa fyziologické modely vyjadrené matematickými vzorcami a odborné dáta spracované logickými programami. Znalostný systém pozostáva zo série databáz a matematických modelov. Príklady jeho aplikácie sú nasledovné:
1. Kontrola prostredia skleníka

Používateľ zadá názov plodiny a odrody vysadenej v skleníku a podmienky pestovania tejto odrody (denná a nočná teplota, relatívna vlhkosť, množstvo svetla, fotoperióda, stredná vlhkosť, elektrická vodivosť atď.) sú vopred uložené. v pestovateľskej databáze znalostného systému. Toto je prostredie Riadi predvolenú hodnotu systému. Ak sa predvolená hodnota líši od hodnoty merania mikroklímy vo vnútri skleníka a hodnota rozdielu je vyššia ako hodnota odchýlky tolerancie kontroly, znalostný systém používa výpočet modelu mikroklímy skleníka na riadenie množstva úpravy a postupnosti úpravy zariadenia na kontrolu prostredia. Na druhej strane, ak sú vnútorné podmienky prostredia blízke predvolenej hodnote, ale nameraná hodnota atmosférického prostredia a výpočet modelu mikroklímy ukazujú, že vonkajšie prostredie čoskoro ovplyvní vnútornú mikroklímu, znalostný systém môže aktivovať tzv. zariadenia na kontrolu životného prostredia v predstihu reagovať v predstihu, a vykonávať takéto predbežné Učil činnosti kontroly životného prostredia.
Snímanie údajov z prostredia médií alebo monitorovanie škodcov plodín môže určiť, či je potrebné plodiny zavlažovať, hnojiť a používať pesticídy. Počas vykonávania týchto riadiacich operácií môže systém environmentálnej kontroly vykonať aj zodpovedajúce úpravy, ako je udržiavanie vetrania a urýchľuje odparovanie vody nad listami.

Znalostný systém je možné použiť na prepočet nákladov na prevádzku v prípade meniacich sa nákladových podmienok prevádzky v skleníku (napríklad zmeny nákladov na energie). Za podmienky neovplyvnenia harmonogramu dodávok na trh je možné ďalej upravovať parametre nastavenia kontroly prostredia skleníka.
Vzhľadom na zmeny v trhových informáciách, ako je predstih alebo oneskorenie požiadaviek na dodaciu lehotu, je možné znalostný systém vypočítať pomocou fyziologických modelov na určenie podmienok na kontrolu prostredia skleníka alebo hnojenie a zásobovanie vodou podľa požiadaviek úpravy výrobného plánu. . zmeny, ktoré sa potom použijú na prehodnotenie výrobných nákladov.

Stav produkcie plodín nedosahuje bod riadenia kvality produkcie alebo sa objavia symptómy. Znalostný systém dokáže použiť minulé údaje o mikroklíme skleníka a aktuálny fyziologický stav plodiny na identifikáciu príčiny a riešenie. Napríklad príčiny slabého rastu plodín možno kategorizovať samostatne

1. Rastové prostredie (vzduch alebo podzemie) nie je vhodné pre túto odrodu,

2. Spôsob hospodárenia nie je vhodný (príliš veľa alebo málo vody a hnojív),

3. Invázia chorôb a hmyzích škodcov alebo vplyv vírusov.
3. Reléová stanica

Vo vyššie uvedených kontrolných operáciách vnútorný snímací systém skleníka, znalostný systém a ovládač spolu tvoria prenosovú stanicu pre operácie kontroly prostredia skleníka. Údaje prijaté touto prenosovou stanicou zahŕňajú údaje o atmosférickom prostredí prenášané centrálnym riadiacim systémom, hodnotu nastavenia mikroklímy skleníka a parametre zadávané regulátorom. Tieto externé údaje sa porovnávajú s údajmi o mikroklíme skleníka a údajmi zo snímania fyziologického stavu plodín a potom sa vyhodnocujú a porovnávajú znalostným systémom v riadiacej jednotke na ovládanie zariadenia na kontrolu prostredia.
Charakteristickým znakom tohto typu reléovej stanice je, že jedna reléová stanica riadi jednu alebo niekoľko skleníkových jednotiek. Reléová stanica môže prijímať údaje z centrálneho riadiaceho systému a tiež prenášať údaje zo snímania a riadiace činnosti každého zariadenia do centrálneho riadiaceho systému, ale neprijíma príkazový signál z centrálneho riadiaceho systému. Tento druh riadiacej funkcie spočíva v tom, že príkazy môžu zadávať iba operátori na mieste a vzdialený personál sa nemôže priamo zapojiť do diaľkových operácií.

Varovný systém abnormálneho signálu možno použiť v spojení s týmto systémom reléovej stanice. A zodpovedný personál môže byť informovaný prostredníctvom káblovej alebo bezdrôtovej komunikácie

4. Prenos signálu a dát

Prenos údajov z prenosovej stanice do centrálneho riadiaceho systému sa môže prenášať káblovými alebo bezdrôtovými prostriedkami. Keďže prenos údajov a údajov je v priemysle štandardizovaná operácia, možno ho priamo použiť v systéme kontroly prostredia skleníka.
5. Centrálny riadiaci systém

Tento centrálny riadiaci systém má nasledujúce funkcie:

1. Zozbierajte namerané údaje o atmosférickom prostredí, zaznamenajte ich a odošlite do každej reléovej stanice.

2. Prijmite údaje o mikroklíme a informácie o činnosti zariadenia každého skleníka vysielané každou prenosovou stanicou.

3. Na základe zmien prevádzkových nákladových podmienok alebo prevádzkových plánov sa na výpočet a vyhodnotenie použije zabudovaný znalostný systém a nanovo sa určia parametre vnútornej mikroklímy a prevádzkové podmienky riadenia skleníka a následne sa odošle do reléovej stanice a potom odovzdané riadiacemu personálu na vstup a kontrolu podľa systému miestnych podmienok.

4. Porovnajte informácie o raste plodín zhromaždené v každom pevnom čase a použite technológiu kontroly kvality na vyhodnotenie, či spĺňa vopred stanovený rast. Ak existujú rozdiely v rastových vlastnostiach a kvalite (ako je obsah dusíkatých hnojív, dĺžka stonky atď.), posúďte na základe existujúcich informácií o výrobnom procese a fyziologických údajov o plodine, ktoré slúžia ako referencia pre úpravu a riadenie parametrov kontroly životného prostredia.

5. Zabudovaná webová stránka systému riadenia môže poskytnúť administratívnym jednotkám spoločnosti možnosť využívať sieť na získanie relevantných informácií o výrobe v rôznych regiónoch. Stav rastu plodín možno poskytnúť následným zákazníkom na online prezeranie cez sieť.