skleníkový systém řízení klimatu

Mar 05, 2023

Zanechat vzkaz

Instalace různých zařízení pro kontrolu prostředí uvnitř skleníku a používání automatického řídicího systému pro úpravu vnitřního mikroklimatu se stalo základním konsensem mezi těmi, kdo se zabývají skleníkovým pěstováním. Technologický pokrok je nekonečný. Inovace a zlepšování technologie kontroly životního prostředí úzce souvisí s aktualizací a pokrokem ostatních technologií.

1. Snímací systém

(1) Senzory Snímací systémy používané při pěstování ve skleníku zahrnují:

A. Plynné prostředí: teplota, relativní vlhkost, sluneční záření, rychlost větru, tlak větru, koncentrace oxidu uhličitého atd.

B. Kořenové prostředí: teplota substrátu, hodnota pH, hodnota EC, koncentrace jednotlivých iontů, vlhkost substrátu atd.

C. Fyziologický stav plodin: teplota listů, listová plocha, úhel listu, obsah chlorofylu, cukernatost, koncentrace N, otvor průduchů, hustota patogenů atd.

(2) Požadavky na výkon snímačů Zvláštní požadavky na výkon snímačů používaných v systému kontroly prostředí skleníku:

Odpověď: Rozsah přesnosti je 25 procent rozsahu požadavků na ovládání

B. Odolává vysoké teplotě, vysoké vlhkosti a prašnému prostředí.

C. Činnost snímače nebrání růstu plodin. Například měření teploty listu by mělo být prováděno bezkontaktní technologií blízkého infračerveného záření a do těla listu nelze vkládat troleje.

(3) Umístění senzoru

Umístění senzoru je nesmírně důležité. Musí být reprezentativní a reprezentovat skutečné prostředí plodin uvnitř skleníku. Pokud je například vlhkoměr substrátu umístěn v nádobě na rostliny nebo na rostlinném záhonu blízko uličky, bude jeho hodnota měření vlhkosti nízká. Na druhou stranu by umístění senzoru nemělo mít vliv na přesnost měření kvůli jiným objektům. Pokud je například měřič slunečního svitu ovlivněn stínem paprsku, naměřená hodnota bude nízká. Teploměr je upevněn na nosníku a sloupku a naměřená hodnota teploty je snadno ovlivněna absorpcí tepla a odvodem tepla kovového materiálu.

(4) Údržba snímačů

Snímač teploty a vlhkosti by se měl vyhýbat přímému slunečnímu záření. Nad měřičem slunečního svitu musí být prachotěsné zařízení, aby neovlivňovalo vlnovou délku slunečního světla a úhel odchylky slunečního světla. Elektrody pro měření pH, vlhkosti a další měřicí elektrody uvnitř média musí být odolné vůči kyselinám a zásadám. Celý systém musí mít zařízení na ochranu před úrazem elektrickým proudem, které vydrží náhlé změny napětí a vnější statickou elektřinu.

(5) Kalibrace snímače

Různé senzory pro skleníkové prostředí řídí výstupní proudové nebo napěťové signály pro snadné propojení s průmyslovými řídicími systémy. Výkon měření senzorů vyvinutých na základě elektrických principů je však ovlivněn nelinearitou, hysterezními jevy, jevy stárnutí atd. a jejich přesnost a reprodukovatelnost se mění s prostředím a dobou používání. Pro zajištění přesnosti snímače je proto nutná pravidelná kalibrace. Naměřený výkon je správně dostupný. Na druhou stranu je nutné zvážit, zda je vestavěný vzorec senzoru použitelný.

Přesnost snímače přímo ovlivňuje úspěch nebo neúspěch kontrolní operace, ale kalibrační operace snímače určuje jeho měřicí výkon. Kalibrační operace vyžadují použití standardních látek nebo vytvoření standardního prostředí. Tato práce na vytvoření kalibračního standardu vytvořila systém v měřicím průmyslu, který lze zavést pro výkonnostní kalibraci senzorů kontroly prostředí.

2. Ovládání operačního systému

Řídicí systém se skládá ze tří prvků: zařízení pro kontrolu prostředí, snímací systém a strategie řízení. Zařízení pro kontrolu prostředí, jako jsou podtlakové ventilátory, vnitřní cirkulační ventilátory, vodní stěny, topné stroje, zamlžovací nástroje atd. Pokud je výkon mechanického zařízení špatný nebo selže, funkce regulace prostředí nebude moci hrát. Proto je základní prací při kontrole prostředí skleníku pravidelná údržba zařízení. Práce, které je třeba provést, zahrnují kontrolu stupně zablokování mlhové trysky, kontrolu těsnosti řemene ventilátoru a údržbu různých senzorů.
2. Ovládání operačního systému

(2) Řízení procesu

Funkce této řídicí strategie je porovnat jeden snímaný signál s více hodnotami nastavení a poté ovládat různá zařízení samostatně. Například teplota uvnitř skleníku se porovnává s nastavenou teplotou pole pro řízení topného stroje, vnitřního cirkulačního ventilátoru, externího podtlakového ventilátoru, vodní stěny a mlhy v sekvenci.

Rozsah chyb řízení souvisí s výkonem ovladače.

(3) Řízení mikropočítačem

Pomocí výpočetního výkonu mikropočítače lze současně ovládat mikroklima více sekcí nebo více skleníků. Dalším rysem používání mikropočítače je to, že může zaznamenávat a ukládat snímanou hodnotu mikroklimatu uvnitř i vně skleníku a dobu působení různých zařízení pro kontrolu prostředí, takže manažeři mohou sledovat minulý proces pěstování. Protože je tento typ zařízení standardizován, lze snadno provádět přenos dat.

(4) Integrované ovládání

Tento druh řídicí technologie využívá výpočetní výkon, kapacitu pro ukládání dat a dat mikropočítače a spolupracuje se zřízením databáze marketingu plodin na vytvoření výpočetního systému uvnitř řídicího systému. Na základě tohoto systému jsou data analyzována a úsudek a syntéza jsou prováděny na základě předchozích kultivačních dat, která se stávají optimální kontrolní strategií. Pomocí této strategie nejsou regulační parametry mikroklimatu ve skleníku nastaveny jako pevné hodnoty, ale proměnné. Způsob působení takových řídicích systémů má různé úrovně:
A. Zaměřte se na nejlepší prostředí pro růst plodin: aby plodiny rostly rychleji a v nejlepší kvalitě.

B. Cílové náklady na růst plodin: Například zvýšení teploty může způsobit rychlejší růst plodin a jejich dřívější prodej. Přidávají se však další náklady na energii, takže použití integrovaného řízení režimu může vyhodnotit nejvhodnější parametry řízení prostředí na základě nákladových podmínek a tržních cen produktů se zaměřením na nejlepší zisk.

(5) Řízení znalostního systému

Tento řídicí systém obsahuje znalostní systém pro „inteligenční“ úsudek a výsledek tohoto intelektuálního úsudku se používá jako kontrolní rozhodnutí pro formulování kontrolních parametrů (jako je teplota, vlhkost, sluneční světlo, vlhkost substrátu atd.) a následné příkazy zařízení pro kontrolu prostředí. Vzhledem k tomu, že znalostní systém může pokrýt data řídící operace, může být také použit k ovládání a řízení zařízení. Proto lze řídicí systém použít jak pro řízení skleníkového prostředí, tak pro řízení provozu řízení výroby.

Znalostní systém zahrnuje fyziologické modely vyjádřené matematickými vzorci a odborná data zpracovaná logickými programy. Znalostní systém se skládá z řady databází a matematických modelů. Příklady jeho aplikace jsou následující:
1. Kontrola prostředí skleníků

Uživatel zadá název plodiny a odrůdy vysazené ve skleníku a podmínky pěstování této odrůdy (denní a noční teplota, relativní vlhkost, množství světla, fotoperioda, střední vlhkost, elektrická vodivost atd.) jsou předem uloženy. v kultivační databázi znalostního systému. Toto je prostředí Řídí výchozí hodnotu systému. Pokud se výchozí hodnota liší od hodnoty měření mikroklimatu uvnitř skleníku a hodnota rozdílu je vyšší než hodnota odchylky kontrolní tolerance, znalostní systém použije výpočet modelu mikroklimatu skleníku k řízení množství úprav a sekvence úprav zařízení pro kontrolu prostředí. Na druhou stranu, pokud se vnitřní podmínky prostředí blíží výchozí hodnotě, ale naměřená hodnota atmosférického prostředí a výpočet modelu mikroklimatu ukazují, že vnější prostředí brzy ovlivní vnitřní mikroklima, může znalostní systém aktivovat zařízení pro kontrolu životního prostředí v předstihu reagovat v předstihu, a provádět takové předběžné Učil činnosti kontroly životního prostředí.
Snímání dat z prostředí médií nebo monitorování škůdců plodin může určit, zda je třeba plodiny zavlažovat, hnojit a používat pesticidy. Při provádění těchto řídících operací může systém kontroly prostředí také provádět odpovídající úpravy, jako je udržování ventilace a urychlení odpařování vody nad listy.

Znalostní systém lze využít k přepočtu nákladů na provoz v případě měnících se provozních nákladových podmínek ve skleníku (například změny nákladů na energie). Za podmínky neovlivnění harmonogramu dodávek na trh lze dále upravit parametry nastavení řízení skleníkového prostředí.
Vzhledem ke změnám informací na trhu, jako je předstih nebo zpoždění požadavků na dodací lhůty, lze znalostní systém vypočítat pomocí fyziologických modelů pro stanovení podmínek pro řízení skleníkového prostředí nebo hnojení a zásobování vodou podle požadavků na úpravu výrobního plánu . změny, které se následně použijí k přehodnocení výrobních nákladů.

Stav rostlinné produkce nedosahuje bodu řízení kvality produkce nebo se objevují příznaky. Znalostní systém dokáže použít minulá data o mikroklimatu skleníku a aktuální fyziologický stav plodiny k identifikaci příčiny a řešení. Například příčiny špatného růstu plodin lze kategorizovat samostatně

1. Růstové prostředí (vzduch nebo podzemí) není pro tuto odrůdu vhodné,

2. Způsob hospodaření není vhodný (příliš mnoho nebo příliš málo vody a hnojiva),

3. Invaze chorob a hmyzích škůdců nebo dopad virů.
3. Reléová stanice

Ve výše uvedených kontrolních operacích vnitřní snímací systém skleníku, systém znalostí a kontrolér společně tvoří přenosovou stanici pro operace kontroly prostředí skleníku. Data přijatá touto přenosovou stanicí zahrnují údaje o atmosférickém prostředí přenášené centrálním řídicím systémem, hodnotu nastavení mikroklimatu skleníku a parametry zadané ovladačem. Tyto externí údaje jsou porovnávány s údaji o skleníkovém mikroklimatu a údaji o fyziologickém stavu plodin a poté vyhodnocovány a porovnávány znalostním systémem v řídicí jednotce pro řízení zařízení pro kontrolu prostředí.
Charakteristickým rysem tohoto typu přenosové stanice je, že jedna přenosová stanice řídí jednu nebo několik skleníkových jednotek. Přenosová stanice může přijímat data z centrálního řídicího systému a také přenášet snímaná data a řídicí akce každého zařízení do centrálního řídicího systému, ale nepřijímá příkazový signál z centrálního řídicího systému. Tento druh řídicí funkce spočívá v tom, že příkazy mohou zadávat pouze operátoři na místě a vzdálený personál se nemůže přímo zapojit do vzdálených operací.

Varovný systém abnormálního signálu lze použít ve spojení s tímto systémem reléové stanice. A odpovědní pracovníci mohou být informováni prostřednictvím drátové nebo bezdrátové komunikace

4. Přenos signálu a dat

Přenos dat z přenosové stanice do centrálního řídicího systému může být přenášen kabelovými nebo bezdrátovými prostředky. Vzhledem k tomu, že přenos dat a dat je v průmyslu standardizovanou operací, lze jej přímo použít v systému řízení skleníkového prostředí.
5. Centrální systém řízení

Tento systém centrální správy má následující funkce:

1. Shromážděte naměřená data atmosférického prostředí, zaznamenejte je a odešlete do každé reléové stanice.

2. Přijměte údaje o mikroklimatu a informace o činnosti zařízení každého skleníku přenášené každou přenosovou stanicí.

3. Na základě změn podmínek provozních nákladů nebo provozních plánů se pro výpočet a vyhodnocení použije vestavěný znalostní systém a znovu se stanoví parametry vnitřního mikroklimatu a provozní podmínky řízení skleníku a poté se odešlou do přepojovací stanice a poté předán řídícímu personálu ke vstupu a kontrole podle systému místních podmínek.

4. Porovnejte informace o růstu plodin shromážděné v každém stanoveném čase a použijte technologii kontroly kvality k vyhodnocení, zda odpovídá předem stanovenému postupu růstu. Pokud existují rozdíly v růstových znacích a kvalitě (jako je obsah dusíkatých hnojiv, délka stonku atd.), posuďte na základě stávajících informací o výrobním procesu a fyziologických údajů plodiny, které slouží jako reference pro úpravu a řízení parametrů kontroly životního prostředí.

5. Vestavěná webová stránka systému řízení může administrativním jednotkám společnosti poskytnout využití sítě k získání relevantních informací o výrobě v různých regionech. Stav růstu plodin lze poskytnout následným zákazníkům k online prohlížení prostřednictvím sítě.