система за контрол на климата в оранжерия

Инсталирането на различно оборудване за контрол на околната среда вътре в оранжерията и използването на автоматична система за управление за регулиране на вътрешния микроклимат се превърна в основен консенсус сред тези, които се занимават с отглеждане в оранжерии. Напредъкът на технологиите е безкраен. Иновациите и подобряването на технологията за контрол на околната среда са тясно свързани с актуализирането и напредъка на други технологии.

1. Сензорна система

(1) Сензори Сензорните системи, използвани в оранжерийното отглеждане, включват:

А. Газова среда: температура, относителна влажност, слънчева светлина, скорост на вятъра, налягане на вятъра, концентрация на въглероден диоксид и др.

Б. Коренна среда: температура на субстрата, стойност на pH, стойност на EC, концентрация на всеки отделен йон, съдържание на влага в субстрата и др.

В. Физиологично състояние на културите: температура на листата, площ на листата, ъгъл на листата, съдържание на хлорофил, съдържание на захар, концентрация на N, отваряне на устицата, плътност на патогени и др.

(2) Изисквания за ефективност на сензорите Специалните изисквания за ефективност на сензорите, използвани в системата за контрол на оранжерийната среда:

A. Диапазонът на точност е 25 процента от обхвата на изискванията за контрол

B. Може да устои на висока температура, висока влажност и прашна среда.

C. Сензорната работа на сензора не пречи на растежа на културите. Например, измерването на температурата на листа трябва да се извършва чрез безконтактна технология в близката инфрачервена област и контактните проводници не могат да бъдат вкарани в тялото на листа.

(3) Местоположението на сензора

Разположението на сензора е изключително важно. Тя трябва да бъде представителна и да представя реалната среда на културите в оранжерията. Например, ако влагомерът на субстрата е поставен в контейнер за растения или в легло за растеж на растенията близо до пътеката, стойността на измерване на влагата ще бъде ниска. От друга страна, разположението на сензора не трябва да влияе на точността на измерване поради други обекти. Например, ако слънчевият метър се влияе от сянката на лъча, измерената стойност ще бъде ниска. Термометърът е фиксиран върху гредата и колоната и измерената стойност на температурата лесно се влияе от поглъщането и разсейването на топлината на металния материал.

(4) Поддръжка на сензори

Сензорът за температура и влажност трябва да избягва пряка слънчева светлина. Трябва да има прахоустойчиво устройство над измервателя на слънчевата светлина, за да не влияе на дължината на вълната на слънчевата светлина и ъгъла на отклонение на слънчевата светлина. Електродите за измерване на рН, влагата и другите вътре в средата трябва да са устойчиви на киселини и алкали. Цялостната система трябва да има устройство за защита от токов удар, което може да издържи на внезапни промени в напрежението и външно статично електричество.

(5) Калибриране на сензора

Различни сензори за оранжерийна среда контролират изходен ток или сигнали за напрежение за лесно свързване с индустриални системи за управление. Въпреки това, ефективността на измерване на сензори, разработени на базата на електрически принципи, се влияе от нелинейност, хистерезисни ефекти, явления на стареене и т.н., а тяхната точност и възпроизводимост се променят с околната среда и времето на използване. Следователно е необходимо редовно калибриране, за да се гарантира точността на сензора. Измерената производителност е налична правилно. От друга страна, трябва да се прецени дали вградената формула на сензора е приложима.

Точността на сензора пряко влияе върху успеха или неуспеха на контролната операция, но операцията по калибриране на сензора определя неговата ефективност на измерване. Операциите по калибриране изискват използването на стандартни вещества или установяване на стандартна среда. Тази работа по установяване на стандарт за калибриране създаде система в измервателната индустрия, която може да бъде въведена за калибриране на производителността на сензори за контрол на околната среда.

2. Контролна операционна система

Системата за управление се състои от три елемента: оборудване за контрол на околната среда, сензорна система и стратегия за контрол. Оборудване за контрол на околната среда, като вентилатори с отрицателно налягане, вентилатори с вътрешна циркулация, водни стени, нагревателни машини, инструменти за замъгляване и др. Ако работата на механичното оборудване е лоша или се повреди, функцията за регулиране на околната среда няма да може да се изпълнява. Следователно основната работа по контролиране на оранжерийната среда е редовната поддръжка на оборудването. Работата, която трябва да се извърши, включва проверка на степента на блокиране на дюзата за мъгла, проверка на стегнатостта на ремъка на вентилатора и поддръжка на различни сензори.
2. Контролна операционна система

Системата за управление се състои от три елемента: оборудване за контрол на околната среда, сензорна система и стратегия за контрол. Оборудване за контрол на околната среда, като вентилатори с отрицателно налягане, вентилатори с вътрешна циркулация, водни стени, нагревателни машини, инструменти за замъгляване и др. Ако работата на механичното оборудване е лоша или се повреди, функцията за регулиране на околната среда няма да може да се изпълнява. Следователно основната работа по контролиране на оранжерийната среда е редовната поддръжка на оборудването. Работата, която трябва да се извърши, включва проверка на степента на блокиране на дюзата за мъгла, проверка на стегнатостта на ремъка на вентилатора и поддръжка на различни сензори.

(2) Контрол на процеса

Характеристиката на тази стратегия за контрол е да сравнява един сензорен сигнал с множество стойности на настройка и след това да управлява отделно различни устройства. Например, температурата вътре в оранжерията се сравнява със зададената температура на масива, за да се контролира последователно нагревателната машина, вентилаторът за вътрешна циркулация, вентилаторът с отрицателно налягане на външния въздух, водната стена и мъглата.

Обхватът на грешката на управлението е свързан с производителността на контролера.

(3) Микрокомпютърно управление

Използвайки изчислителната мощност на микрокомпютъра, микроклиматът на множество секции или множество оранжерии може да се контролира едновременно. Друга характеристика на използването на микрокомпютър е, че той може да записва и съхранява сензорната стойност на микроклимата вътре и извън оранжерията и времето на действие на различни съоръжения за контрол на околната среда, така че мениджърите да могат да проследяват миналия процес на култивиране. Тъй като този тип оборудване е стандартизирано, предаването на данни може да се извърши лесно.

(4) Интегриран контрол

Този вид контролна технология използва изчислителната мощност, данните и капацитета за съхранение на данни на микрокомпютъра и си сътрудничи с установяването на базата данни за маркетинг на културите, за да създаде изчислителна система в контролната система. Въз основа на тази система данните се анализират и преценката и синтезът се правят въз основа на предишните данни за култивиране, което се превръща в оптимална стратегия за контрол. Използвайки тази стратегия, контролните параметри на микроклимата в оранжерията не се задават като фиксирани стойности, а като променливи стойности. Начинът на действие на такива системи за управление има различни нива:
A. Стремете се към най-добрата среда за растеж на културите: да накарате културите да растат по-бързо и с най-добро качество.

Б. Целеви разходи за растеж на културите: Например повишаването на температурата може да накара културите да растат по-бързо и да бъдат продадени по-рано. Въпреки това се добавят повече разходи за енергия, така че използването на интегриран контрол на режима може да оцени най-подходящите параметри за контрол на околната среда въз основа на условията на разходите и пазарните цени на продукта, като се фокусира върху най-добрата печалба.

(5) Контрол на системата от знания

Тази система за контрол съдържа система от знания за „интелигентна“ преценка и резултатът от тази интелектуална преценка се използва като контролно решение за формулиране на контролни параметри (като температура, влажност, слънчева светлина, влага на субстрата и т.н.) и след това се командва на оборудване за контрол на околната среда. Тъй като системата за знания може да обхваща данните от операцията по управление, тя може да се използва и за командване и управление на оборудването. Следователно системата за управление може да се използва както за контрол на оранжерийната среда, така и за контрол на управлението на производството.

Системата от знания включва физиологични модели, изразени чрез математически формули и професионални данни, обработени от логически програми. Системата от знания се състои от серия от бази данни и математически модели. Примери за неговото приложение са следните:
1. Контрол на оранжерийната среда

Потребителят въвежда името на културата и сорта, засаден в оранжерията, и условията за отглеждане на този сорт (дневна и нощна температура, относителна влажност, количество светлина, фотопериод, средна влажност, електрическа проводимост и др.) са предварително запаметени в базата данни за култивиране на системата за знания. Това е средата Контролира стойността по подразбиране на системата. Ако стойността по подразбиране се различава от стойността на измерване на микроклимата вътре в оранжерията и стойността на разликата е по-висока от стойността на отклонението на контролния толеранс, системата за знания използва изчислението на модела на микроклимата на оранжерията, за да контролира количеството на регулиране и последователността на регулиране на оборудването за контрол на околната среда. От друга страна, ако условията на вътрешната среда са близки до стойността по подразбиране, но измерената стойност на атмосферната среда и изчислението на модела на микроклимата показват, че външната среда скоро ще повлияе на вътрешния микроклимат, системата за знания може да активира оборудване за контрол на околната среда предварително, за да реагира предварително и да извърши такива предварителни операции за контрол на околната среда.
Възприемането на данни от медийната среда или наблюдението на вредителите по културите може да определи дали културите трябва да бъдат напоени, наторени и прилагани пестициди. Докато извършва тези операции по управление, системата за контрол на околната среда може също да прави съответните корекции, като поддържане на вентилация и ускоряване на изпарението на водата над листата.

Системата от знания може да се използва за преизчисляване на разходите за операции в случай на промяна на условията на оперативните разходи в оранжерията (например промени в разходите за енергия). При условие, че не се влияе върху графика за предлагане на пазара, параметрите на настройката на контрола на парниковата среда могат да бъдат допълнително коригирани.
Поради промени в пазарната информация, като предварително или забавяне на изискванията за време за доставка, системата от знания може да бъде изчислена с помощта на физиологични модели за определяне на условията за контролиране на парниковата среда или операциите по торене и водоснабдяване съгласно изискванията за коригиране на производствения график . промени, които след това се използват за преоценка на производствените разходи.

Състоянието на производството на култури не успява да достигне точката за управление на качеството на продукцията или се появяват симптоми. Системата за знания може да използва миналите данни за микроклимата на оранжерията и текущото физиологично състояние на културата, за да идентифицира причината и да се справи с нея. Например, причините за слаб растеж на културите могат да бъдат категоризирани отделно в

1. Средата на растеж (въздух или под земята) не е подходяща за този сорт,

2. Методът на управление не е подходящ (твърде много или твърде малко вода и тор),

3. Инвазия на болести и насекоми вредители или вирусно въздействие.
3. Релейна станция

При горните контролни операции вътрешната сензорна система на оранжерията, системата за знания и контролерът заедно образуват релейна станция за операции по контрол на оранжерийната среда. Данните, получени от тази релейна станция, включват данните за атмосферната среда, предадени от централната система за управление, стойността на настройката на микроклимата на оранжерията и параметрите, въведени от контролера. Тези външни данни се сравняват с данните за парниковия микроклимат и данните за наблюдение на физиологичното състояние на културите и след това се оценяват и сравняват от системата за знания в контролера за контрол на оборудването за контрол на околната среда.
Характерното за този тип релейни станции е, че една релейна станция управлява един или няколко оранжерийни блока. Релейната станция може да получава данните от централната система за управление и също така да предава данните от сензорите и контролните действия на всяко устройство към централната система за управление, но не приема командния сигнал от централната система за управление. Този вид контролна функция се състои в това, че само операторите на място могат да въвеждат команди, а отдалеченият персонал не може директно да участва в дистанционни операции.

Системата за предупреждение за анормален сигнал може да се използва заедно с тази система от релейни станции. А отговорният персонал може да бъде уведомен чрез кабелна или безжична комуникация

4. Предаване на сигнал и данни

Предаването на данни от релейната станция към централната система за управление може да се предава чрез кабелни или безжични средства. Тъй като предаването на данни и данни е стандартизирана операция в индустрията, то може да се използва директно в системата за контрол на парниковата среда.
5. Централна система за управление

Тази централна система за управление има следните функции:

1. Съберете измерените данни за атмосферната среда, запишете ги и ги изпратете до всяка релейна станция.

2. Приемете данните за микроклимата и информацията за действие на оборудването на всяка оранжерия, предадена от всяка релейна станция.

3. Въз основа на промените в условията на оперативните разходи или работните графици, вградената система за знания се използва за изчисляване и оценка, а параметрите на вътрешния микроклимат и условията на работа на управление на оранжерията се преопределят и след това се изпращат до релейната станция , и след това се предава на управленския персонал за въвеждане и контрол според системата за местни условия.

4. Сравнете информацията за растежа на културите, събрана всеки определен период от време, и използвайте технологията за контрол на качеството, за да прецените дали отговаря на предварително определения напредък на растежа. Ако има разлики в характеристиките на растежа и качеството (като съдържание на азотни торове, дължина на стъблото и т.н.), преценете въз основа на информацията за съществуващия производствен процес и физиологичните данни на културата, като отправна точка за коригиране и управление на параметрите за контрол на околната среда.

5. Вграденият уебсайт на системата за управление може да предостави на административните звена на компанията да използват мрежата за получаване на подходяща производствена информация в различни региони. Състоянието на растеж на културите може да бъде предоставено на клиенти надолу по веригата за онлайн гледане през мрежата.