klimatski sistem v rastlinjaku

Nameščanje različne opreme za nadzor okolja v rastlinjaku in uporaba avtomatskega nadzornega sistema za prilagajanje notranje mikroklime je postalo osnovno soglasje med tistimi, ki se ukvarjajo z gojenjem rastlinjakov. Napredek tehnologije je neskončen. Inovacije in izboljšave tehnologije nadzora okolja so tesno povezane s posodobitvijo in napredkom drugih tehnologij.

1. Sistem zaznavanja

(1) Senzorji Sistemi zaznavanja, ki se uporabljajo pri gojenju v rastlinjakih, vključujejo:

A. Plinsko okolje: temperatura, relativna vlažnost, sončna svetloba, hitrost vetra, pritisk vetra, koncentracija ogljikovega dioksida itd.

B. Okolje korenin: temperatura substrata, vrednost pH, vrednost EC, posamezna koncentracija ionov, vsebnost vlage v substratu itd.

C. Fiziološko stanje pridelkov: temperatura listov, listna površina, listni kot, vsebnost klorofila, vsebnost sladkorja, koncentracija dušika, odprtost stomatov, gostota patogenov itd.

(2) Zahteve glede delovanja senzorjev Posebne zahteve glede delovanja senzorjev, ki se uporabljajo v sistemu za nadzor okolja v rastlinjaku:

A. Razpon natančnosti je 25 odstotkov obsega nadzorne zahteve

B. Lahko se upre visokim temperaturam, visoki vlažnosti in prašnemu okolju.

C. Delovanje zaznavanja senzorja ne ovira rasti pridelkov. Na primer, merjenje temperature lista bi moralo biti opravljeno s skoraj infrardečo brezkontaktno tehnologijo, kontaktnih žic pa ni mogoče vstaviti v telo lista.

(3) Lokacija senzorja

Postavitev senzorja je izjemno pomembna. Biti mora reprezentativen in predstavljati realno okolje pridelkov v rastlinjaku. Na primer, če je merilnik vlage podlage postavljen v posodo za rastline ali gredico za rast rastlin blizu hodnika, bo njegova izmerjena vrednost vlage nizka. Po drugi strani pa postavitev senzorja ne sme vplivati ​​na natančnost merjenja zaradi drugih predmetov. Na primer, če na merilnik sončne svetlobe vpliva senca žarka, bo izmerjena vrednost nizka. Termometer je pritrjen na nosilcu in stebru, na izmerjeno vrednost temperature pa zlahka vpliva absorpcija in odvajanje toplote kovinskega materiala.

(4) Vzdrževanje senzorjev

Senzor temperature in vlažnosti naj se izogiba neposredni sončni svetlobi. Nad merilnikom sončne svetlobe mora biti naprava za zaščito pred prahom, ki ne vpliva na valovno dolžino sončne svetlobe in kot odklona sončne svetlobe. Elektrode za merjenje pH, vlage in druge merilne elektrode v mediju morajo biti odporne na kisline in alkalije. Celoten sistem mora imeti zaščitno napravo pred električnim udarom, ki lahko prenese nenadne spremembe napetosti in zunanjo statično elektriko.

(5) Kalibracija senzorja

Različni senzorji za okolje v rastlinjaku nadzorujejo izhodne tokovne ali napetostne signale za enostavno povezavo z industrijskimi nadzornimi sistemi. Vendar pa na merilno zmogljivost senzorjev, razvitih na podlagi električnih principov, vplivajo nelinearnost, učinki histereze, pojavi staranja itd., njihova natančnost in ponovljivost pa se spreminjata z okoljem in časom uporabe. Zato je za zagotovitev natančnosti senzorja potrebna redna kalibracija. Izmerjena zmogljivost je pravilno na voljo. Po drugi strani pa je treba razmisliti, ali je vgrajena formula senzorja uporabna.

Natančnost senzorja neposredno vpliva na uspeh ali neuspeh krmilne operacije, vendar pa kalibracija senzorja določa njegovo merilno zmogljivost. Postopki kalibracije zahtevajo uporabo standardnih snovi ali vzpostavitev standardnega okolja. To vzpostavljanje kalibracijskega standarda je vzpostavilo sistem v merilni industriji, ki ga je mogoče uvesti za kalibracijo delovanja senzorjev za nadzor okolja.

2. Nadzor operacijskega sistema

Nadzorni sistem je sestavljen iz treh elementov: opreme za nadzor okolja, sistema zaznavanja in strategije nadzora. Oprema za nadzor okolja, kot so ventilatorji podtlaka, ventilatorji za notranjo cirkulacijo, vodne stene, grelni stroji, orodja za zamegljevanje itd. Če je delovanje mehanske opreme slabo ali odpove, funkcija okoljske regulacije ne bo mogla delovati. Zato je osnovno delo pri nadzoru okolja v rastlinjaku redno vzdrževanje opreme. Delo, ki ga je treba opraviti, vključuje preverjanje stopnje blokiranja šobe za meglo, preverjanje tesnosti jermena ventilatorja in vzdrževanje različnih senzorjev.
2. Nadzor operacijskega sistema

Nadzorni sistem je sestavljen iz treh elementov: opreme za nadzor okolja, sistema zaznavanja in strategije nadzora. Oprema za nadzor okolja, kot so ventilatorji podtlaka, ventilatorji za notranjo cirkulacijo, vodne stene, grelni stroji, orodja za zamegljevanje itd. Če je delovanje mehanske opreme slabo ali odpove, funkcija okoljske regulacije ne bo mogla delovati. Zato je osnovno delo pri nadzoru okolja v rastlinjaku redno vzdrževanje opreme. Delo, ki ga je treba opraviti, vključuje preverjanje stopnje blokiranja šobe za meglo, preverjanje tesnosti jermena ventilatorja in vzdrževanje različnih senzorjev.

(2) Nadzor procesa

Značilnost te nadzorne strategije je primerjava enega zaznavalnega signala z več vrednostmi nastavitev in nato ločeno krmiljenje različnih naprav. Temperatura v rastlinjaku se na primer primerja z nastavljeno temperaturo niza za krmiljenje grelnega stroja, ventilatorja za notranjo cirkulacijo, ventilatorja podtlaka zunanjega zraka, vodne stene in megle v zaporedju.

Obseg napake krmiljenja je povezan z zmogljivostjo krmilnika.

(3) Mikroračunalniško krmiljenje

Z uporabo računalniške moči mikroračunalnika je mogoče hkrati nadzorovati mikroklimo več odsekov ali več rastlinjakov. Druga značilnost uporabe mikroračunalnika je, da lahko beleži in shranjuje vrednost zaznavanja mikroklime znotraj in zunaj rastlinjaka ter čas delovanja različnih naprav za nadzor okolja, tako da lahko upravitelji spremljajo pretekli proces gojenja. Ker je ta vrsta opreme standardizirana, se lahko prenos podatkov izvaja enostavno.

(4) Integrirano krmiljenje

Ta vrsta nadzorne tehnologije uporablja računalniško moč, podatke in zmogljivost shranjevanja podatkov mikroračunalnika ter sodeluje z vzpostavitvijo baze podatkov za trženje pridelkov, da vzpostavi računalniški sistem znotraj nadzornega sistema. Na podlagi tega sistema se podatki analizirajo, presoja in sinteza pa se naredita na podlagi predhodnih podatkov gojenja, kar postane optimalna strategija nadzora. S to strategijo nadzorni parametri mikroklime v rastlinjaku niso nastavljeni kot fiksne vrednosti, ampak kot spremenljive vrednosti. Način delovanja takih nadzornih sistemov ima različne ravni:
A. Prizadevajte si za najboljše okolje za rast pridelkov: da bodo pridelki rasli hitreje in z najboljšo kakovostjo.

B. Ciljni stroški rasti pridelka: Na primer, zvišanje temperature lahko povzroči hitrejšo rast pridelka in prodajo prej. Vendar pa je dodanih več stroškov energije, zato lahko uporaba nadzora integriranega načina oceni najprimernejše parametre okoljskega nadzora na podlagi stroškovnih pogojev in tržnih cen izdelkov, s poudarkom na najboljšem dobičku.

(5) Kontrola sistema znanja

Ta nadzorni sistem vsebuje sistem znanja za "inteligenčno" presojo, rezultat te intelektualne presoje pa se uporablja kot kontrolna odločitev za oblikovanje kontrolnih parametrov (kot so temperatura, vlažnost, sončna svetloba, vlaga podlage itd.) in nato ukaz oprema za nadzor okolja. Ker sistem znanja lahko zajema podatke o operaciji upravljanja, se lahko uporablja tudi za ukazovanje in upravljanje opreme. Zato se nadzorni sistem lahko uporablja tako za nadzor okolja v rastlinjaku kot za nadzor delovanja vodenja proizvodnje.

Sistem znanja vključuje fiziološke modele, izražene z matematičnimi formulami, in strokovne podatke, obdelane z logičnimi programi. Sistem znanja je sestavljen iz niza baz podatkov in matematičnih modelov. Primeri njegove uporabe so naslednji:
1. Nadzor okolja v rastlinjaku

Uporabnik vnese ime pridelka in sorte, posajene v rastlinjaku, pogoji gojenja te sorte (dnevna in nočna temperatura, relativna vlažnost, količina svetlobe, fotoperioda, srednja vlažnost, električna prevodnost itd.) pa so vnaprej shranjeni. v podatkovni zbirki gojenja sistema znanja. To je okolje Nadzoruje privzeto vrednost sistema. Če se privzeta vrednost razlikuje od izmerjene vrednosti mikroklime znotraj rastlinjaka in je vrednost razlike višja od vrednosti odstopanja tolerance nadzora, sistem znanja uporablja izračun mikroklimatskega modela rastlinjaka za nadzor prilagoditvene količine in zaporedja prilagoditev opreme za nadzor okolja. Po drugi strani pa, če so pogoji notranjega okolja blizu privzete vrednosti, vendar izmerjena vrednost atmosferskega okolja in izračun modela mikroklime kažeta, da bo zunanje okolje kmalu vplivalo na notranjo mikroklimo, lahko sistem znanja aktivira opremo za nadzor okolja vnaprej, da se vnaprej odzovejo in izvedejo takšne predhodne operacije nadzora okolja.
Zaznavanje podatkov iz medijskega okolja ali spremljanje škodljivcev na pridelku lahko ugotovi, ali je treba pridelke namakati, gnojiti in uporabiti pesticide. Med izvajanjem teh postopkov upravljanja lahko sistem za nadzor okolja izvaja tudi ustrezne prilagoditve, kot je vzdrževanje prezračevanja in pospešuje izhlapevanje vode nad listi.

Sistem znanja lahko uporabimo za preračun stroškov delovanja v primeru spreminjanja obratovalnih stroškovnih razmer v rastlinjaku (npr. spremembe stroškov energije). Pod pogojem, da to ne vpliva na urnik dobave trga, je mogoče nastavitvene parametre nadzora okolja v rastlinjaku dodatno prilagoditi.
Zaradi sprememb v tržnih informacijah, kot so zahteve glede časa dostave vnaprej ali z zamudo, je sistem znanja mogoče izračunati z uporabo fizioloških modelov za določitev pogojev za nadzor okolja v rastlinjaku ali postopkov gnojenja in oskrbe z vodo v skladu z zahtevami prilagajanja urnika proizvodnje . spremembe, ki se nato uporabijo za ponovno oceno proizvodnih stroškov.

Status pridelave pridelka ne doseže točke upravljanja kakovosti proizvodnje ali pa se pojavijo simptomi. Sistem znanja lahko uporabi pretekle mikroklimatske podatke rastlinjaka in trenutno fiziološko stanje pridelka, da ugotovi vzrok in se spopade z njim. Na primer, vzroke za slabo rast pridelka je mogoče ločeno kategorizirati v

1. Rastno okolje (zračno ali podzemno) ni primerno za to sorto,

2. način ravnanja ni primeren (preveč ali premalo vode in gnojila),

3. Vdor bolezni in škodljivcev žuželk ali vpliv virusa.
3. Relejna postaja

Pri zgornjih nadzornih postopkih notranji sistem zaznavanja rastlinjaka, sistem znanja in krmilnik skupaj tvorijo relejno postajo za nadzor okolja v rastlinjaku. Podatki, ki jih prejme ta relejna postaja, vključujejo podatke o atmosferskem okolju, ki jih posreduje centralni sistem upravljanja, vrednost nastavitve mikroklime rastlinjaka in parametre, ki jih vnese krmilnik. Ti zunanji podatki se primerjajo s podatki o mikroklimi v rastlinjaku in podatki o fiziološkem stanju pridelka, nato pa jih ovrednoti in primerja sistem znanja v krmilniku za nadzor opreme za nadzor okolja.
Značilnost te vrste relejne postaje je, da ena relejna postaja krmili eno ali več rastlinjakov. Relejna postaja lahko sprejema podatke iz centralnega sistema upravljanja in tudi posreduje podatke zaznavanja in krmilne ukrepe vsake naprave v centralni sistem upravljanja, vendar ne sprejme ukaznega signala iz centralnega sistema upravljanja. Ta vrsta nadzorne funkcije je v tem, da lahko samo operaterji na kraju samem vnašajo ukaze, oddaljeno osebje pa ne more neposredno sodelovati pri oddaljenih operacijah.

Sistem za opozarjanje na nenormalne signale je mogoče uporabiti v povezavi s tem sistemom relejne postaje. In odgovorno osebje je mogoče obvestiti z žično ali brezžično komunikacijo

4. Prenos signala in podatkov

Prenos podatkov iz relejne postaje v centralni sistem upravljanja se lahko prenaša po žici ali brezžično. Ker je prenos podatkov in podatkov standardizirana operacija v industriji, se lahko neposredno uporablja v sistemu za nadzor okolja v rastlinjaku.
5. Centralni sistem upravljanja

Ta centralni sistem upravljanja ima naslednje funkcije:

1. Zberite izmerjene podatke o atmosferskem okolju, jih zabeležite in pošljite vsaki relejni postaji.

2. Sprejmite podatke o mikroklimi in informacije o delovanju opreme vsakega rastlinjaka, ki jih posreduje vsaka relejna postaja.

3. Na podlagi sprememb pogojev obratovalnih stroškov ali obratovalnih urnikov se vgrajeni sistem znanja uporablja za izračun in vrednotenje, notranji parametri mikroklime in upravljalni pogoji obratovanja rastlinjaka pa se ponovno določijo in nato pošljejo na relejno postajo , nato pa predan vodstvenemu osebju za vnos in nadzor v skladu s sistemom lokalnih pogojev.

4. Primerjajte informacije o rasti pridelka, zbrane ob določenem času, in uporabite tehnologijo za nadzor kakovosti, da ocenite, ali ustreza vnaprej določenemu napredku rasti. Če obstajajo razlike v lastnostih rasti in kakovosti (kot so vsebnost dušikovih gnojil, dolžina stebla itd.), presodite na podlagi obstoječih informacij o proizvodnem procesu in fizioloških podatkov o pridelku, kot referenco za prilagoditev in upravljanje okoljskih nadzornih parametrov.

5. Vgrajeno spletno mesto sistema upravljanja lahko upravnim enotam podjetja omogoči uporabo omrežja za pridobivanje ustreznih informacij o proizvodnji v različnih regijah. Stanje rasti pridelkov se lahko posreduje strankam na nižji stopnji za spletni ogled prek omrežja.