sistema de control climàtic d'hivernacle

La instal·lació de diversos equips de control ambiental a l'interior de l'hivernacle i l'ús d'un sistema de control automàtic per ajustar el microclima intern s'ha convertit en el consens bàsic entre els que es dediquen al cultiu d'hivernacle. L'avenç de la tecnologia és infinit. La innovació i millora de la tecnologia de control ambiental està estretament relacionada amb l'actualització i el progrés d'altres tecnologies.

1. Sistema de detecció

(1) Sensors Els sistemes de detecció utilitzats en el cultiu d'hivernacle inclouen:

A. Entorn de gas: temperatura, humitat relativa, llum solar, velocitat del vent, pressió del vent, concentració de diòxid de carboni, etc.

B. Entorn de l'arrel: temperatura del substrat, valor de pH, valor EC, concentració de cada ió individual, contingut d'humitat del substrat, etc.

C. Estat fisiològic dels cultius: temperatura de la fulla, àrea foliar, angle de la fulla, contingut de clorofil·la, contingut de sucre, concentració de N, obertura estomàtica, densitat de patògens, etc.

(2) Requisits de rendiment dels sensors Els requisits especials de rendiment dels sensors utilitzats en el sistema de control ambiental d'hivernacle:

R. El rang de precisió és del 25 per cent del rang de requeriments de control

B. Pot resistir altes temperatures, alta humitat i ambient polsós.

C. L'operació de detecció del sensor no dificulta el creixement dels cultius. Per exemple, la mesura de la temperatura de la fulla s'ha de realitzar amb tecnologia sense contacte d'infrarojos propers i no es poden inserir cables de contacte al cos de la fulla.

(3) La ubicació del sensor

La col·locació del sensor és molt important. Ha de ser representatiu i representar l'entorn real dels cultius dins l'hivernacle. Per exemple, si el mesurador d'humitat del substrat es col·loca en un contenidor de plantes o un llit de creixement de plantes a prop del passadís, el seu valor de mesura d'humitat serà baix. D'altra banda, la col·locació del sensor no hauria d'afectar la precisió de mesura a causa d'altres objectes. Per exemple, si el mesurador de sol es veu afectat per l'ombra del feix, el valor mesurat serà baix. El termòmetre es fixa a la biga i la columna, i el valor de la temperatura mesurada es veu fàcilment afectat per l'absorció de calor i la dissipació de calor del material metàl·lic.

(4) Manteniment de sensors

El sensor de temperatura i humitat ha d'evitar la llum solar directa. Hi ha d'haver un dispositiu a prova de pols per sobre del mesurador de llum solar per no afectar la longitud d'ona de la llum solar i l'angle de desviació de la llum solar. El pH, la humitat i altres elèctrodes de mesura dins del medi han de ser resistents a l'àcid i l'àlcali. El sistema global ha de tenir un dispositiu de protecció contra descàrregues elèctriques, que pugui suportar canvis sobtats de tensió i electricitat estàtica externa.

(5) Calibració del sensor

Diversos sensors per a l'entorn d'hivernacle controlen els senyals de corrent o tensió de sortida per facilitar la connexió amb sistemes de control industrials. Tanmateix, el rendiment de mesura dels sensors desenvolupats sobre la base de principis elèctrics es veu afectat per la no linealitat, els efectes d'histèresi, els fenòmens d'envelliment, etc., i la seva precisió i reproductibilitat canvien amb l'entorn i el temps d'ús. Per tant, cal un calibratge regular per garantir la precisió del sensor. El rendiment mesurat està correctament disponible. D'altra banda, cal considerar si la fórmula integrada del sensor és aplicable.

La precisió del sensor afecta directament l'èxit o el fracàs de l'operació de control, però l'operació de calibratge del sensor determina el seu rendiment de mesura. Les operacions de calibratge requereixen l'ús de substàncies estàndard o l'establiment d'un entorn estàndard. Aquest treball d'establiment d'estàndards de calibratge ha establert un sistema a la indústria de mesurament, que es pot introduir per al calibratge del rendiment dels sensors de control ambiental.

2. Control del sistema operatiu

El sistema de control es compon de tres elements: equip de control ambiental, sistema de detecció i estratègia de control. Equips de control ambiental, com ara ventiladors de pressió negativa, ventiladors de circulació interna, parets d'aigua, màquines de calefacció, eines de nebulització, etc. Si el rendiment dels equips mecànics és deficient o falla, la funció de regulació ambiental no es podrà jugar. Per tant, el treball bàsic de control de l'entorn de l'hivernacle és el manteniment regular de l'equip. El treball que s'ha de dur a terme inclou la comprovació del grau de bloqueig del broquet de boira, la comprovació de l'estanquitat de la corretja del ventilador i el manteniment de diversos sensors.
2. Control del sistema operatiu

El sistema de control es compon de tres elements: equip de control ambiental, sistema de detecció i estratègia de control. Equips de control ambiental, com ara ventiladors de pressió negativa, ventiladors de circulació interna, parets d'aigua, màquines de calefacció, eines de nebulització, etc. Si el rendiment dels equips mecànics és deficient o falla, la funció de regulació ambiental no es podrà jugar. Per tant, el treball bàsic de control de l'entorn de l'hivernacle és el manteniment regular de l'equip. El treball que s'ha de dur a terme inclou la comprovació del grau de bloqueig del broquet de boira, la comprovació de l'estanquitat de la corretja del ventilador i el manteniment de diversos sensors.

(2) Control de processos

La característica d'aquesta estratègia de control és comparar un senyal de detecció amb diversos valors de configuració i després controlar diferents dispositius per separat. Per exemple, la temperatura dins de l'hivernacle es compara amb la temperatura establerta de la matriu per controlar la màquina de calefacció, el ventilador de circulació interna, el ventilador de pressió negativa d'aire extern, la paret d'aigua i la boira en seqüència.

El rang d'error del control està relacionat amb el rendiment del controlador.

(3) Control de microordinadors

Utilitzant la potència de càlcul del microordinador, el microclima de múltiples seccions o diversos hivernacles es pot controlar simultàniament. Una altra característica de l'ús d'un microordinador és que pot registrar i emmagatzemar el valor de detecció del microclima dins i fora de l'hivernacle i el temps d'acció de diversos equips de control ambiental, de manera que els gestors poden fer un seguiment del procés de cultiu passat. Com que aquest tipus d'equip està estandarditzat, la transmissió de dades es pot realitzar fàcilment.

(4) Control integrat

Aquest tipus de tecnologia de control utilitza la potència de càlcul, les dades i la capacitat d'emmagatzematge de dades del microordinador i coopera amb l'establiment de la base de dades de màrqueting de cultius per establir un sistema informàtic dins del sistema de control. A partir d'aquest sistema, s'analitzen les dades, i es fa el judici i la síntesi a partir de les dades de cultiu anteriors, que esdevenen l'estratègia de control òptima. Amb aquesta estratègia, els paràmetres de control del microclima a l'hivernacle no s'estableixen com a valors fixos, sinó variables. El mode d'acció d'aquests sistemes de control té diferents nivells:
R. Apunteu-vos al millor entorn per al creixement dels cultius: fer que els cultius creixin més ràpid i amb la millor qualitat.

B. Costos de creixement dels cultius objectiu: per exemple, augmentar la temperatura pot fer que els cultius creixin més ràpid i es venguin abans. No obstant això, s'afegeixen més costos d'energia, de manera que l'ús del control de mode integrat pot avaluar els paràmetres de control ambiental més adequats en funció de les condicions de cost i els preus dels productes de mercat, centrant-se en el millor benefici.

(5) Control del sistema de coneixement

Aquest sistema de control conté un sistema de coneixement per al judici d'"intel·ligència", i el resultat d'aquest judici intel·lectual s'utilitza com a decisió de control per formular paràmetres de control (com ara temperatura, humitat, llum solar, humitat del substrat, etc.) i després comandar el equips de control ambiental. Com que el sistema de coneixement pot cobrir les dades de l'operació de gestió, també es pot utilitzar per comandar i gestionar l'equip. Per tant, el sistema de control es pot utilitzar tant per al control del medi ambient d'hivernacle com per al control de l'operació de gestió de la producció.

El sistema de coneixement inclou models fisiològics expressats per fórmules matemàtiques i dades professionals processades per programes lògics. El sistema de coneixement està format per una sèrie de bases de dades i models matemàtics. Alguns exemples de la seva aplicació són els següents:
1. Control ambiental d'hivernacle

L'usuari introdueix el nom del cultiu i de la varietat plantada a l'hivernacle, i s'han preemmagatzemat les condicions de cultiu d'aquesta varietat (temperatura diürna i nocturna, humitat relativa, quantitat de llum, fotoperíode, humitat mitjana, conductivitat elèctrica, etc.) a la base de dades de cultiu del sistema de coneixement. Aquest és l'entorn Controla el valor predeterminat del sistema. Si el valor predeterminat difereix del valor de mesura del microclima dins de l'hivernacle i el valor de diferència és superior al valor de desviació de la tolerància de control, el sistema de coneixement utilitza el càlcul del model de microclima d'hivernacle per controlar la quantitat d'ajust i la seqüència d'ajust de l'equip de control ambiental. D'altra banda, si les condicions ambientals internes són properes al valor predeterminat, però el valor mesurat de l'ambient atmosfèric i el càlcul del model de microclima mostren que l'entorn extern aviat afectarà el microclima intern, el sistema de coneixement pot activar el equips de control ambiental per avançat per respondre amb antelació, i dur a terme aquestes operacions de control ambiental ensenyat preliminar.
Les dades de detecció de l'entorn mediàtic o el seguiment de plagues dels cultius poden determinar si els cultius s'han de regar, fertilitzar i aplicar pesticides. Mentre es realitza aquestes operacions de gestió, el sistema de control ambiental també pot fer els ajustos corresponents, com ara mantenir la ventilació i accelerar l'evaporació de l'aigua per sobre de les fulles.

El sistema de coneixement es pot utilitzar per recalcular el cost de les operacions en el cas de canvis en les condicions del cost d'explotació a l'hivernacle (per exemple, canvis en els costos energètics). Amb la condició de no afectar el calendari de subministrament del mercat, els paràmetres de configuració del control ambiental d'hivernacle es poden ajustar encara més.
A causa dels canvis en la informació del mercat, com ara l'avançament o el retard dels requisits del termini de lliurament, el sistema de coneixement es pot calcular mitjançant models fisiològics per determinar les condicions per controlar l'entorn de l'hivernacle o les operacions de fertilització i subministrament d'aigua sota els requisits d'ajust del programa de producció. . canvis, que després s'utilitzen per revalorar els costos de producció.

L'estat de producció del cultiu no arriba al punt de gestió de la qualitat de la producció o apareixen símptomes. El sistema de coneixement pot utilitzar les dades del microclima del passat de l'hivernacle i l'estat fisiològic actual del cultiu per identificar la causa i tractar-la. Per exemple, les causes del creixement deficient dels cultius es poden classificar per separat en

1. L'entorn de creixement (aire o subterrani) no és adequat per a aquesta varietat,

2. El mètode de gestió no és adequat (massa o massa poca aigua i fertilitzant),

3. Invasió de malalties i plagues d'insectes o impacte viral.
3. Estació de relleus

En les operacions de control anteriors, el sistema de detecció interna de l'hivernacle, el sistema de coneixement i el controlador formen conjuntament una estació de relé per a les operacions de control del medi ambient d'hivernacle. Les dades rebudes per aquesta estació de relé inclouen les dades de l'entorn atmosfèric transmeses pel sistema de gestió central, el valor de configuració d'ajust del microclima de l'hivernacle i els paràmetres introduïts pel controlador. Aquestes dades externes es comparen amb les dades del microclima d'hivernacle i les dades de detecció de les condicions fisiològiques dels cultius, i després avaluades i comparades pel sistema de coneixement del controlador per controlar l'equip de control ambiental.
La característica d'aquest tipus d'estació de relé és que una estació de relé controla una o diverses unitats d'hivernacle. L'estació de relé pot rebre les dades del sistema de gestió central i també transmetre les dades de detecció i les accions de control de cada dispositiu al sistema de gestió central, però no accepta el senyal de comandament del sistema de gestió central. Aquest tipus de funció de control consisteix en que només els operadors in situ poden introduir ordres i el personal remot no pot participar directament en operacions remotes.

El sistema d'avís de senyal anormal es pot utilitzar juntament amb aquest sistema d'estació de relé. I el personal responsable es pot notificar mitjançant comunicació per cable o sense fil

4. Transmissió de senyals i dades

La transmissió de dades des de l'estació de relé al sistema de gestió central es pot transmetre per mitjans cablejats o sense fil. Com que la transmissió de dades i dades és una operació estandarditzada a la indústria, es pot utilitzar directament en el sistema de control del medi ambient d'hivernacle.
5. Sistema central de gestió

Aquest sistema de gestió central té les funcions següents:

1. Recolliu les dades mesurades de l'entorn atmosfèric, registreu-les i envieu-les a cada estació de relé.

2. Accepteu les dades del microclima i la informació d'actuació dels equips de cada hivernacle transmesa per cada estació de relé.

3. A partir dels canvis en les condicions de costos operatius o els horaris d'operació, el sistema de coneixement integrat s'utilitza per al càlcul i l'avaluació, i es tornen a determinar els paràmetres interns del microclima i les condicions de gestió de l'hivernacle i, a continuació, s'envien a l'estació de relleus. , i després lliurat al personal de gestió per introduir i controlar segons el sistema de condicions locals.

4. Compareu la informació de creixement dels cultius recollida cada moment i utilitzeu la tecnologia de control de qualitat per avaluar si compleix el progrés de creixement predeterminat. Si hi ha diferències en els trets de creixement i la qualitat (com ara el contingut de fertilitzants nitrogenats, la longitud de la tija, etc.), jutjar en funció de la informació del procés de producció existent i les dades fisiològiques del cultiu, com a referència per a l'ajust i la gestió dels paràmetres de control ambiental.

5. El lloc web integrat del sistema de gestió pot proporcionar a les unitats administratives de l'empresa per utilitzar la xarxa per obtenir informació de producció rellevant a diferents regions. L'estat de creixement dels cultius es pot proporcionar als clients aigües avall per veure'ls en línia a través de la xarxa.