Управление микроклиматом в промышленных теплицах

УПРАВЛЕНИЕ МИКРОКЛИМАТОМ В ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕПЛИЦАХ

Современные технологии выращивания овощей, рассады, цветов и зеленных культур требуют постоянного поддержания определенных режимов микроклимата в теплицах.

Автоматизация систем управления микроклиматом в защищенном грунте позволяет экономить 15% - 25% тепла при росте урожайности, улучшения условий труда персонала и повышении общей культуры производства.

Современная зимняя теплица как объект управления температурно-влажностным режимом характеризуется неудовлетворительной динамикой и нестабильностью параметров, вытекающими из особенностей технологии производства. В то же время агротехнические нормы предписывают высокую точность стабилизации температуры (+/-1 градус), своевременное еѐ изменение в зависимости от уровня фотосинтетически активной облученности, фазы развития растений и времени суток. Все эти обстоятельства предъявляют высокие требования к функционированию и техническому совершенствованию оборудования автоматизации управления микроклиматом в теплицах.

Существует немало систем централизованного управления микроклиматом в промышленных теплицах, принадлежащих как отечественным разработчикам, так и зарубежным. В основе работы систем управления положен принцип PI-контроля, при котором система управления всегда стремится достичь стационарного состояния при помощи воздействий на управляющие элементы и измерения выдерживаемых величин, но с учѐтом компенсации накопленных интегральных погрешностей (I-action).

Самые современные и профессиональные системы характеризуются такими параметрами:

• обеспечивают в теплице контроль отопления, вентиляции, охлаждения, уровня CO2, циркуляции воздуха, дополнительного освещения, обработки растений химикатами;
• управляют экранами и затенением, увлажнением воздуха, системой очистки крыши, горелками отопительных котлов, орошением, дезинфекцией дренажной воды и рециркуляцией воды в системе орошения, обеспечивает измерение погодных условий, температуры и влажности внутри теплицы. Сбор данных и построение графиков производятся с помощью персонального компьютера;
• имеют высокую гибкость и масштабируемость. Могут использоваться в любых теплицах, в различных конфигурациях. Для каждого проекта составляется индивидуальный набор аппаратного и программного обеспечения;
• имеют высокую надѐжность, в том числе обеспечиваемую системой резервного копирования данных;
• удобство монтажа и технического обслуживания;
• контроль всех параметров в теплице может осуществляться с одного операторского рабочего места, оснащѐнного персональным компьютером;
• возможность организации нескольких дублирующих рабочих мест, а также удалѐнного управления теплицей через радиоканал или сеть Интернет.

При расчѐте необходимых корректировок программа учитывает огромное количество влияний других факторов. Так, например, в системе Priva Integro требуемое положение трѐхходового смесительного крана нижнего контура отопления в отделении определяется расчѐтной температурой контура, на которую влияют:

• текущая температура труб контура;
• текущая температура воздуха в теплице;
• расчѐтная температура на данный момент, заданная по стратегии;
• накопленная интегральная погрешность по температуре в теплице за предыдущее время;
• заданные минимальная и максимальная температуры труб контура;
• температура вне теплицы;
• скорость ветра;
• величина солнечной освещѐнности;
• работает ли дополнительное освещение;
• текущее положение экранов над контуром;
• текущее положение форточек над контуром;
• температура труб других контуров в этой зоне.

Современная система контроля тепла должна обладать способностью предвидеть резкие скачки температуры, вызванные, например, резким появлением солнца из-за туч, чтобы быстро вносить корректировки в расчѐтные температуры труб.

 

Система контроля форточек тесно связана с системой контроля тепла.

На расчётное положение форточки влияют:

• расчётная температура в теплице;
• текущая температура в теплице;
• температура вне теплицы;
• скорость ветра;
• направление ветра;
• уровень CO2 в теплице.

При морозе и буре (условия мороза и бури задаются пользователем) форточки закрываются автоматически.

Очень важную роль в системе управления играет расширенная система управления орошением. Система изначально рассчитана на работу с капельными линиями. Пользователь имеет возможность устанавливать необходимое количество поливочного раствора для каждого растения, группировать поливочные краны по крановым группам и создавать индивидуальные рецепты полива (необходимый уровень PH и EC) для каждой крановой группы. Для организации полива используются специальные стартовые программы.

Как минимум, в стартовой программе должно указываться время начала поливов, количество поливов и минимальное время паузы между поливами. В этом случае система орошения будет работать строго по часам. Однако в настоящее время всѐ большее распространение получают поливы, основанные на различных влияниях (влияниях солнечной радиации, температуры), такие методы полива являются более прогрессивными и дают возможность существенно повысить урожайность.

Существует возможность установки влияний солнечной радиации на количество поливочного раствора, приходящегося на одно растение, а также на уровень EC. Так с увеличением освещѐнности, создаваемой солнцем, программа может автоматически дозировать больше воды с меньшим уровнем EC.

Популярные статьи