Автоматизация системы микроклимата теплицы

Составляющие микроклимата теплицы

Основными элементами микроклимата теплицы являются:

• влажность воздуха,
• влажность почвы,
• оборот воздуха,
• освещение,
• температура воздуха.

Критерии выбора, характеристики, состав автоматизированных систем управления микроклиматом теплицы

Ежегодно на тепличных предприятиях все больше внимания уделяется должному поддержанию микроклимата в теплицах. Правильно выбранная технология поддержания микроклимата - залог увеличения урожайности. Современные автоматизированные системы управления микроклиматом теплицы должны поддерживать не только установленный режим, но и эффективно использовать возможности исполнительных систем. В настоящее время наблюдается активная модернизация теплиц, связанная с увеличением количества исполнительных систем:

• установка вентиляторов,
• модернизация форточной вентиляции,
• установка систем зашторивания,
• разделение контуров.

С ростом количества исполнительных систем теплицы, растет важность выбора критерия, который определяет стратегию управления ее микроклиматом. Самым популярным из критериев управления является экономия энергетических ресурсов. В этом случае целесообразно более активно использовать нижние контуры обогрева, потому что ими отдается наименьшее количество тепла в окружающую среду. Еще один популярный критерий подразумевает, что управление основывается на том, что нижний контур должен поддерживать постоянную температуру в корневой зоне, и только в случае исчерпания ресурсов прочих исполнительных систем теплицы отклоняться от него. Современный опыт внедрения автоматизированных систем управления микроклиматом показывает, что выбрать единый критерий на стадии проектирования достаточно сложно. Поэтому современные автоматизированные системы управления микроклиматом должны задавать не только один из них или комбинацию критериев, но и любой другой, который выявляется в процессе производства.

Главная характеристика системы микроклимата - надежность. Из-за этого в качестве аппаратно-технической базы выбирается контроллер, содержащий современные средства защиты от сбоев в работе: средство защиты от зависаний, копию главных параметров работы всей системы в энергонезависимой памяти. Кроме контроллера в состав автоматизированной системы входят разнообразные датчики параметров внутри теплицы. Чтобы передавать управляющие воздействия на исполнительные составляющие используется блок релейной коммутации с возможностью ручного управления. 3начимым элементом системы является диагностика возможностей и неисправностей управления. В некоторых случаях имеют место быть непредвиденные обстоятельства, которые связаны с нестабильностью температуры подаваемой воды, увеличенным износом или люфтом исполнительного элемента или связанные с другими видами ограничений, которым подвергается исполнительное оборудование. Установленные в системе управления способы диагностики должны выявлять нестандартные ситуации и вовремя перестраивать алгоритмы управления, но при этом должны поддерживаться параметры микроклимата с минимальной возможными отклонениями.

Требования к автоматизированной системе управления микроклиматом теплицы

Автоматика климатического контроля в теплице должна выполнять следующие задачи:

1. Разработка пространственно-распределенной системы автоматического управления технологическим процессом контроля микроклимата.
2. Увеличение точности распределенной системы управления контролем климата.
3. Управление абсолютно всеми исполнительными составляющими.
4. Использование частотного регулирования скоростями вращения вентиляторов.
5. Использование широтно-импульсного регулирования температуры в теплице.
6. Долгое поддержание параметров микроклимата теплицы от начала до конца без вмешательства оператора.
7. Учет физических особенностей технологических процессов, происходящих в теплице, например, чтобы изменить влажность воздуха, может возникнуть необходимость в изменении температуры или наоборот.
8. Самостоятельная работа с имеющейся библиотекой режимов микроклимата в зависимости от фаз вегетации и роста растений. Выполнение данной задачи позволяет доверить работу с автоматикой теплицы сотруднику, у которого отсутствует достаточная подготовка в аграрной отрасли.
9. Обеспечение возможностей изменения и добавления новых режимов и поправочных коэффициентов с учетом особенностей роста растений.
10. Обеспечение защиты всех исполнительных составляющих на программном уровне.
11. Регулярное проведение самостоятельной диагностики.