sistema di controllo del clima della serra

L'installazione di varie apparecchiature di controllo ambientale all'interno della serra e l'utilizzo di un sistema di controllo automatico per regolare il microclima interno è diventato il consenso di base tra coloro che si occupano di coltivazione in serra. Il progresso della tecnologia è infinito. L'innovazione e il miglioramento della tecnologia di controllo ambientale sono strettamente correlati all'aggiornamento e al progresso di altre tecnologie.

1. Sistema di rilevamento

(1) Sensori I sistemi di rilevamento utilizzati nella coltivazione in serra includono:

A. Ambiente gassoso: temperatura, umidità relativa, luce solare, velocità del vento, pressione del vento, concentrazione di anidride carbonica, ecc.

B. Ambiente radicale: temperatura del substrato, valore pH, valore EC, concentrazione di ogni singolo ione, contenuto di umidità del substrato, ecc.

C. Stato fisiologico delle colture: temperatura fogliare, area fogliare, angolo fogliare, contenuto di clorofilla, contenuto di zucchero, concentrazione di N, apertura stomatica, densità del patogeno, ecc.

(2) Requisiti prestazionali dei sensori I requisiti prestazionali speciali dei sensori utilizzati nel sistema di controllo dell'ambiente serra:

R. L'intervallo di precisione è pari al 25 percento dell'intervallo dei requisiti di controllo

B. Può resistere alle alte temperature, all'umidità elevata e all'ambiente polveroso.

C. L'operazione di rilevamento del sensore non ostacola la crescita delle colture. Ad esempio, la misurazione della temperatura della foglia deve essere eseguita mediante tecnologia senza contatto nel vicino infrarosso e i fili di contatto non possono essere inseriti nel corpo della foglia.

(3) La posizione del sensore

Il posizionamento del sensore è estremamente importante. Deve essere rappresentativo e rappresentare l'ambiente reale delle colture all'interno della serra. Ad esempio, se il misuratore di umidità del substrato viene posizionato in un contenitore per piante o in un letto di crescita delle piante vicino al corridoio, il suo valore di misurazione dell'umidità sarà basso. D'altra parte, il posizionamento del sensore non dovrebbe influire sulla precisione della misurazione a causa di altri oggetti. Ad esempio, se l'eliometro è influenzato dall'ombra del raggio, il valore misurato sarà basso. Il termometro è fissato sulla trave e sulla colonna e il valore di temperatura misurato è facilmente influenzato dall'assorbimento e dalla dissipazione del calore del materiale metallico.

(4) Manutenzione dei sensori

Il sensore di temperatura e umidità dovrebbe evitare la luce solare diretta. Ci deve essere un dispositivo antipolvere sopra il misuratore solare in modo da non influenzare la lunghezza d'onda della luce solare e l'angolo di deviazione della luce solare. Il pH, l'umidità e altri elettrodi di misurazione all'interno del fluido devono essere resistenti agli acidi e agli alcali. L'intero sistema deve disporre di un dispositivo di protezione contro le scosse elettriche, in grado di resistere a improvvisi sbalzi di tensione e all'elettricità statica esterna.

(5) Calibrazione del sensore

Vari sensori per il controllo dell'ambiente in serra emettono segnali di corrente o tensione per un facile collegamento con i sistemi di controllo industriale. Tuttavia, le prestazioni di misurazione dei sensori sviluppati sulla base di principi elettrici sono influenzate da non linearità, effetti di isteresi, fenomeni di invecchiamento, ecc., e la loro accuratezza e riproducibilità cambiano con l'ambiente e il tempo di utilizzo. Pertanto, è necessaria una calibrazione regolare per garantire la precisione del sensore. La prestazione misurata è correttamente disponibile. D'altra parte, è necessario considerare se la formula incorporata del sensore è applicabile.

La precisione del sensore influenza direttamente il successo o il fallimento dell'operazione di controllo, ma l'operazione di calibrazione del sensore ne determina le prestazioni di misurazione. Le operazioni di calibrazione richiedono l'uso di sostanze standard o la creazione di un ambiente standard. Questo lavoro di definizione degli standard di calibrazione ha stabilito un sistema nel settore della misurazione, che può essere introdotto per la calibrazione delle prestazioni dei sensori di controllo ambientale.

2. Controllare il sistema operativo

Il sistema di controllo è composto da tre elementi: apparecchiature di controllo ambientale, sistema di rilevamento e strategia di controllo. Apparecchiature di controllo ambientale come ventilatori a pressione negativa, ventilatori a circolazione interna, pareti d'acqua, macchine per il riscaldamento, strumenti di nebulizzazione, ecc. Se le prestazioni delle apparecchiature meccaniche sono scarse o fallite, la funzione di regolazione ambientale non sarà in grado di svolgere. Pertanto, il lavoro di base del controllo dell'ambiente della serra è la regolare manutenzione dell'attrezzatura. Il lavoro che deve essere svolto comprende il controllo del grado di blocco dell'ugello nebulizzatore, il controllo della tenuta della cinghia della ventola e la manutenzione di vari sensori.
2. Controllare il sistema operativo

Il sistema di controllo è composto da tre elementi: apparecchiature di controllo ambientale, sistema di rilevamento e strategia di controllo. Apparecchiature di controllo ambientale come ventilatori a pressione negativa, ventilatori a circolazione interna, pareti d'acqua, macchine per il riscaldamento, strumenti di nebulizzazione, ecc. Se le prestazioni delle apparecchiature meccaniche sono scarse o fallite, la funzione di regolazione ambientale non sarà in grado di svolgere. Pertanto, il lavoro di base del controllo dell'ambiente della serra è la regolare manutenzione dell'attrezzatura. Il lavoro che deve essere svolto comprende il controllo del grado di blocco dell'ugello nebulizzatore, il controllo della tenuta della cinghia della ventola e la manutenzione di vari sensori.

(2) Controllo del processo

La caratteristica di questa strategia di controllo consiste nel confrontare un segnale di rilevamento con più valori di impostazione e quindi controllare separatamente diversi dispositivi. Ad esempio, la temperatura all'interno della serra viene confrontata con la temperatura impostata dell'array per controllare in sequenza la macchina di riscaldamento, il ventilatore di circolazione interno, il ventilatore a depressione dell'aria esterna, il muro d'acqua e la nebbia.

L'intervallo di errore del controllo è correlato alle prestazioni del controller.

(3) Controllo del microcomputer

Utilizzando la potenza di calcolo del microcomputer, è possibile controllare contemporaneamente il microclima di più sezioni o più serre. Un'altra caratteristica dell'utilizzo di un microcomputer è che può registrare e memorizzare il valore di rilevamento del microclima all'interno e all'esterno della serra e il tempo di azione di varie apparecchiature di controllo ambientale, in modo che i gestori possano tenere traccia del processo di coltivazione passato. Poiché questo tipo di apparecchiatura è standardizzato, la trasmissione dei dati può essere eseguita facilmente.

(4) Controllo integrato

Questo tipo di tecnologia di controllo utilizza la potenza di calcolo, i dati e la capacità di archiviazione dei dati del microcomputer e collabora con la creazione del database di marketing delle colture per stabilire un sistema informatico all'interno del sistema di controllo. Sulla base di questo sistema, i dati vengono analizzati e il giudizio e la sintesi vengono effettuati sulla base dei dati di coltivazione precedenti, che diventano la strategia di controllo ottimale. Utilizzando questa strategia, i parametri di controllo del microclima in serra non vengono impostati come valori fissi, ma come valori variabili. La modalità di azione di tali sistemi di controllo ha diversi livelli:
A. Obiettivo per il miglior ambiente per la crescita delle colture: per far crescere le colture più velocemente e con la migliore qualità.

B. Costi mirati alla crescita delle colture: ad esempio, l'innalzamento della temperatura può far crescere le colture più velocemente e venderle prima. Tuttavia, vengono aggiunti più costi energetici, quindi l'uso del controllo della modalità integrata può valutare i parametri di controllo ambientale più appropriati in base alle condizioni di costo e ai prezzi dei prodotti di mercato, concentrandosi sul miglior profitto.

(5) Controllo del sistema della conoscenza

Questo sistema di controllo contiene un sistema di conoscenza per il giudizio "intelligente" e il risultato di questo giudizio intellettuale viene utilizzato come decisione di controllo per formulare parametri di controllo (come temperatura, umidità, luce solare, umidità del substrato, ecc.), e quindi comandare il apparecchiature di controllo ambientale. Poiché il sistema di conoscenza può coprire i dati dell'operazione di gestione, può essere utilizzato anche per comandare e gestire le apparecchiature. Pertanto, il sistema di controllo può essere utilizzato sia per il controllo dell'ambiente in serra che per il controllo delle operazioni di gestione della produzione.

Il sistema della conoscenza comprende modelli fisiologici espressi da formule matematiche e dati professionali elaborati da programmi logici. Il sistema della conoscenza è costituito da una serie di banche dati e modelli matematici. Esempi della sua applicazione sono i seguenti:
1. Controllo ambientale della serra

L'utente inserisce il nome della coltura e della varietà piantata nella serra e le condizioni di coltivazione di questa varietà (temperatura diurna e notturna, umidità relativa, quantità di luce, fotoperiodo, umidità media, conducibilità elettrica, ecc.) sono state pre-memorizzate nella banca dati di coltivazione del sistema della conoscenza. Questo è l'ambiente Controlla il valore predefinito del sistema. Se il valore predefinito differisce dal valore di misurazione del microclima all'interno della serra e il valore della differenza è superiore al valore di deviazione della tolleranza di controllo, il sistema di conoscenza utilizza il calcolo del modello di microclima della serra per controllare la quantità di regolazione e la sequenza di regolazione dell'attrezzatura di controllo ambientale. Se invece le condizioni ambientali interne sono vicine al valore di default, ma il valore misurato dell'ambiente atmosferico e il calcolo del modello di microclima mostrano che l'ambiente esterno influenzerà presto il microclima interno, il sistema di conoscenza può attivare il apparecchiature di controllo ambientale in anticipo per rispondere in anticipo, e svolgere tali operazioni preliminari di controllo ambientale insegnato.
I dati di rilevamento dall'ambiente dei media o il monitoraggio dei parassiti delle colture possono determinare se le colture devono essere irrigate, fertilizzate e applicate pesticidi. Durante l'esecuzione di queste operazioni di gestione, il sistema di controllo ambientale può anche apportare modifiche corrispondenti, come mantenere la ventilazione e accelerare l'evaporazione dell'acqua sopra le foglie.

Il sistema di conoscenza può essere utilizzato per ricalcolare il costo delle operazioni in caso di modifica delle condizioni dei costi operativi nella serra (ad esempio, modifiche dei costi energetici). A condizione di non influenzare il programma di approvvigionamento del mercato, i parametri di impostazione del controllo dell'ambiente in serra possono essere ulteriormente adattati.
A causa dei cambiamenti nelle informazioni di mercato, come l'anticipo o il ritardo dei requisiti dei tempi di consegna, il sistema di conoscenza può essere calcolato utilizzando modelli fisiologici per determinare le condizioni per il controllo dell'ambiente della serra o delle operazioni di fertilizzazione e approvvigionamento idrico in base ai requisiti di adeguamento del programma di produzione . modifiche, che vengono poi utilizzate per rivalutare i costi di produzione.

Lo stato della produzione agricola non raggiunge il punto di gestione della qualità della produzione o compaiono sintomi. Il sistema di conoscenza può utilizzare i dati microclimatici passati della serra e l'attuale stato fisiologico della coltura per identificare la causa e affrontarla. Ad esempio, le cause della scarsa crescita delle colture possono essere classificate separatamente in

1. L'ambiente di crescita (aereo o sotterraneo) non è adatto a questa varietà,

2. Il metodo di gestione non è adatto (troppa o troppo poca acqua e fertilizzante),

3. Invasione di malattie e insetti nocivi o impatto del virus.
3. Stazione di rilancio

Nelle suddette operazioni di controllo, il sistema di rilevamento interno della serra, il sistema di conoscenza e il controllore insieme formano una stazione di trasmissione per le operazioni di controllo dell'ambiente della serra. I dati ricevuti da questa stazione di ritrasmissione includono i dati sull'ambiente atmosferico trasmessi dal sistema di gestione centrale, il valore di impostazione della regolazione del microclima della serra e i parametri immessi dal controller. Questi dati esterni vengono confrontati con i dati del microclima della serra e con i dati di rilevamento delle condizioni fisiologiche delle colture, quindi valutati e confrontati dal sistema di conoscenza nel controller per controllare le apparecchiature di controllo ambientale.
La caratteristica di questo tipo di stazione di rilancio è che una stazione di rilancio controlla una o più unità di serra. La stazione di ripetizione può ricevere i dati dal sistema di gestione centrale e anche trasmettere i dati di rilevamento e le azioni di controllo di ciascun dispositivo al sistema di gestione centrale, ma non accetta il segnale di comando dal sistema di gestione centrale. Questo tipo di funzione di controllo risiede nel fatto che solo gli operatori in loco possono immettere comandi e il personale remoto non può impegnarsi direttamente in operazioni remote.

Il sistema di avviso di segnale anomalo può essere utilizzato insieme a questo sistema di stazione di ripetizione. E il personale responsabile può essere avvisato tramite comunicazione cablata o wireless

4. Trasmissione di segnali e dati

La trasmissione dei dati dalla stazione di rilancio al sistema di gestione centrale può essere trasmessa con mezzi cablati o wireless. Poiché la trasmissione di dati e dati è un'operazione standardizzata nel settore, può essere utilizzata direttamente nel sistema di controllo dell'ambiente in serra.
5. Sistema di gestione centrale

Questo sistema di gestione centrale ha le seguenti funzioni:

1. Raccogliere i dati misurati dell'ambiente atmosferico, registrarli e inviarli a ciascuna stazione di rilancio.

2. Accettare i dati sul microclima e le informazioni sull'azione delle apparecchiature di ciascuna serra trasmesse da ciascuna stazione di trasmissione.

3. Sulla base dei cambiamenti nelle condizioni dei costi operativi o nei programmi operativi, il sistema di conoscenza integrato viene utilizzato per il calcolo e la valutazione e i parametri del microclima interno e le condizioni operative di gestione della serra vengono rideterminati e quindi inviati alla stazione di trasmissione , e poi consegnato al personale di gestione per l'immissione e il controllo in base al sistema delle condizioni locali.

4. Confrontare le informazioni sulla crescita del raccolto raccolte ogni volta prestabilite e utilizzare la tecnologia di controllo della qualità per valutare se soddisfa il progresso di crescita predeterminato. Se ci sono differenze nei tratti di crescita e nella qualità (come il contenuto di fertilizzanti azotati, la lunghezza dello stelo, ecc.), giudicare in base alle informazioni sul processo produttivo esistente e ai dati fisiologici della coltura, come riferimento per l'adeguamento e la gestione dei parametri di controllo ambientale.

5. Il sito Web integrato del sistema di gestione può fornire alle unità amministrative dell'azienda di utilizzare la rete per ottenere informazioni di produzione rilevanti in diverse regioni. Lo stato di crescita delle colture può essere fornito ai clienti a valle per la visualizzazione online attraverso la rete.