kas klimaatbeheersing systeem

Het installeren van verschillende omgevingscontroleapparatuur in de kas en het gebruik van een automatisch regelsysteem om het interne microklimaat aan te passen, is de basisconsensus geworden onder degenen die zich bezighouden met de glastuinbouw. De vooruitgang van de technologie is eindeloos. De innovatie en verbetering van omgevingscontroletechnologie hangt nauw samen met de update en vooruitgang van andere technologieën.

1. Detectiesysteem

(1) Sensoren Detectiesystemen die in de glastuinbouw worden gebruikt, zijn onder andere:

A. Gasomgeving: temperatuur, relatieve vochtigheid, zonlicht, windsnelheid, winddruk, kooldioxideconcentratie, etc.

B. Wortelomgeving: substraattemperatuur, pH-waarde, EC-waarde, elke afzonderlijke ionenconcentratie, substraatvochtgehalte, enz.

C. Fysiologische toestand van gewassen: bladtemperatuur, bladoppervlak, bladhoek, chlorofylgehalte, suikergehalte, N-concentratie, huidmondjesopening, pathogeendichtheid, etc.

(2) Prestatie-eisen van sensoren De bijzondere prestatie-eisen van de sensoren die worden gebruikt in het kasklimaatbeheersingssysteem:

A. Het nauwkeurigheidsbereik is 25 procent van het bereik van de regelvereisten

B. Bestand tegen hoge temperaturen, hoge luchtvochtigheid en stoffige omgevingen.

C. De detectiewerking van de sensor belemmert de groei van gewassen niet. De meting van de bladtemperatuur moet bijvoorbeeld worden uitgevoerd met behulp van nabij-infrarood contactloze technologie en er kunnen geen rijdraden in het bladlichaam worden gestoken.

(3) De locatie van de sensor

Sensorplaatsing is uiterst belangrijk. Het moet representatief zijn en de werkelijke omgeving van de gewassen in de kas weergeven. Als de substraatvochtmeter bijvoorbeeld in een plantenbak of een plantenbed dicht bij het gangpad wordt geplaatst, zal de vochtmeetwaarde ervan laag zijn. Aan de andere kant mag de plaatsing van de sensor de meetnauwkeurigheid niet beïnvloeden vanwege andere objecten. Als de zonneschijnmeter bijvoorbeeld wordt beïnvloed door de schaduw van de straal, zal de gemeten waarde laag zijn. De thermometer is op de balk en kolom bevestigd en de gemeten temperatuurwaarde wordt gemakkelijk beïnvloed door de warmteabsorptie en warmteafvoer van het metalen materiaal.

(4) Onderhoud van sensoren

De temperatuur- en vochtigheidssensor moet direct zonlicht vermijden. Er moet een stofdicht apparaat boven de zonneschijnmeter zijn om de golflengte van het zonlicht en de hoek van de afwijking van het zonlicht niet te beïnvloeden. De pH-, vocht- en andere meetelektroden in het medium moeten bestand zijn tegen zuren en logen. Het totale systeem moet een elektrische schokbeveiliging hebben die bestand is tegen plotselinge spanningsveranderingen en externe statische elektriciteit.

(5) Kalibratie van de sensor

Diverse sensoren voor de kasomgeving regelen uitgangsstroom- of spanningssignalen voor eenvoudige aansluiting op industriële besturingssystemen. De meetprestaties van sensoren die op basis van elektrische principes zijn ontwikkeld, worden echter beïnvloed door niet-lineariteit, hysterese-effecten, verouderingsverschijnselen, enz., en hun nauwkeurigheid en reproduceerbaarheid veranderen met de omgeving en de tijd van gebruik. Daarom is regelmatige kalibratie vereist om de nauwkeurigheid van de sensor te waarborgen. De gemeten prestatie is correct beschikbaar. Aan de andere kant moet worden overwogen of de ingebouwde formule van de sensor van toepassing is.

De nauwkeurigheid van de sensor is rechtstreeks van invloed op het slagen of mislukken van de regeling, maar de kalibratie van de sensor bepaalt de meetprestaties. Kalibratiewerkzaamheden vereisen het gebruik van standaardstoffen of het instellen van een standaardomgeving. Dit werk voor het opzetten van een kalibratiestandaard heeft een systeem in de meetindustrie tot stand gebracht dat kan worden geïntroduceerd voor prestatiekalibratie van omgevingscontrolesensoren.

2. Controle besturingssysteem

Het regelsysteem bestaat uit drie elementen: omgevingsregelapparatuur, sensorsysteem en regelstrategie. Apparatuur voor omgevingscontrole, zoals onderdrukventilatoren, interne circulatieventilatoren, watermuren, verwarmingsmachines, vernevelingsgereedschap, enz. Als de prestaties van mechanische apparatuur slecht zijn of falen, kan de functie van milieuregulering niet spelen. Daarom is het basiswerk van het beheersen van de kasomgeving het regelmatige onderhoud van de apparatuur. De uit te voeren werkzaamheden zijn onder andere het controleren van de verstoppingsgraad van de nevelnozzle, het controleren van de dichtheid van de ventilatorriem en het onderhouden van diverse sensoren.
2. Controle besturingssysteem

Het regelsysteem bestaat uit drie elementen: omgevingsregelapparatuur, sensorsysteem en regelstrategie. Apparatuur voor omgevingscontrole, zoals onderdrukventilatoren, interne circulatieventilatoren, watermuren, verwarmingsmachines, vernevelingsgereedschap, enz. Als de prestaties van mechanische apparatuur slecht zijn of falen, kan de functie van milieuregulering niet spelen. Daarom is het basiswerk van het beheersen van de kasomgeving het regelmatige onderhoud van de apparatuur. De uit te voeren werkzaamheden zijn onder andere het controleren van de verstoppingsgraad van de nevelnozzle, het controleren van de dichtheid van de ventilatorriem en het onderhouden van diverse sensoren.

(2) Procesbeheersing

Het kenmerk van deze besturingsstrategie is om één detectiesignaal te vergelijken met meerdere instelwaarden en vervolgens verschillende apparaten afzonderlijk te besturen. Zo wordt bijvoorbeeld de temperatuur in de kas vergeleken met de ingestelde temperatuur van de array om achtereenvolgens de verwarmingsmachine, de interne circulatieventilator, de externe onderdrukventilator, de watermuur en de mist aan te sturen.

Het foutbereik van de besturing is gerelateerd aan de prestaties van de controller.

(3) Microcomputerbesturing

Met behulp van de rekenkracht van de microcomputer kan het microklimaat van meerdere afdelingen of meerdere kassen tegelijkertijd worden aangestuurd. Een ander kenmerk van het gebruik van een microcomputer is dat deze de detectiewaarde van het microklimaat binnen en buiten de kas en de actietijd van verschillende omgevingscontroleapparatuur kan registreren en opslaan, zodat managers het teeltproces in het verleden kunnen volgen. Aangezien dit type apparatuur gestandaardiseerd is, kan gegevensoverdracht eenvoudig worden uitgevoerd.

(4) Geïntegreerde besturing

Dit soort besturingstechnologie maakt gebruik van de rekenkracht, gegevens en gegevensopslagcapaciteit van de microcomputer en werkt samen met het opzetten van de gewasmarketingdatabase om een ​​computersysteem in het besturingssysteem tot stand te brengen. Op basis van dit systeem worden de gegevens geanalyseerd en worden de beoordelingen en syntheses gemaakt op basis van de eerdere teeltgegevens, wat de optimale controlestrategie wordt. Bij deze strategie worden de regelparameters van het microklimaat in de kas niet als vaste waarden ingesteld, maar als variabele waarden. Het werkingsmechanisme van dergelijke besturingssystemen heeft verschillende niveaus:
A. Streef naar de beste omgeving voor gewasgroei: om gewassen sneller en met de beste kwaliteit te laten groeien.

B. Gerichte gewasgroeikosten: Door bijvoorbeeld de temperatuur te verhogen, kunnen gewassen sneller groeien en eerder worden verkocht. Er komen echter meer energiekosten bij, dus het gebruik van geïntegreerde modusregeling kan de meest geschikte omgevingsregelingsparameters evalueren op basis van kostenvoorwaarden en marktproductprijzen, met de nadruk op de beste winst.

(5) Beheersing van kennissysteem

Dit controlesysteem bevat een kennissysteem voor "intelligentie"-oordeel, en het resultaat van dit intellectuele oordeel wordt gebruikt als een controlebeslissing om controleparameters te formuleren (zoals temperatuur, vochtigheid, zonlicht, substraatvochtigheid, enz.), en vervolgens de apparatuur voor omgevingscontrole. Aangezien het kennissysteem de gegevens van de beheeroperatie kan dekken, kan het ook worden gebruikt voor het aansturen en beheren van de apparatuur. Daarom kan het besturingssysteem zowel worden gebruikt voor de besturing van de kasomgeving als voor de besturing van het productiebeheer.

Het kennissysteem omvat fysiologische modellen uitgedrukt door wiskundige formules en professionele gegevens verwerkt door logische programma's. Het kennissysteem bestaat uit een reeks databases en wiskundige modellen. Voorbeelden van de toepassing ervan zijn als volgt:
1. Milieubeheersing in de kas

De gebruiker voert de naam in van het gewas en ras dat in de kas is geplant en de teeltomstandigheden van dit ras (dag- en nachttemperatuur, relatieve vochtigheid, lichthoeveelheid, fotoperiode, medium vochtigheid, elektrische geleidbaarheid, etc.) zijn vooraf opgeslagen in de teeltdatabase van het kennissysteem. Dit is de omgeving Bepaalt de standaardwaarde van het systeem. Als de standaardwaarde afwijkt van de meetwaarde van het microklimaat in de kas en de verschilwaarde hoger is dan de afwijkingswaarde van de regeltolerantie, gebruikt het kennissysteem de berekening van het microklimaatmodel van de kas om de aanpassingshoeveelheid en de aanpassingsvolgorde van de omgevingscontroleapparatuur te regelen. Aan de andere kant, als de interne omgevingsomstandigheden dicht bij de standaardwaarde liggen, maar de gemeten waarde van de atmosferische omgeving en de berekening van het microklimaatmodel laten zien dat de externe omgeving binnenkort het interne microklimaat zal beïnvloeden, kan het kennissysteem de milieubeheersingsapparatuur van tevoren om van tevoren te reageren en dergelijke voorbereidende milieubeheersingsoperaties uit te voeren.
Het detecteren van gegevens uit de mediaomgeving of het monitoren van gewasplagen kan bepalen of gewassen moeten worden geïrrigeerd, bemest en toegepast met pesticiden. Tijdens het uitvoeren van deze beheerhandelingen kan het omgevingscontrolesysteem ook overeenkomstige aanpassingen doen, zoals het handhaven van ventilatie en het versnellen van de verdamping van water boven de bladeren.

Het kennissysteem kan worden gebruikt om de exploitatiekosten opnieuw te berekenen bij veranderende exploitatiekostencondities in de kas (bijvoorbeeld veranderingen in energiekosten). Op voorwaarde dat het leveringsschema van de markt niet wordt beïnvloed, kunnen de instellingsparameters van de kasomgevingsregeling verder worden aangepast.
Door veranderingen in marktinformatie, zoals het vervroegen of uitstellen van levertijdeisen, kan het kennissysteem worden berekend met behulp van fysiologische modellen om de voorwaarden te bepalen voor het beheersen van de kasomgeving of bemesting en watervoorzieningsactiviteiten onder de vereisten van het aanpassen van het productieschema . wijzigingen, die vervolgens worden gebruikt om de productiekosten opnieuw te beoordelen.

De status van de gewasproductie bereikt het punt van productiekwaliteitsbeheer niet of er verschijnen symptomen. Het kennissysteem kan de microklimaatgegevens uit het verleden van de kas en de huidige fysiologische toestand van het gewas gebruiken om de oorzaak te achterhalen en aan te pakken. Oorzaken van slechte gewasgroei kunnen bijvoorbeeld afzonderlijk worden onderverdeeld in

1. De groeiomgeving (lucht of ondergrond) is niet geschikt voor deze variëteit,

2. De beheersmethode is niet geschikt (te veel of te weinig water en kunstmest),

3. Invasie van ziekten en insectenplagen of virusimpact.
3. Relaisstation

Bij de bovenstaande regeloperaties vormen het interne detectiesysteem van de kas, het kennissysteem en de controller samen een relaisstation voor de regeloperaties van de kasomgeving. De gegevens die door dit relaisstation worden ontvangen, omvatten de atmosferische omgevingsgegevens die door het centrale beheersysteem worden verzonden, de instelwaarde voor microklimaataanpassing van de kas en de parameters die door de controller worden ingevoerd. Deze externe gegevens worden vergeleken met gegevens over het microklimaat in de kas en gegevens over de fysiologische toestand van het gewas, en vervolgens geëvalueerd en vergeleken door het kennissysteem in de controller om de apparatuur voor omgevingscontrole te regelen.
Het kenmerk van dit type relaisstation is dat één relaisstation één of meerdere kasunits aanstuurt. Het relaisstation kan de gegevens van het centrale beheersysteem ontvangen en ook de detectiegegevens en de besturingsacties van elk apparaat naar het centrale beheersysteem verzenden, maar accepteert het commandosignaal van het centrale beheersysteem niet. Dit soort besturingsfunctie ligt in het feit dat alleen on-site operators commando's kunnen invoeren en personeel op afstand niet rechtstreeks betrokken kan zijn bij operaties op afstand.

Het waarschuwingssysteem voor abnormale signalen kan worden gebruikt in combinatie met dit relaisstationsysteem. En het verantwoordelijke personeel kan op de hoogte worden gebracht via bedrade of draadloze communicatie

4. Signaal- en gegevensoverdracht

De gegevensoverdracht van het relaisstation naar het centrale beheersysteem kan bekabeld of draadloos worden verzonden. Aangezien de overdracht van gegevens en gegevens een gestandaardiseerde bewerking is in de industrie, kan deze direct worden gebruikt in het kasbeheersysteem.
5. Centraal beheersysteem

Dit centrale beheersysteem heeft de volgende functies:

1. Verzamel de gemeten gegevens van de atmosferische omgeving, leg ze vast en stuur ze naar elk relaisstation.

2. Accepteer de gegevens over het microklimaat en de actie-informatie van de apparatuur van elke kas die door elk relaisstation wordt verzonden.

3. Op basis van veranderingen in de bedrijfskosten of bedrijfsschema's wordt het ingebouwde kennissysteem gebruikt voor berekening en evaluatie, en worden de interne microklimaatparameters en beheerbedrijfsomstandigheden van de kas opnieuw bepaald en vervolgens naar het relaisstation gestuurd , en vervolgens overgedragen aan het managementpersoneel om in te voeren en te controleren volgens het lokale voorwaardensysteem.

4. Vergelijk de informatie over de gewasgroei die elke vaste tijd wordt verzameld en gebruik kwaliteitscontroletechnologie om te evalueren of deze voldoet aan de vooraf bepaalde groeivoortgang. Als er verschillen zijn in groeikenmerken en kwaliteit (zoals stikstofmeststofgehalte, stengellengte, enz.), oordeel dan op basis van de bestaande informatie over het productieproces en gewasfysiologische gegevens, als referentie voor de aanpassing en het beheer van omgevingsparameters.

5. De ingebouwde website van het managementsysteem kan de administratieve eenheden van het bedrijf het netwerk bieden om relevante productie-informatie in verschillende regio's te verkrijgen. De groeistatus van gewassen kan worden verstrekt aan downstream-klanten voor online weergave via het netwerk.