105 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Система автоматического управления теплицей

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛИЦЕЙ УТ-24! ГОТОВОЕ РЕШЕНИЕ!

Тепличное строение это прежде всего экосистема, которая требует соблюдения многих факторов для благоприятного выращивания различных культур. В данной статье мы рассмотрим систему управления теплицей, которую может собрать любой желающий самостоятельно.

Система управления теплицей УТ-24 может обеспечивать микроклимат в теплице с помощью подключаемых датчиков температуры и охладительного, нагревательного оборудования. Охладительным оборудованием может являться: открывающая форточку, вентилятор, кондиционер и т.п. Контроллеру по большому счёту не важно какое включать/отключать оборудование. В нашей системе применяется контактор для охлаждения/нагрева теплицы на 5кВт, но Вы можете установить самостоятельно с другой мощностью по своим потребностям. Микроклимат это один из самых важных факторов в выращивании культур:

o при сильной жаре – без своевременного охлаждения и проветривания, растения погибают

o растениям необходима циркуляция свежевого воздуха для благоприятного роста

o при заморозках и в зимний период необходим подогрев теплицы для предотвращения замерзания растений

Система управления теплицы обеспечивает данные режимы микроклимата:

o o возможность установки определённой температуры для работы нагревательного оборудования

o возможность установки определённой температуры для работы охладительного оборудования

Также одним из самых важных факторов в выращивании тепличных культур является правильный и своевременный полив. В данной системе управления теплицей УТ-24 реализованы различные условия и режимы для полива растений. Система позволяет производить полив растений по трём независимым зонам, которые в свою очередь возможно настроить в следующих режимах:

o полив растений по заданным таймерам

o полив растений по датчику влажности почвы

o ручной режим полив растений


При этом можно устанавливать различные сопутствующие условия в зависимости от конфигурации системы:

o автоматический полив растений по таймеру и датчика влажности

o контроль температуры воды в аккумулирующей ёмкости для полива растений

o контроль уровня жидкости в аккумулирующей ёмкости (защита насоса от сухого хода)

Для разделения зон полива растений используются электроклапана на 12,24,220В (в зависимости от модификации). Контроль за температурой в ёмкости отвечает аналоговый датчик температуры 4-20мА, который способен с высокой точностью определять температуру воды. Также реализован контроль за уровнем в ёмкости с помощью аналогового датчика 4-20мА или дискретных датчиков (нижний и верхний уровень). Аккумулирующая ёмкость часто используется для естественного нагрева воды, так как поступаемая вода из скважины имеет очень низкую температуру, которая негативно сказывается на растениях.

Также одним из ключевых факторов для эффективного роста растений является их досветка по определённым условиям. Растения получающие недостаточное количество освещенности в течении дня имеют замедленный рост и следствие уменьшенный урожай. Самым простым способ реализованным в системе управления теплицей является досветка растений по дискретному датчика. Таким образом, система определяет за промежуток установленного времени (например, с 7 до 18), какая была освещенность растений и при необходимости сама включает досветку на нужное количество времени. Также реализован контроль досвечивания растений по аналоговому датчика освещенности, который определяет текущий уровень освещенности в теплице. Соответственно реализованы следующие режимы и параметры по досветке растений:

o включение освещенности по таймеру

o включение освещенности по датчику освещенности

o ручной режим включения освещенности

o включение освещенности по таймер условием контроля уровня освещенности

Система управления теплицей УТ-24 также способна контролировать работу насосов: скважинного и поливочного, по нескольким условиям. Работу скваженного насоса можно настраивать относительно уровня аккумулирующей емкости, когда при уменьшении уровня жидкости в ёмкости насос включается, а при полном заполнении отключается. Также система управления теплицей УТ-24 позволяет управлять поливочным насосом по нескольким условиям, а именно:

o в автоматическом режиме (при условии открытия любого из клапанов)

o ручной режим с условием датчика сухого хода

o в автоматическом режиме с условием датчика сухого хода

Система управления теплицей УТ-24 позволяет существенно экономить человеческий труд, повышает благоприятные условия для роста тепличных растений, а также обеспечивает удаленный контроль за экосистемой. Данное решение собирается на промышленном оборудовании для стабильной и безотказной работы, а также промышленные датчики КИПиА для правильного технологического контроля.

Также система предусматривает передачу данных по промышленному протоколу Modbus на верхний уровень SCADA системы или для удаленного контроля за параметрами теплицы. Нами реализована возможность сбора данных основных параметров и значений, а также управление технологическим оборудованием теплицы удаленно.

Данная система управления была реализована на промышленном программируемом реле ПР200. Наша компания выкладывает в свободным доступ краткую инструкцию и программный код для контроллера для самостоятельного настройки и сборки системы управления. Данная программа дорабатывалась под максимально универсальный сценарий различных события, т.е. Вы можете самостоятельно убрать лишний код программы, либо добавить свой при необходимости.

Также у данной системы присутствуют определенные ограничения, связанные с возможностью программируемого реле ПР200, а именно:

o относительно мало памяти программируемого реле, которое ограничивает в расширении системы

o небольшое количество сетевых переменных (макс 64шт) для передачи на верхний уровень

o ограничение программируемого реле в программном коде относительно полноценного контроллера

Все данные недостатки решаются с установкой промышленного контроллера ПЛК.

Мы готовы оказать консультационную помощь по данному решению, а также выполнить сборку и настройку системы под ключ на базе промышленных реле или контроллерах Haiwell , Unitronics .

«Умная теплица»: автоматика для теплиц

Многие приверженцы огородного хозяйства, занимаясь возделыванием различных культур, начинают с постройки обыкновенного парника. После высадки семян и начинаются различные хлопоты по обслуживанию и сохранению посевов. Если теплица небольшая, то и беспокойства особого она не доставит. Но как быть тем, у кого на участке построено массивное сооружение, требующее чуть ли не постоянного присмотра? Наш материал расскажет об особенностях «умных теплиц», которые позволяют существенно облегчить труд огородников.

Что это такое?

Многие выращивают тепличные овощи ради самого процесса, ведь приятно ощущать, что эти продукты практически созданы своими руками. Некоторые владельцы дачных участков с превеликим удовольствием взялись бы за подобное дело еще более серьезно, но вот только ни сил, ни времени для этого нет. Автоматизированная система, контролирующая полив, вентиляцию, подачу удобрений до сих пор является пределом мечтаний некоторых дачников. На самом деле все мечты уже успешно работают в реальной жизни.

Благодаря тому, что прогресс безостановочно развивается, «умная теплица» существует в реальности. Развитие строительного рынка и сопутствующих технологий привело к тому, что управлять всеми процессами сегодня может автомат.

Собственно, к чему теплице автоматизация? Достаточно взять за пример обыкновенный парник и рассмотреть, какие процессы там происходят. Учитывая то, что контроль над климатом там ведётся должным образом, но делается это, скорее, по возможности, хотя и ежедневно.

С появлением первых лучей солнца температура в теплице начинает резко возрастать. Это очень благоприятное время для растений. Вот только дело в том, что одновременно с этим растёт температурный перепад между почвой и воздухом. В связи с этим корни, оставаясь холодными, не могут в полной мере снабдить ростки влагой. Это явление не очень благотворно влияет на рост завязи.

С вентиляцией ещё хуже. Обычно проветривать теплицу владелец идет, когда температура внутри превышает показатель в 40°С. С открыванием дверей и форточек сквозняк вместе с тёплым воздухом уносит остатки влаги, образовывая, по сути, пустынный климат. Таким образом, создаётся идеальная среда для размножения вредителей и болезней.

К вечеру, когда температура восстановит свой баланс, растения придут в норму. Но если сравнить итоги урожая, то овощей из автоматизированной теплицы будет больше, и выглядеть они будут намного симпатичнее. Выходит, что основной задачей «умной» теплицы является обеспечение комфортного микроклимата для растений.

Особенности

Это произведение «огородного» искусства появилось достаточно давно и на протяжении многих лет пользуется заслуженной популярностью. Проводить всё время на дачном участке могут позволить себе лишь пенсионеры. Остальные категории людей в меру своей занятости могут посещать свои огороды только периодически.

Автоматическая теплица является уникальной конструкцией, предназначенной для максимального облегчения труда огородников. Причем сделать «умной» можно любую теплицу. Всё зависит от сообразительности садовода и применения современных технологий.

«Умная» теплица для обладания своим «разумным» званием обязательно должна соответствовать следующим характеристикам:

  • регулировка температуры внутри парника должна происходить автоматически при помощи датчика воздуха;
  • обязательное наличие капельной системы орошения;
  • грунт в теплице должен восстанавливаться без помощи человека.

Нет большой необходимости в том, чтобы автоматизированная оранжерея была сверху донизу напичкана новинками современных систем производства. Оснащение теплицы может быть произведено с минимальными затратами. Основным аспектом является согласованная функциональность всех установленных систем. Этим обеспечивается достижение максимальной эффективности.

Читать еще:  Прозрачные материалы для теплиц

Виды и конструкции

Все преимущества от собственного парника можно увидеть в тот момент, когда свежие и вкусные овощи появляются на столе. Причём это происходит ежедневно, а не только в тёплые летние дни. Нет необходимости для консервирования и заморозки впрок. Теплица даёт всё свежее, натуральное и своё.

Чтобы выбрать качественную конструкцию, нужно учесть параметры местности и, конечно же, определиться с выбором выращиваемой культуры. Сложно не растеряться в разнообразии предлагаемых вариантов, ведь сегодня на рынке представлен большой ассортимент моделей, причём одна лучше другой. А современные дачные умельцы предлагают свои собственные изобретения, намного более совершенные, чем некоторые заводские разработки. Так на чём же остановить свой выбор?

Для начала необходимо определиться с тем, для чего нужна теплица:

  • что в ней будет расти и в каких объёмах;
  • конструкция будет использоваться только летом или круглый год;
  • размеры конструкции;
  • количество выращиваемых овощей (для личных нужд или еще и на продажу);
  • степень автоматизации теплицы и т. д.

В основном на рынке представлены стеклянные теплицы на металлическом каркасе в виде домика, а также интересные арочные конструкции из поликарбоната. Лист из этого материала проще согнуть в виде арки, чем резать, кроме того, здесь важен фактор герметичности сооружения. Перед тем как сделать выбор, необходимо рассмотреть все недостатки и преимущества этих теплиц.

В форме арки

  • малая плоскость отражения, поэтому солнечного света попадает больше;
  • большое количество свободного места – растениям есть, куда расти в длину;
  • конструкция имеет симпатичный внешний вид;
  • простота сооружения и лёгкость транспортировки;
  • возможность добавления новых сегментов для расширения посевной площади.

Минусы конструкции:

  • с такой теплицы снег практически не скатывается, и есть вероятность того, что конструкция может прогнуться и сломаться;
  • при неправильной сборке можно нарушить герметичность и, кроме воды, в теплицу могут попасть вредные насекомые;
  • при недостаточно надёжном креплении к фундаменту, конструкцию может снести ветром.

Теплица-домик

  • такое сооружение легко сделать своими руками;
  • снег на крыше не задерживается, поэтому не стоит волноваться по поводу прогибов;
  • в теплице такого типа проще установить различные системы автоматизации;
  • выбор материалов для строительства достаточно разнообразен;
  • имеется возможность дополнительного улучшения внешнего вида.

Недостатки:

  • теплица имеет сильную степень отражения из-за ровной поверхности, поэтому солнечного тепла растениям может быть недостаточно;
  • в дальнейшем, если потребуется расширение площади, сделать это будет затруднительно;
  • большое количество составных частей, требующих постоянного контроля;
  • крыша у таких теплиц достаточно тяжела, поэтому при возведении сооружения необходим мощный и прочный фундамент.

Кроме традиционных форм, можно рассмотреть и другие типы теплиц. Всё зависит от удобства работы и требований, которые предъявляют сами растения. К примеру, огурцам требуется широкое пространство, а помидорам необходима высота.

Широким спросом у дачников сегодня пользуется парник под названием «Умница». Благодаря тому, что конструкция этой теплицы очень удобна и прочна, служить она будет очень долго. Но самое главное, чем отличается эта теплица от других это то, что она обладает открывающейся крышей.

Сгруппировать все преимущества «Умницы» можно следующим образом:

  • надёжность и простота конструкции;
  • практичный тип кровли;
  • несложная регулировка параметров влажности и температуры.

Для управления крышей служит специальный подъёмник на роликах, использование которого не требует специальных навыков. На зимний период теплицу можно оставлять незакрытой. Благодаря этому, будет происходить насыщение почвы влагой, предотвращение вымерзания грунта и возможной деформации крыши.

Кроме того, этот «умный» парник способен самостоятельно создавать необходимый микроклимат внутри. Само название теплицы говорит о том, что качество здесь на высоте. Ну а неоспоримым преимуществом является низкая стоимость, которая позволит окупить затраты за короткий срок.

«Умную» теплицу можно создать и своими руками. Автоматизацию парника поможет осуществить контролирующая система Arduino, благодаря которой возможен постоянный мониторинг основных процессов. Автоматика Arduino уведомляет владельца о работе системы вентиляции, влажности, перебоях электроснабжения и других функций. Данные могут выводиться на дисплей компьютера или планшета либо оповещение может проводиться при помощи световой сигнализации.

Автономная работа самодельной теплицы достигается установкой комплекта, куда входят электросхемы, закрыватели с термодатчиками и модули различного назначения.

Базовый проект самодельной «умной» теплицы позволяет автоматически выполнять следующие функции:

  • контроль и регулировка температуры внутри теплицы;
  • мониторинг влажности воздуха;
  • увлажнение грунта;
  • освещение растений.

Лучшие варианты

В большинстве случаев дачники отдают предпочтение зарубежным образцам производства, полагая, что иностранные производители выпускают более качественную продукцию. На самом деле отечественные аналоги в качестве и функциональности ни в чем им не уступают.

«Умная» теплица по Курдюмову из поликарбоната предусматривает использование системы капельного орошения и автоматической вентиляции без применения электричества. Она оборудуется системой автоматического проветривания для обеспечения комфортного климата, способствующего росту посевов.

Принцип действия механизма достаточно прост:

  • на фрамугу устанавливается гидроцилиндр с жидкостью, который, по сути, можно назвать термодатчиком;
  • при нагревании воздуха в теплице жидкость расширяется, толкает поршень и происходит открытие окна;
  • когда температура падает, то происходит обратный процесс.

Поршень способен развить усилие до 100 кг, что даёт возможность двигать окно площадью до 2 кв. м. Срок службы такого устройства достигает нескольких лет, так что цену можно считать вполне приемлемой. Форточки обычно располагаются таким образом, чтобы не вызвать излишней парусности, иначе при сильных порывах ветра парник может быть разрушен.

Капельный полив – это способ подачи влаги, при котором вода небольшими порциями доставляется прямо к корневой системе растения. Для этого применяется несложный набор трубок, шлангов и распылителей. Благодаря этому, в почве всегда сохраняется необходимый уровень влажности. Кроме того, вода успевает прогреться до температуры окружающего воздуха, что хорошо влияет на рост саженцев.

Так как весь процесс полива происходит автоматически, то у дачника отпадает необходимость делать это самому. Для дальнейшего удобства при поливе используется такой же гидроцилиндр, как и для вентиляции, то есть кран открывается при расширении жидкости. Главным фактором является наличие воды в резервуаре, ведь орошение считается автоматическим, пока есть чем поливать.

Следуя рекомендациям Курдюмова, грунт внутри парника нужно накрывать невысоким слоем органического материала (мульчей). Мульчирование препятствует появлению сорняков и сохраняет необходимый уровень влаги. Для сохранения тепла в качестве органики можно использовать такие лёгкие материалы, как солома или опилки. Этим достигается сохранение налаженного климата в парнике.

Теплица Курдюмова поможет опытному дачнику повысить урожайность и уменьшить трудозатраты по обслуживанию парника. Таким образом, становится очевидным: и в РФ есть достойные умельцы и производители, способные соперничать с зарубежными конкурентами.

Преимущества

Для выращивания овощей в «умной» теплице не требуется постоянного присутствия человека. Владелец дачи должен лишь высадить рассаду в грунт. Применение автоматики в тепличном хозяйстве позволяет в значительной мере облегчить работу на дачном участке. При этом урожай можно собирать на протяжении всего года.

Автоматизация позволяет создать идеальные условия для управления микроклиматом в парнике. Системы автономности помогают сэкономить время и ресурсы. Стоит отметить, что «умная» теплица, несмотря на свою кажущуюся сложность, имеет вполне обычную конструкцию. Соорудить парник может любой дачник знакомый с инструментами. После установки автоматической системы управления теплицей, дачник сможет почувствовать, что садовый участок – это не только физический труд, но и место отдыха на природе.

Автоматизация теплиц

Автоматизация теплиц — это не роскошь, а необходимость, опытные огородники, которые занимаются выращиванием различных культур в теплицах, это знают. Для парников любой конструкции и размеров важно поддержание определенных микроклиматических условий, организация полива, проветривание, освещения. Все это необходимо делать ежедневно, что не всегда является возможным, так как каждый день ездить к теплицам за город может не всякий.

В настоящее время ведется активная модернизация теплиц, связанная с повышением количества исполнительных систем: разделение контуров, модернизация форточной вентиляции, установка систем зашторивания, установка вентиляторов. Парники оснащаются специальным оборудованием. Автоматизированные системы в теплицах предоставляет новые возможности для владельцев загородного участка.

Автоматизация теплиц

Автоматизация теплиц: есть ли необходимость?

Не секрет, что на все процессы жизнедеятельности растений, огромное влияние оказывает температурный режим. Всякое отклонение от благоприятного для растений температурного режима отрицательно сказывается на качестве и количестве урожая. При этом нужно учесть, что растению в различные фазы его жизненного цикла требуется разная температура окружающей среды. Влага, углекислый газ, должны быть в определенных соотношениях в зависимости от температуры воздуха. Только при правильном соотношении можно гарантировать нормальный рост, развитие и плодоношение растений. Сама же температурная среда должна определяться уровнем освещённости. Нужно понимать, что в некоторых случаях менять условия в теплице для комфортного микроклимата растений, необходимо, чуть ли ни каждый час. Учесть и создать оптимальное сочетание параметров микроклимата в теплицах возможно лишь с помощью автоматизации технологического процесса. Автоматика для теплицы применяется для нескольких основных систем жизнеобеспечения растений. Сюда относится:

  • Поддержание комфортной температуры внутри. В помещении автоматически включается режим проветривания, зашторивания, поэтому в жаркие дни овощи, фрукты и ягоды не завянут в таких условиях.
  • Полив растений в заданное время. Автоматизация полива, просто в управлении. Даже начинающий дачник легко справится с ее настройкой.
  • Восстановление почвы, делать ее микрофлору подходящей для выращивания выбранного сорта растений.
  • Освещение и отопление.
Читать еще:  Размер поликарбоната стандартный для теплицы

Автоматизированные системы могут самостоятельно выполнять необходимые функции в течение длительного времени без вмешательства человека. Это существенно упрощается уход за культурными растениями. Конечно, автоматизированные теплицы, не способны выращивать урожай без человеческого участия, но автоматизировав рутинные процессы, человек не тратит свое время на бытовые задачи. Автономные системы орошения позволят сэкономить время, затраченное на полив, особенно на дачных участках, когда требуется полив даже в будние дни. Количество расходуемой воды и удобрений также существенно снижаются. Освещение и теплоподогрев позволяют круглогодично выращивать овощи и зелень в парниках.

Автоматизация теплицы необходима для людей, которые ценят свое время и готовы делать инвестиции для своего комфортного будущего.

Виды и разновидности автоматизированных систем

Существует частная и промышленная автоматизация теплиц. В первом случае вы можете самостоятельно собрать все элементы несложной системы. Это стоит дешевле. Частная автоматизация теплиц или как еще ее называют «умная» теплица должна соответствовать следующим характеристикам:

  • регулировка температуры внутри парника должна происходить автоматически при помощи датчика температуры воздуха;
  • обязательное наличие капельной системы орошения;
  • грунт в теплице должен восстанавливаться без помощи человека.

Нет большой необходимости в том, чтобы частная автоматизированная теплица была сверху донизу оборудована новинками современных систем производства. Оснащение теплицы может быть произведено с минимальными затратами. Основным аспектом является согласованная функциональность всех установленных систем. Этим обеспечивается достижение максимальной эффективности.

Автоматизация теплиц различается по принципу действий:

  • Электрическая. Такая автоматика отличается простотой монтажа, возможностью точной настройки. К недостаткам электрических систем можно отнести их дороговизну, сравнительно с другими типами автоматизированных систем, и зависимость от источника электроэнергии.
  • Гидравлическую. Такие технологии надежные и абсолютно безопасные: в их основе лежит принцип расширения жидкостей при перегреве. Недостатки конструкций – медленное реагирование на понижение температуры.
  • Биметаллическую. В основе биметаллических устройств лежит способность различных металлов к расширению. Такие системы идеальны для автоматизации системы вентилирования. Минусом биметаллической автоматики является то, что она не способна приводить в действие тяжелое оборудование.

Вышеперечисленные автоматические системы можно установить на любое оборудование, которое нуждается в автономной работе. Выбор автоматизированных конструкций зависит от бюджета садовода, наличия рядом с участком сети электропередач, габаритов теплицы.

Благодаря точным датчикам, считывающим температуру, уровень влажности и освещения внутри и снаружи теплицы, таймерам, которые передают сведения на специальный контроллер, возможно автоматизировать теплицу. После чего система управления, на основе встроенных в программу алгоритмов, оценивает показания с датчиков и принимает решения на включение или выключение исполнительных устройств теплицы.

Именно программный регулятор, контроллер, приводит в действие насос системы орошения, вентилятор и доводчик форточки, осветительные и отопительные приборы. На сегодня, существует множество контроллеров, главная задача которых – регулирование микроклимата в теплице. Цена на контроллер зависит от количества входов/выходов и памяти устройства.

Все преимущества от собственной автоматизированной теплице можно увидеть в тот момент, когда свежие и вкусные овощи появляются на столе. Причём это происходит ежедневно, а не только в тёплые летние дни. Нет необходимости для консервирования и заморозки впрок. Теплица даёт всё свежее, натуральное и своё.

Во втором случае, промышленная автоматизация теплиц для выращивания овощных и плодовых культур в условиях искусственного климата представляет собой непростую технологическую задачу. На урожайность и качество продукции влияет множество факторов. Это температурный режим, освещение, полив, распыление химических реагентов, проветривание.

Промышленная автоматизация теплиц регулирует следующие моменты:

  • Системы форточной вентиляции.

Они предназначены для обеспечения естественного воздухообмена замкнутого объёма теплиц с наружным пространством через вентиляционные проёмы в кровельной части светопрозрачного ограждения. Все расположенные на кровле вентиляционные фрамуги могут открываться и закрываться дистанционно и автоматически. Система позволяет качественно управлять технологическими процессами поддержания микроклимата в теплице.

  • Системы рециркуляции воздуха.

Служат для перемешивания холодных и нагретых масс воздуха в объеме теплиц, особенно в течение холодного периода, когда форточки не открываются, либо открываются не полностью. Циркуляция воздуха минимизирует различия в температуре и относительной влажности, при этом исключается перегрев растений, активизируются физиологические процессы в растениях, ликвидируются зоны с повышенной влажностью особенно в периоды, когда естественная вентиляция через форточки невозможна или малоэффективна.

Система горизонтального теплозащитного и светоотражающего шторного экрана предназначена для создания затенения в теплицах при интенсивной (избыточной) солнечной радиации в весенне-летний период, а также для сохранения тепла в ночное время и периоды с наиболее низкой наружной температурой. Горизонтальное зашторивание осуществляется тканью из полимерных материалов и обеспечивает практически полное перекрытие верхней части теплицы. Вертикальный шторный экран – предназначен для уменьшения интенсивности светового потока, проходящего через вертикальные светопрозрачное ограждение теплиц во избежание теплового ожога растений, а также для снижения теплопотерь через наружные ограждающие конструкции.

Позволяет осуществлять приготовление питательного раствора нужной концентрации и транспортировать его в корневую зону каждого растения, через распределительную трубопроводную сеть и капельницы. Система доувлажнения (система орошения) предназначена для мелкодисперсного распыления воды в теплицах для поддержания температурно-влажностного режима.

Системы подкормки растений.

Для увеличения урожайности и повышения качества выращиваемых культур в теплице используется система подкормки растений двуокисью углерода СО2, который необходим для обеспечения жизнедеятельности растений. Предусматриваются два источника СО2, использующих одну и ту же распределительную сеть внутри теплицы: отходящие (дымовые) газы котельной, являющейся источником тепла и сжиженный углекислый газ. Отбор углекислого газа от дымовых труб котельной выполняется при помощи специального оборудования, представляющего из себя конденсор со встроенным вентилятором, дозирующее устройство и аппаратуру контроля отходящих газов.

Предназначены для поддержания требуемого уровня. С учетом уровня внешней солнечной радиации и времени суток, особенно в осенне-зимний период.

Системы отопления теплицы.

Система обеспечивает температурный режим. Оборудование для отопления теплицы включает в себя систему подогрева воздуха и грунта. Прогрев почвы сельскохозяйственных культур уменьшает срок вегетации растений за счет равномерного развития корневой системы (в среднем на две-три недели) и повышает урожайность (на 35–45 %).

Обеспечить теплицу теплом – это полдела, его еще нужно точно дозировать. Температура внутреннего воздуха в теплице должна изменяться в зависимости от культурооборота и вида овощей, а для одних и тех же овощей – в процессе роста и созревания в зависимости от времени суток.

Автоматизация в промышленных масштабах, позволяет установить такой микроклимат в теплицах, что смена погоды не оказывает негативного воздействия на растения. Конечно, большую часть процессов по обеспечению жизнедеятельности растений, возложены на автоматические системы управления. Но для получения хорошего урожая, растению, помимо любых автоматических систем необходим еще и грамотный специалист, который задает режимы работы автоматики и с помощью помощников осуществляет уход и обработку растений.

Следует понимать, что качественный процесс выращивания растений в автоматизированных теплицах, зависит и от особенностей развития. Растение может в какой-то момент перестать усваивать питательные элементы, или наоборот чувствовать нехватку, несанкционированно перейти из генеративного типа развития в вегетативный, или наоборот. В таких ситуациях все зависит от профессиональности специалиста, если он вовремя сможет установить причину проблемы, сможет оперативно вмешаться, например, изменить режим поливов или режим микроклимата, то это позволит сохранить урожай, и как следствие предотвратить финансовые убытки.

Читать еще:  Профильные теплицы из поликарбоната

Современные тепличные комплексы должны быть оборудованы всей необходимой измерительной аппаратурой для своевременной диагностики таких проблем. Это система мониторинга параметров микроклимата теплицы и мониторинга физиологических процессов растения. Оперативный мониторинг и коррекцию процессов, происходящих в теплицах, можно осуществлять дистанционно посредством интернет или сотовых сетей.

Автоматизированная система позволяет снизить издержки при выращивании овощей, экономить энергоресурсы и минимизировать влияние человеческого фактора.

Автоматизированная система превращает теплицу в высокотехнологичный объект

На основе аппаратных средств ОВЕН специалисты компании НПК Фазис и ТК Ярославский создали автоматизированные системы управления водоснабжением и освещением для тепличных хозяйств. Системы обеспечивают удаленный контроль и управление исполнительными механизмами. Каждые три секунды параметры работы обновляются и сохраняются в архиве. Информация используется для анализа, принятия решения и устранения нештатной ситуации. SCADA-система и управляющий контроллер одновременно фиксируют все изменения параметров и неполадки.

Комплексы защищенного грунта работают во всех регионах страны, но особенно востребованы в зонах «неустойчивого земледелия», средней полосы и северных территорий. Урожай в них зависит от многих факторов, в том числе от условий окружающей среды. Для повышения урожайности в тепличных хозяйствах применяются системы автоматизированного управления.

Базовая задача управляющей системы – это мониторинг жизненно важных для растений параметров: уровня освещения, температуры и влажности. Мониторинг позволяет выбрать оптимальный сценарий управления для создания благоприятных условий выращивания и при необходимости скорректировать эти показатели для получения максимально возможного урожая сельхозпродукции.

Тепличный комбинат Ярославский

ТК Ярославский – инновационное предприятие в Ярославской области – занимается круглогодичным выращиванием овощей (огурцы, томаты, салат) в защищенном грунте. Общая площадь тепличного комплекса более 9 Га. Применение передовых технологий выращивания позволяет обеспечить экологически чистыми, свежими овощами весь Центральный Федеральный округ и соседние регионы в течение всего года.

Автоматизация тепличного комплекса

Специалисты компании НПК Фазис создали для тепличного комбината Ярославский автоматизированные системы управления водоснабжением и досветкой. Системы управляют поддержанием технологических параметров в установленных диапазонах по заданным алгоритмам. В нештатной ситуации система сигнализирует о необходимости вмешательства. То есть автоматика реализует те же задачи, что и обычный персонал, только с большей точностью, оперативно и своевременно.

Систему образуют набор датчиков, программно-аппаратный комплекс для сбора и обработки поступающей информации и формирования управляющих сигналов. Универсальную систему можно заказать в составе комплексного решения или добавить в уже готовую архитектуру. Управлять системой можно на местах, а также удаленно через web-интерфейс: на компьютере, ноутбуке, планшете или смартфоне. Сельхозпроизводитель получает доступ к управлению и настройкам, имеет возможность собирать и анализировать информацию и строить прогноз.

Система водоснабжения

Источником водоснабжения комбината служат 6 скважин с погружными насосами, расположенные на территории комплекса. Вода используется для технологических нужд, полива теплиц и промывки фильтров. Для бесперебойной подачи воды система водоснабжения оборудована буферной емкостью и баками водозапаса, станцией промежуточной перекачки в баки водозапаса. Вода из скважин проходит очистку от механических и химических примесей на фильтровальной установке.

Связь между скважинами, станцией перекачки, фильтровальной установкой, накопительными емкостями и диспетчерским пунктом оператора организована по радиоканалу. Для уверенного приема радиосигнала на каждой точке установлен ретранслятор. Расстояние между крайними точками составляет в среднем 300 м и определяется количеством ретрансляторов в самоорганизующейся сети.

Система управления водоснабжением включает несколько шкафов управления, разделенных по технологическим задачам: главный шкаф, шкафы управления накопительной емкостью, скважинами, перекачивающими насосами.

Оператор на диспетчерском пункте контролирует состояние датчиков и исполнительных механизмов, может задавать в SCADA-системе режимы работы и получать отчеты в табличном и графическом виде. Мнемосхемы показывают состояние исполнительных механизмов, датчиков, аварийных сигналов, уровень заполнения накопительной емкости и бака запаса. В отдельных окнах фиксируется время включения/выключения насосов. Есть возможность составления отчетов расхода воды и времени наработки каждого насоса. Менять параметры и контролировать работу можно так же на экране панельного контроллера.

Система водоснабжения обеспечивает:

  • одновременную или последовательную работу насосов по заданному алгоритму в зависимости от производительности каждой скважины и времени наработки насосов;
  • поддержание запаса воды в баках;
  • учет объема потребленной воды на каждой скважине с автоматическим составлением отчета;
  • учет времени наработки каждого насоса;
  • контроль состояния исполнительных механизмов и уровней воды в емкостях в режиме реального времени;
  • заполнение журнала событий.

Система может работать в местном, ручном и автоматическом режимах. Местное управление осуществляется с лицевой панели шкафа управления, ручное – с рабочего места оператора или с экрана панельного контроллера.

В автоматическом режиме поддерживается установленный уровень воды в емкостях. Для измерения уровня в буферной и накопительных емкостях установлены основной и резервный гидростатические датчики давления. Включение и отключение скважинных насосов, станции перекачки и фильтровальной установки происходит по заданному оператором алгоритму.

Шкаф управления скважиной соединен с центральным шкафом управления беспроводной двухсторонней связью. Система обеспечивает:

  • местное и удаленное вкл./выкл. насосов в ручном и автоматическом режимах;
  • защиту насоса от «сухого хода»;
  • защиту насоса от перегрузки по току и некачественной питающей сети;
  • снятие информации со счётчика расхода воды;
  • управление работой скважинных и перекачивающего насосов по заданному алгоритму.

Для учета количества потребленной воды каждая скважина оборудована расходомером. Он же служит контролирующим элементом аварии или «сухого хода» насоса.

В системе водоснабжения применяется оборудование ОВЕН:

  • программируемое реле ПР200;
  • сенсорный панельный контроллер СПК107;
  • блок сетевого фильтра БСФ;
  • монитор напряжения сети МНС1 для защиты оборудования;
  • блоки питания БП15, БП30.

Шкаф автоматического управления досвечиванием теплицы

Большинство овощных культур эффективно плодоносят при освещенности 15-20 тыс. люкс. Такое освещение наблюдается в солнечную погоду с марта по август. Слабая интенсивность естественного освещения в осенне-зимний период не позволяет выращивать овощные культуры без искусственного досвечивания.

В тепличном комбинате Ярославский, помимо штатного освещения, организована система досвечивания – для поддержания оптимального уровня освещения в соответствии с временем года и продолжительностью светового дня. В 2018 году под круглогодичное выращивание овощей в ТК Ярославский введено в действие 7 Га зимних теплиц с уровнем искусственного досвечивания 195 Вт/м2. Система обеспечивает автоматический режим работы светильников по определенному алгоритму.

Шкаф автоматического управления досвечиванием (ШАУД-С) управляет группами светильников по карте досветки в каждой конкретной теплице. Информация о текущем состоянии светильников выводится на сенсорную панель оператора ОВЕН СП310, установленную в шкафу. С этой же панели можно управлять светильниками в ручном режиме – включать/выключать любой ряд светильников.

Преимущество внедрения автоматизированной системы управления – повышение эффективности работы осветительных систем и значительное снижение пиковых токов при розжиге светильников.

Возможности наращивания системы управления

Как и любую модульную структуру систему управления можно модифицировать и расширять. Например, ввести мониторинг состояния технологического оборудования для контроля состояния аппаратных узлов и заблаговременного устранения повреждений. В результате затраты предприятия на ремонт будут снижены, а урожайность увеличится за счет совершенствования алгоритмов интеллектуального управления.

Выбор системы мониторинга и управления зависит от бизнес-задач сельхозпроизводителя. Некоторые аграрии предпочитают обойтись минимальным набором базовых функций, которыми оснащаются все автоматизированные системы управления. Комплекс будет измерять необходимые параметры, принимать решения и запускать нужные действия. Другие – заинтересованы в развитии приобретенных систем и расширении их функционала.

Предлагаемая система управления и мониторинга может расширяться и функционально, и масштабно, поэтому востребована как конечными пользователями – фермерами и владельцами тепличных хозяйств, так и производителями теплиц. С помощью комплексных решений они могут повысить привлекательность своей продукции на рынке, продавая не просто строительно-монтажный объект, а высокотехнологичное решение.

По вопросам автоматизации объектов можно обращаться по тел.: +7 (4852) 580-969 или по адресу: vmv@fazis-yar.ru

© Автоматизация и Производство, 2020. Все права защищены. Любое использование материалов допускается только с согласия редакции. За достоверность сведений, представленных в журнале, ответственность несут авторы статей.

Издание зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций. Свидетельство о регистрации средств массовой информации ПИ № ФС77-68720.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector