Выращивание сельскохозяйственной продукции в тепличных условиях представляет собой достаточно сложную технологическую проблему. На величину урожая влияет множество факторов, такие как точность поддержания температурного режима в зависимости от внешних погодных условий, вида выращиваемой культуры и степени ее зрелости. Также важным фактором является поддержание заданной влажности почвы, которая зависит от режима полива, температуры воздуха в теплице.
Контроль параметров теплицы осуществляется с помощью датчиков температуры воздуха и влажности почвы. Управление температурой воздуха в теплице для различных видов тепличных комбинатов производится по-разному, а именно; управление подачей газа при использовании газо-нагревательных отопительных агрегатов; управление подачей горячей воды в системах с водяным отоплением; управление мощностью электронагревательных приборов (используется для небольших теплиц).
Управление поддержанием заданной влажности почвы производится с помощью полива почвы. При понижении влажности почвы ниже заданного значения открываются вентили водопровода поливной системы.
Таким образом, система поддержания технологических параметров функционирования теплицы функционально состоит из двух независимых управляющих устройств: контроля и поддержания заданной температуры в теплице и контроля и поддержания заданной влажности почвы.
1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ И ВЫБОР ВАРИАНТА ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ
Для управления технологическими параметрами теплицы требуется контроль и управление температурой воздуха в теплице и влажностью почвы. Эти два канала управления непосредственно не зависимы друг от друга, так как зависимость влажности почвы от температуры воздуха и наоборот определяется не управляющими механизмами, а конструктивными параметрами теплицы (площади грядок, тип полива - подпочвенный или внешний) и типом выращиваемых культур (по отношению к потреблению влаги из почвы). Это позволяет говорить о том, что система управления теплицей должна содержать две системы управления.
Управление температурой для электронагревательных отопительных систем осуществляется с помощью регулирования мощности электронагревательных приборов в системе нагрева воды отопления теплицы при постоянном объеме циркулируемой воды в отопительной системе теплицы. Сбор информации о температуре производится с помощью датчиков температуры, установленных в различных точках теплицы. Для контроля температуры воздуха в теплице используется 8 датчиков, равномерно распределенных по объему. Управление производится по среднему значению температуры в объеме теплицы. Контроллер определяет это значение, сравнивает его с заданным и формирует на выходе управляющие воздействия.
Для управления по влажности почвы необходимо также оценивать среднее значение влажности почвы для нескольких грядок с различными внешними условиями (размещение по отношению к источникам тепла, света). Здесь используем 16 датчиков влажности почвы, равномерно распределенных по площади. В большинстве случаев в теплице выращивается одна культура с одинаковыми условиями роста, поэтому управление поливом осуществляется для всей теплицы одновременно. При поступлении с датчиков влажности почвы среднего уровня влажности меньшего допустимого должен открываться вентиль водопровода полива.
Разрабатываемая система должна производить циклический сбор информации, с датчиков влажности и температуры. Выбор датчиков должен производится для конкретной системы отдельно по следующим критериям:
- диапазон изменения параметра в системе и диапазон, в котором датчик измеряет интересующий параметр с достаточной точностью;
- форма и величина сигнала, который необходимо получить от датчика.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.