Автоматизированные системы управления теплицами

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, 2021. 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.

Источник статьи: http://aip.com.ru/article/teplica_vysokotexnologihny_objekt

АСУ ТП теплицы

АСУ ТП теплицы — это основа высокой урожайности и рентабельности производства тепличного комплекса. Известно, что рост и развитие растений напрямую зависят от условий внешней среды: количества света, тепла, качества воздуха, воды, питательных веществ и других факторов. Автоматизированное управление технологическими параметрами в теплице позволяет контролировать микроклимат: температуру и влажность воздуха, концентрацию углекислого газа, влажность и уровень pH почвы, освещение, а также дистанционно управлять режимами работы теплицы. Система автоматизированного контроля микроклимата может включать автоматический полив, систему подкормки углекислым газом, обогрев, вентиляцию и др. Сегодня АСУ ТП теплицы широко применяется на территориях частного земельного участка и фермерских хозяйствах для поддержания требуемых температурно-влажностных условий в теплицах, парниках и оранжереях.

В состав АСУ ТП теплицы входят:

• автоматические регуляторы, термостаты для поддержания оптимальной температуры;
• датчики мониторинга для контроля показателей температуры, уровня СО2, влажности;
• средства автоматического контроля для измерения контролируемых параметров;
• сигнализаторы для информирования о достижении заданных предельных значений;
• блоки питания, коммутирующее и защитное оборудование, органы ручного управления;
• инженерные системы: надпочвенный обогрев; электродосвечивание; система полива;
• шкаф комплектной автоматики, вентиляционное оборудование, вспомогательные компоненты и др.

Автоматизации процесса выращивания тепличной продукции обеспечивает полноценные условия для развития и роста растений. Для промышленного производства овощей, цветов и ягод применение аппаратно-программного комплекса автоматизированного управления технологическими параметрами теплиц означает получение высокой урожайности при малых затратах и низкой себестоимости продукции. Преимущества АСУ ТП теплиц оценили агрономы, технологи, фермеры и садоводы, поскольку автоматизированное управление технологическим процессом позволяет повысить показатели роста тепличной продукции и урожайности. С помощью интеллектуальной автоматизированной системы возможно круглосуточно контролировать параметры в теплице и при необходимости изменять их в дистанционном режиме.

Функциональные возможности АСУ ТП теплицы

«Умная» теплица – залог успешного растениеводства и экономической эффективности выращивания тепличных растений. Новые высокотехнологичные комплексы по выращиванию растений уже оценили всю пользу систем управления и контроля микроклимата, субстрата, систем контроля параметров дренажа. АСУ ТП теплицы функционирует следующим образом. Датчики фиксируют значения технологических параметров и передают сигналы на контроллер. В зависимости от программы контроллера, полученные данные обрабатываются и передаются на компьютер в понятном для оператора виде (таблицы, мнемосхемы, графики). Для поддержания установленных значений технологических параметров с контроллера выдаются управляющие сигналы на исполнительные механизмы. С автоматизированного рабочего места оператор может задавать требуемый технологический режим работы теплицы и контролировать все протекающие процессы.

Функциональные возможности АСУ ТП теплицы:

1. автоматическое управление температурным режимом;
2. точное поддержание заданных параметров микроклимата;
3. отображение технологической информации на экране;
4. контроль и диагностика состояния электрооборудования;
5. регулирование параметров технологического процесса.

АСУ ТП – это высокоэффективный инструмент тепличного хозяйства, цель которого состоит в поддержании оптимальных параметров для роста и развития растений. Автоматизация открывает новые возможности для тепличного производства и позволяет агробизнесу выйти на новый уровень. Так, с помощью системы автоматизированного контроля климата тепличного хозяйства возможно поддерживать необходимый температурно-влажностный режим, диагностировать техническое состояние оборудования, экономично использовать воду, тепло, энергоресурсы. Внедрение АСУ ТП теплицы способствует повышению качества тепличной продукции и росту эффективности производства продукции растениеводства за счет поддержания приемлемых климатических условий, минимизации потерь и сокращения уровня заболеваемости растений.

Заказать АСУ ТП теплицы

АСУ ТП теплицы – условие рентабельного производства сельскохозяйственной продукции. Сложно представить процесс выращивания растений в промышленных теплицах без автоматизированных систем, которые управляют процессами полива и подкормки растений, освещенностью, подогревом, подачей СО2, влажностью. Если вы желаете увеличить урожайность, улучшить качество растений и повысить доходность тепличного производства, то закажите разработку АСУ ТП теплицы в ООО «Олайсис». Наши заказчики — это крупные производители овощной продукции, тепличные промышленные комплексы по выращиванию цветов, сельхозкомбинаты, предприятия агропромышленного комплекса. Техническое решение, которое мы предлагаем, позволяет обеспечить оптимальные условия для роста и развития растений.

АСУ ТП теплицы разрабатывается с учетом физиологических потребностей выращиваемых растений. Задача системы управления процессами теплицы заключается в строгом поддержании оптимальных технологических параметров, необходимых для роста тепличной продукции. Система упрощает управление процессами полива, освещения, роста и питания тепличной продукции. Уже в первые месяцы после внедрения системы, ваш агробизнес сможет выйти на новый уровень. В результате автоматизированного управления технологическими процессами вы увеличите урожайность, сократите расходы и повысите рентабельность тепличного производства.

© ALLICS — опытная и уважаемая российская IT компания, 2019 г.
Политика конфиденциальности
Все права защищены.

Источник статьи: http://allics.ru/articles/asu-tp-greenhouse/