JP2021103967A - Saturation deficit controller - Google Patents

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Abstract

To provide a saturation deficit controller capable of performing precisely, saturation deficit control so as to properly achieve photosynthesis of plants by proper humidification to an object space, and the controller being inexpensive.SOLUTION: A saturation deficit controller is configured to determine (figure.3a) a season pattern on the basis of a solar radiation amount and an air temperature, and determine a threshold (figure.3b and S2) on the basis of the determined season pattern. Only when an output value exceeds the threshold, a mist 7 is operated for 30 seconds being a regulated period, for humidification (S3, S4). After humidification for 30 seconds, the mist is operated for a period according to a newly acquired output value for additional humidification (S5, S6). An effect for precisely controlling a current saturation deficit in a mode (figure.2) according to a season, can be surely achieved, so it is possible to properly achieve photosynthesis of plants. Control means C can be additionally attached to an existing sensor or the like so that a whole device can be formed inexpensively.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、対象空間の飽差を所望の値に設定するために加湿装置を制御する飽差制御装置に係り、特に季節や実際の環境条件に対応した最適な態様で加湿装置を制御できる飽差制御装置に関するものである。 The present invention relates to a saturation control device that controls a humidifying device in order to set the saturation of the target space to a desired value, and is capable of controlling the humidifying device in an optimum manner particularly corresponding to the season and actual environmental conditions. It relates to a difference control device.

下記特許文献１には、一種類の噴霧装置で含水量が異なる複数種類の霧を発生させ、ハウス内の飽差を早く目標値に到達するよう制御する飽差制御装置に関する発明が開示されている。この飽差制御装置は、栽培ハウス内に設置されるものであり、噴霧装置２と、測定機３と、制御装置４を備えている。噴霧装置２は、噴霧器本体２１と、液体供給管２２と、流量調整弁２３と、コンプレッサー２４と、気体供給管２５とを有している。噴霧器本体２１は、略弾丸型の本体部２１０と、本体部２１０側面に形成された気体導入部２１１と、本体部２１０長手方向に貫通した細孔であるベンチュリ部２１２と、本体部２１０先端に設けられた噴霧部２１３と、本体部２１０の基端に設けられた液体導入部２１４とを備えている。なお、以上の説明において構成要素に付された符合は特許文献１において使用されているものである。 Patent Document 1 below discloses an invention relating to a saturation control device that generates a plurality of types of mist having different water contents with one type of spray device and controls the saturation in a house so as to reach a target value quickly. There is. This saturation control device is installed in a cultivation house, and includes a spray device 2, a measuring device 3, and a control device 4. The spray device 2 includes a sprayer main body 21, a liquid supply pipe 22, a flow rate adjusting valve 23, a compressor 24, and a gas supply pipe 25. The sprayer main body 21 has a substantially bullet-shaped main body 210, a gas introduction portion 211 formed on the side surface of the main body 210, a venturi portion 212 which is a pore penetrating the main body 210 in the longitudinal direction, and a tip of the main body 210. It includes a spray unit 213 provided and a liquid introduction unit 214 provided at the base end of the main body 210. The symbols attached to the components in the above description are those used in Patent Document 1.

特開２０１５−２１６８８５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-216858

前記特許文献１に開示された飽差制御装置によれば、複数のノズルを使用するため装置が高価となり、また使用する噴霧装置はデジタル的にＯＮ／ＯＦＦできるようなものではなく、飽差が高ければ噴霧装置に送る液量を多くし、飽差が低ければ噴霧装置に送る液量を少なくするという制御手法であるため、実際の飽差を目標の飽差に精密に合致させるような高度な飽差制御は困難であるという問題があった。しかし、光合成に適した飽差の範囲は狭いので加湿量を精密に制御できることが求められる。特に加湿のし過ぎで葉や果実の表面を濡らしてしまうと病気の発生などの恐れがある。逆に、加湿が少なく乾燥状態が続いたり、急激に乾燥したりすると、水分ストレスとなり、植物は水分ストレスに対する防御反応として気孔を閉じてしまう。気孔が閉じると光合成ができなくなり、植物の成長にも影響を及ぼす。したがって、加湿量を精密に制御することは植物の育成にとって重要である。 According to the saturation control device disclosed in Patent Document 1, the device becomes expensive because a plurality of nozzles are used, and the spray device used is not such that it can be turned ON / OFF digitally, and the saturation is increased. If it is high, the amount of liquid sent to the sprayer is large, and if the saturation is low, the amount of liquid sent to the sprayer is small. There was a problem that it was difficult to control the saturation. However, since the range of saturation suitable for photosynthesis is narrow, it is required that the amount of humidification can be precisely controlled. In particular, if the surface of leaves and fruits gets wet due to excessive humidification, there is a risk of disease outbreak. On the contrary, if the humidification is low and the dry state continues, or if the plant dries rapidly, water stress occurs, and the plant closes the stomata as a protective reaction against the water stress. When the stomata are closed, photosynthesis is not possible, which affects the growth of plants. Therefore, precise control of the amount of humidification is important for plant growth.

本発明は、以上説明した従来の技術における課題に鑑みてなされたものであり、対象空間に既に設置されている噴霧装置等に後付けすることができる安価な制御装置でありながら、対象空間に適切な加湿を行なって植物の光合成が適正に行なえるような精密な飽差制御を行なうことができる飽差制御装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the problems in the prior art described above, and is suitable for the target space even though it is an inexpensive control device that can be retrofitted to a spray device or the like already installed in the target space. It is an object of the present invention to provide a saturation control device capable of performing precise saturation control so that photosynthesis of plants can be properly performed by performing moderate humidification.

請求項１に記載された飽差制御装置は、
対象空間の現在飽差が設定飽差となるように生成した出力値に応じて加湿装置を操作することにより前記現在飽差を制御する飽差制御装置であって、
前記設定飽差と、前記出力値を制限するための複数の季節パターンが記憶される記憶部と、
対象空間の温度と湿度を用いて前記現在飽差を算出する飽差算出部と、
対象空間の温度及び日射量と、前記現在飽差と前記設定飽差の差と、前記季節パターンに基づいて、前記出力値を制限するための閾値を取得し、前記出力値が前記閾値を越えた場合にのみ前記加湿装置を規定時間だけ操作する第１制御部を具備することを特徴としている。 The saturation control device according to claim 1 is
A saturation control device that controls the current saturation by operating the humidifying device according to an output value generated so that the current saturation of the target space becomes the set saturation.
A storage unit for the front Symbol set VPD, a plurality of seasonal pattern for limiting the output value is stored,
The saturation calculation unit that calculates the current saturation using the temperature and humidity of the target space,
Based on the temperature and the amount of solar radiation in the target space, the difference between the current saturation and the set saturation, and the seasonal pattern, a threshold value for limiting the output value is acquired, and the output value exceeds the threshold value. It is characterized by including a first control unit that operates the humidifying device for a specified time only when the humidifying device is used.

請求項２に記載された飽差制御装置は、請求項１に記載の飽差制御装置において、
前記第１制御部が前記加湿装置を規定時間だけ操作した後、新たに取得した前記出力値に応じた時間だけ前記加湿装置を操作する第２制御部を有することを特徴としている。 The saturation control device according to claim 2 is the saturation control device according to claim 1.
The first control unit is characterized by having a second control unit that operates the humidifier for a specified time and then operates the humidifier for a time corresponding to the newly acquired output value.

請求項３に記載された飽差制御装置は、請求項１又は２に記載の飽差制御装置において、
前記記憶部は、
制御開始時刻と最大値到達時刻と制御終了時刻を含む設定時刻と、初期飽差と最大飽差を含む前記設定飽差を記憶しており、
前記第１制御部と前記第２制御部を有する制御手段が、対象空間における前記現在飽差を、前記設定時刻と前記設定飽差によって規定される制御パターンに従って制御することを特徴としている。 The saturation control device according to claim 3 is the saturation control device according to claim 1 or 2.
The storage unit
The set time including the control start time, the maximum value arrival time, and the control end time, and the set saturation including the initial saturation and the maximum saturation are stored.
The control means having the first control unit and the second control unit is characterized in that the current saturation in the target space is controlled according to a control pattern defined by the set time and the set saturation.

請求項４に記載された飽差制御装置は、請求項３に記載の飽差制御装置において、
前記制御開始時刻として日出時刻が設定され、前記最大値到達時刻として南中時刻が設定され、前記制御終了時刻として日没時刻が設定され、
前記制御パターンは、前記日出時刻と前記南中時刻と前記日没時刻と、さらに対象空間の地理的位置とに基づいて規定されることを特徴としている。 The saturation control device according to claim 4 is the saturation control device according to claim 3.
The sunrise time is set as the control start time, the south-central time is set as the maximum value arrival time, and the sunset time is set as the control end time.
The control pattern is characterized in that it is defined based on the sunrise time, the south-central time, the sunset time, and the geographical position of the target space.

請求項５に記載された飽差制御装置は、請求項４に記載の飽差制御装置において、
地理的位置と月日の組合せに対応する前記日出時刻と前記南中時刻と前記日没時刻を記憶部に記憶しておき、前記制御手段のカレンダー機能と前記制御手段に対する地理的位置の指定により、前記設定時刻が自動的に設定されることを特徴としている。 The saturation control device according to claim 5 is the saturation control device according to claim 4.
The sunrise time, the south-central time, and the sunset time corresponding to the combination of the geographical position and the month and day are stored in the storage unit, and the calendar function of the control means and the designation of the geographical position with respect to the control means are specified. Therefore, the set time is automatically set.

請求項６に記載された農業ハウスは、
その内部が前記対象空間であり、請求項１から６の何れかに記載された飽差制御装置を備えたことを特徴としている。 The agricultural house according to claim 6 is
The inside thereof is the target space, and the saturation control device according to any one of claims 1 to 6 is provided.

請求項１に記載された飽差制御装置によれば、対象空間の温度と湿度を用いて現在飽差を算出し、対象空間の温度及び日射量から現在の季節に該当する季節パターンを決定し、現在飽差と設定飽差の差と、決定した季節パターンに基づいて、加湿装置を操作するか否かの判断の基礎となる閾値を決定する。そして、出力値が閾値を越えた場合にのみ、加湿装置を規定時間だけ操作して加湿を行なう。このため、最低動作時間が定められているような加湿装置を制御対象とする場合であって、現在飽差が設定飽差より小さい場合や、少し大きいだけに過ぎない場合にも、加湿装置が規定時間だけ作動して対象空間を過剰に加湿してしまうのを避けることができる。その結果、季節に適合した制御パターンに従い、対象空間の飽差を季節に適合した好ましい態様で制御することができ、当該対象空間において植物の光合成を適正に行なわせることができる。 According to the saturation control device according to claim 1, the current saturation is calculated using the temperature and humidity of the target space, and the seasonal pattern corresponding to the current season is determined from the temperature and the amount of solar radiation in the target space. Based on the difference between the current saturation and the set saturation and the determined seasonal pattern, the threshold that is the basis for determining whether or not to operate the humidifier is determined. Then, only when the output value exceeds the threshold value, the humidifying device is operated for a predetermined time to perform humidification. For this reason, even when the humidifying device whose minimum operating time is set is to be controlled and the current saturation is smaller than the set saturation or only a little larger than the set saturation, the humidifying device can be used. It is possible to avoid over-humidifying the target space by operating for a specified time. As a result, the saturation of the target space can be controlled in a preferable manner suitable for the season according to the control pattern suitable for the season, and the photosynthesis of the plant can be appropriately performed in the target space.

請求項２に記載された飽差制御装置によれば、閾値に従って加湿装置を規定時間だけ操作した場合には、その時点で新たに取得した出力値に応じた時間だけ加湿装置を操作することにより、対象空間に必要な加湿を追加で行なうことができ、対象空間の現在飽差を季節に適合した態様で精密に制御することができる。 According to the saturation control device according to claim 2, when the humidifying device is operated for a specified time according to the threshold value, the humidifying device is operated for a time corresponding to the newly acquired output value at that time. , The necessary humidification of the target space can be additionally performed, and the current saturation of the target space can be precisely controlled in a manner suitable for the season.

請求項３に記載された飽差制御装置によれば、設定時刻と設定飽差によって規定される光合成に適したパターンに従って現在飽差の制御を行なうので、当該対象空間における植物の光合成をより一層適正に行なわせることができる。 According to the saturation control device according to claim 3, the current saturation is controlled according to a pattern suitable for photosynthesis defined by the set time and the set saturation, so that the photosynthesis of plants in the target space is further enhanced. It can be done properly.

請求項４に記載された飽差制御装置によれば、
対象空間の地理的位置における日照条件に適合した制御パターンで対象空間の現在飽差を精密に制御することができるため、何れの地理的位置に存する当該対象空間においても植物の光合成を適正に行なわせることができる。 According to the saturation control device according to claim 4,
Since the current saturation of the target space can be precisely controlled by a control pattern suitable for the sunshine conditions at the geographical position of the target space, photosynthesis of plants is properly performed in the target space located at any geographical position. Can be made.

請求項５に記載された飽差制御装置によれば、
飽差制御を行なおうとする対象空間の地理的位置を指定すれば、指定された地理的位置と現在の月日の組合せに対応する設定時刻が記憶部から読み出され、この設定時刻と前記設定飽差に基づいて飽差制御の最も適切な制御パターンを自動的に設定することができる。 According to the saturation control device according to claim 5,
If the geographical position of the target space for which the saturation control is to be performed is specified, the set time corresponding to the combination of the specified geographical position and the current month and day is read from the storage unit, and this set time and the above are described. The most appropriate control pattern for saturation control can be automatically set based on the set saturation.

請求項６に記載された農業ハウスによれば、
その内部が前記対象空間であり、請求項１から６の何れかに記載された飽差制御装置を備えたことを特徴としている。 According to the agricultural house according to claim 6.
The inside thereof is the target space, and the saturation control device according to any one of claims 1 to 6 is provided.

実施形態の飽差制御装置の全体構成図である。It is an overall block diagram of the saturation control device of an embodiment. 実施形態の飽差制御装置に設定された設定時刻と設定飽差で定められる飽差の制御パターンを示すグラフである。It is a graph which shows the control pattern of the set time set in the satiety control device of embodiment, and the satiety determined by the set saturation. 実施形態の飽差制御装置に設定された制御データを示す図であって、分図（ａ）は気温と日射量の関係から季節パターンを決定するテーブルデータを示す図であり、分図（ｂ）は現在飽差と設定飽差の差と、季節パターンとによって閾値を決定するテーブルデータを示す図である。It is a figure which shows the control data set in the saturation control device of embodiment, and the figure (a) is a figure which shows the table data which determines the seasonal pattern from the relationship between the temperature and the amount of solar radiation, and is the figure (b). ) Is a diagram showing table data in which the threshold value is determined by the difference between the current saturation and the set saturation and the seasonal pattern. 実施形態の飽差制御装置による飽差制御の手順を示す流れ図である。It is a flow chart which shows the procedure of the saturation control by the saturation control apparatus of embodiment.

本発明の飽差制御装置の実施形態を図１〜図４を参照して説明する。
まず、飽差制御装置１の全体構成を説明する。
図１に示すように、この飽差制御装置１は、対象空間の環境データを取得するセンサ群Ｓと、センサ群Ｓから送られた環境データ及び予め設定された制御データを用いて出力値を算出する制御手段Ｃと、制御手段Ｃから送られた出力値によって制御される制御対象機器Ｍを備えている。 An embodiment of the saturation control device of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
First, the overall configuration of the saturation control device 1 will be described.
As shown in FIG. 1, the saturation control device 1 outputs an output value using the sensor group S that acquires the environmental data of the target space, the environmental data sent from the sensor group S, and the preset control data. It includes a control means C for calculation and a control target device M controlled by an output value sent from the control means C.

飽差制御装置１が飽差制御を行なう対象空間は、例えば農業ハウス等の内部である。飽差制御装置１の制御手段Ｃは、農業ハウス内の環境条件をセンサ群Ｓで検知し、センサ群Ｓから送られる環境データ等に基づいて算出した出力値で加湿装置（「ミスト」と略称する。）等の制御対象機器Ｍを操作し、農業ハウス内の飽差を制御して植物にとって好適な湿度環境を整える飽差制御を行なう。 The target space in which the saturation control device 1 performs saturation control is, for example, the inside of an agricultural house or the like. The control means C of the saturation control device 1 detects the environmental conditions in the agricultural house with the sensor group S, and uses the output value calculated based on the environmental data sent from the sensor group S to be a humidifying device (abbreviated as “mist”). ), Etc. are operated to control the saturation in the agricultural house and to adjust the humidity environment suitable for the plant.

図１に示すように、センサ群Ｓには、温湿度計２と、日射センサ３と、ＣＯ2 モニタ４が含まれる。温湿度計２は対象空間の温度と相対湿度（単に「湿度」とも呼ぶ。）を測定し、日射センサ３は日射量を測定し、ＣＯ2 モニタ４はＣＯ2 の濃度を測定し、それぞれ測定結果を制御手段Ｃに出力する。 As shown in FIG. 1, the sensor group S includes a thermo-hygrometer 2, a solar radiation sensor 3, and a CO 2 monitor 4. The thermo-hygrometer 2 measures the temperature and relative humidity (also simply called "humidity") of the target space, the solar radiation sensor 3 measures the amount of solar radiation, and the CO 2 monitor 4 measures the concentration of CO 2 , and each of them measures The result is output to the control means C.

図１に示すように、制御手段Ｃは、シーケンサ５とリレー６を有している。シーケンサ５には、温湿度計２からの温度及び湿度と、日射センサ３からの日射量と、ＣＯ2 モニタ４からのＣＯ2 濃度が入力される。制御手段Ｃの要部であるシーケンサ５の構造及び作用は後に詳述する。シーケンサ５は、算出した出力値に応じたＯＮ／ＯＦＦ信号をリレー６に出力する。リレー６は、対象空間に設けられた被操作対象を、それぞれＯＮ／ＯＦＦ信号によって操作する。 As shown in FIG. 1, the control means C includes a sequencer 5 and a relay 6. The sequencer 5, and the temperature and humidity of the temperature and humidity meter 2, and solar radiation from a solar radiation sensor 3, the CO 2 concentration of CO 2 monitor 4 is input. The structure and operation of the sequencer 5, which is a main part of the control means C, will be described in detail later. The sequencer 5 outputs an ON / OFF signal corresponding to the calculated output value to the relay 6. The relay 6 operates the operated target provided in the target space by the ON / OFF signal, respectively.

図１に示すように、制御手段Ｃが操作する制御対象機器Ｍには、ミスト７と、ＣＯ2 発生装置８と、除湿装置９が含まれる。これらの制御対象機器Ｍは、制御手段Ｃのリレー６から送られたＯＮ／ＯＦＦ信号によって指定された時間だけＯＮ／ＯＦＦ制御される。 As shown in FIG. 1, the controlled object device M operated by the control means C includes a mist 7, a CO 2 generator 8, and a dehumidifying device 9. These control target devices M are ON / OFF controlled for a time specified by the ON / OFF signal sent from the relay 6 of the control means C.

次に、制御手段Ｃのシーケンサ５の構造及び飽差制御について説明する。
図１に示すように、シーケンサ５は、制御のためのデータが設定される記憶部１０と、センサ群Ｓからの環境データに基づいて対象空間の飽差を算出する飽差算出部１１と、後述する閾値を基準としてミスト７を最低動作時間（本実施形態では３０秒）操作する制御を行なうか否かを決定する第１制御部１２と、記憶部１０のデータとセンサ群Ｓからの環境データに基づきＰＩＤ演算で出力値を算出し、この出力値によりミスト７をＰＩＤ制御で操作する第２制御部１３を有している。 Next, the structure of the sequencer 5 of the control means C and the saturation control will be described.
As shown in FIG. 1, the sequencer 5 includes a storage unit 10 in which data for control is set, a saturation calculation unit 11 that calculates a saturation difference in the target space based on environmental data from the sensor group S, and a saturation calculation unit 11. The environment from the first control unit 12 that determines whether or not to control the operation of the mist 7 for the minimum operating time (30 seconds in this embodiment) based on the threshold value described later, the data of the storage unit 10, and the sensor group S. It has a second control unit 13 that calculates an output value by PID calculation based on the data and operates the mist 7 by PID control based on this output value.

なお、ＰＩＤ演算で算出される出力値は動作単位を０．１ｓとしており、例えば出力値が２００であれば２０秒を意味し、この出力値によってミスト７を２０秒間操作して加湿を行なうことができる。また、この実施形態では、出力値の上限を３００と定めており、１回のＰＩＤ演算による出力値を用いた制御動作によってミスト７が連続運転される時間は最長で３０秒となる。 The output value calculated by the PID calculation has an operation unit of 0.1 s. For example, if the output value is 200, it means 20 seconds, and the mist 7 is operated for 20 seconds according to this output value to perform humidification. Can be done. Further, in this embodiment, the upper limit of the output value is set to 300, and the maximum time for the mist 7 to be continuously operated by the control operation using the output value by one PID calculation is 30 seconds.

飽差算出部１１は、温湿度計２から送られる温度と湿度のデータに基づき、対象空間の飽差を算出する。 The saturation calculation unit 11 calculates the saturation of the target space based on the temperature and humidity data sent from the thermo-hygrometer 2.

記憶部１０には、以下に説明するように、第１制御部１２と第２制御部１３が適切な飽差制御を行なうために必要な種々のデータが設定されている。
まず、記憶部１０には、日出日没に対応した時間スケジュールで対象空間内の飽差を適正にＰＩＤ制御するために、対象空間の地理的位置と季節で定められる飽差の適正な制御パターンが設定されている。図２は、このような制御パターンを示すグラフの一例であり、制御手段Ｃによる制御の目標となる。このような制御パターンを定めるために必要な記憶部１０の設定情報としては、少なくとも設定飽差と設定時刻がある。 As described below, the storage unit 10 is set with various data necessary for the first control unit 12 and the second control unit 13 to perform appropriate saturation control.
First, in order to properly PID control the saturation in the target space with a time schedule corresponding to sunrise and sunset, the storage unit 10 appropriately controls the saturation determined by the geographical position of the target space and the season. The pattern is set. FIG. 2 is an example of a graph showing such a control pattern, which is a target of control by the control means C. The setting information of the storage unit 10 required to determine such a control pattern includes at least a setting saturation and a set time.

図２のグラフの縦軸に示す設定飽差とは、第１制御部１２及び第２制御部１３が飽差制御を開始する際の最初の飽差である初期飽差と、飽差制御時間中の飽差の最大値である最大飽差である。これらの設定飽差がＰＩＤ制御による飽差制御の目標値となる。一般的に、飽差は一定にしておくよりも、少しずつ上昇させた方が、植物の気孔は開きやすくなり、光合成が促進される。従って、初期飽差は理想飽差とされる３〜６（ｇ／ｍ3 ）とし、最大飽差は初期飽差よりも大きくするが、やや乾燥ぎみの９（ｇ／ｍ3 ）としてもよい。飽差が初期飽差から徐々に上昇して最大飽差となった後は一定値を保つように制御するのがよい。 The set saturation shown on the vertical axis of the graph of FIG. 2 is the initial saturation, which is the first saturation when the first control unit 12 and the second control unit 13 start the saturation control, and the saturation control time. It is the maximum saturation, which is the maximum value of the saturation inside. These set saturations are the target values for saturation control by PID control. In general, it is easier to open the stomata of plants and promote photosynthesis when the saturation is gradually increased rather than kept constant. Therefore, the initial saturation is set to 3 to 6 (g / m 3 ), which is the ideal saturation, and the maximum saturation is larger than the initial saturation, but it may be slightly dry 9 (g / m 3 ). .. After the saturation gradually increases from the initial saturation and reaches the maximum saturation, it is better to control so as to maintain a constant value.

図２のグラフの横軸に示す設定時刻とは、制御手段Ｃが飽差制御を開始する時刻である制御開始時刻と、飽差が最大飽差となる最大値到達時刻と、飽差制御を終了する制御終了時刻である。光合成が行なわれるのは、日出から日没までであるが、光合成が活発なのは午前中であり、午前から南中時刻（正午）にかけて光合成の活発さが上昇していくが、正午を過ぎると光合成の活発さが急減するものではないので、余裕を持たせて光合成が盛んな午前中から、日射量が多めである南中時刻の２時間後位まで飽差を上昇させて最大飽差に達するよう制御するのが好ましいと考えられる。また、このように飽差の最大値到達時刻を南中時刻（正午）以降に遅らせることにより、設定飽差の上昇を緩やかにすることもできる。以上説明したような飽差の時刻制御の一例としては、制御開始時刻を日出時刻とし、最大値到達時刻は南中時刻（正午）から２時間後位とし、制御終了時刻は日没時刻とすることができる。これらの各時刻は対象空間の地理的位置と季節によって異なるので、制御を行なう前にユーザーが手動で記憶部１０に設定する。例えば、山形市を例にとれば、７月には、日出時刻（制御開始時刻）は４時１９分位から４時３９分位であり、南中時刻（最大値到達時刻）は１１時４２分位から１１時４５分位であり、日没時刻（制御終了時刻）は１９時０６分位から１８時５０分位である。しかし、同じ山形市でも１１月には、日出時刻（制御開始時刻）は６時０４分位から６時３５分位となり、南中時刻（最大値到達時刻）は１１時２２分位から１１時２７分位となり、日没時刻（制御終了時刻）は１６時４０分位から１６時１９分位となる。このような地理的位置と月日（季節）の組合せに対応する設定時刻のデータを予め記憶部１０に記憶しておき、カレンダー機能と位置指定によって設定時刻が自動的に設定されるようにしてもよい。なお、カレンダー機能は、現在の月日を示す暦日データを自動的に更新し、必要に応じて当該暦日を出力できる暦日管理部をシーケンサ５に設けることで実現できる。また、地理的位置の位置指定は、画面における文字入力又はリストからの選択等、任意の手法によって地理的位置の指定情報を入力できる入力部をシーケンサ５に設けることで実現できる。 The set time shown on the horizontal axis of the graph in FIG. 2 refers to the control start time, which is the time when the control means C starts the saturation control, the maximum value arrival time at which the saturation is the maximum saturation, and the saturation control. This is the control end time to end. Photosynthesis takes place from sunrise to sunset, but photosynthesis is active in the morning, and the activity of photosynthesis increases from morning to mid-south time (noon), but after noon. Since the activity of photosynthesis does not decrease sharply, the saturation is increased from the morning when photosynthesis is active with a margin to about 2 hours after the south-central time when the amount of solar radiation is large to reach the maximum saturation. It is considered preferable to control to reach it. Further, by delaying the time when the maximum value of the saturation difference is reached after the south-central time (noon) in this way, it is possible to moderate the increase in the set saturation difference. As an example of the saturation time control as described above, the control start time is set to the sunrise time, the maximum value arrival time is set to about 2 hours after the south middle time (noon), and the control end time is set to the sunset time. can do. Since each of these times differs depending on the geographical position of the target space and the season, the user manually sets the time in the storage unit 10 before performing control. For example, in Yamagata City, in July, the sunrise time (control start time) is from 4:19 to 4:39, and the south-central time (maximum value arrival time) is 11:00. It is from 42 minutes to 11:45, and the sunset time (control end time) is from 19:06 to 18:50. However, even in the same Yamagata city, in November, the sunrise time (control start time) will change from 6:04 to 6:35, and the south-central time (maximum value arrival time) will change from 11:22 to 11. It will be around 1:27, and the sunset time (control end time) will be around 16:40 to 16:19. The data of the set time corresponding to such a combination of the geographical position and the month / day (season) is stored in the storage unit 10 in advance so that the set time is automatically set by the calendar function and the position designation. May be good. The calendar function can be realized by automatically updating the calendar day data indicating the current month and day and providing the sequencer 5 with a calendar day management unit capable of outputting the calendar day as needed. Further, the position designation of the geographical position can be realized by providing the sequencer 5 with an input unit capable of inputting the designation information of the geographical position by an arbitrary method such as character input on the screen or selection from a list.

次に、記憶部１０には、最低動作時間（本実施形態では３０秒）にわたり、第１制御部１２がミスト７を操作するか否かを判断する基礎となる閾値を決定するためのデータが記憶されている。この閾値は、現在飽差と設定飽差の差分と、季節との組合せに応じて適宜に定められており、第２制御部１３が出力するＰＩＤ制御による出力値が、この閾値を越えた場合にのみ、第１制御部１２はミスト７を最低動作時間にわたり操作して加湿を行なう。 Next, the storage unit 10 contains data for determining a threshold value that is the basis for determining whether or not the first control unit 12 operates the mist 7 over the minimum operating time (30 seconds in the present embodiment). It is remembered. This threshold value is appropriately determined according to the combination of the difference between the current saturation difference and the set saturation difference and the season, and when the output value by PID control output by the second control unit 13 exceeds this threshold value. The first control unit 12 operates the mist 7 for the minimum operating time to humidify the mist 7.

図３（ａ）は、対象空間の日射量（縦欄）と対象空間の気温（横欄）との組合せによって季節パターン(1) 〜(5) を決定するためのデータである。季節パターン(1),(2) は日射量が少なく、気温が低い冬の環境条件を示しており、季節パターン(4),(5) は日射量が多く、気温が高い夏の環境条件を示しており、季節パターン(3) は春や秋の環境条件を示している。 FIG. 3A is data for determining the seasonal patterns (1) to (5) by the combination of the amount of solar radiation in the target space (vertical column) and the air temperature in the target space (horizontal column). Seasonal patterns (1) and (2) indicate winter environmental conditions with low solar radiation and low temperature, and seasonal patterns (4) and (5) indicate summer environmental conditions with high solar radiation and high temperature. The seasonal pattern (3) shows the environmental conditions in spring and autumn.

図３（ｂ）は、図３（ａ）で決定した季節パターン(1) 〜(5) と、設定飽差と現在飽差の差との組合せによって決定される閾値（０〜３００）のデータである。例えば、冬季の季節パターン(1) については、現在飽差と設定飽差の差に応じて閾値が２００から３００と高めの値となっており、加湿しすぎないようになっている。また、夏季の季節パターン(5) については、気温が高く飽和水蒸気圧が高いが実際には湿度が低いため加湿を促す設定になっている。 FIG. 3 (b) shows the data of the threshold value (0 to 300) determined by the combination of the seasonal patterns (1) to (5) determined in FIG. 3 (a) and the difference between the set saturation and the current saturation. Is. For example, regarding the seasonal pattern (1) in winter, the threshold value is as high as 200 to 300 according to the difference between the current saturation and the set saturation, so that the humidification is not excessive. In addition, the summer seasonal pattern (5) is set to promote humidification because the temperature is high and the saturated water vapor pressure is high, but the humidity is actually low.

第１制御部１２は、日射センサ３から取得した日射量と、温湿度計２から取得した温度に基づき、記憶部１０が有する図３（ａ）に示したデータを用いて季節パターンを決定する。さらに、決定した季節パターンと、飽差算出部１１が算出した現在飽差と、記憶部１０に設定された設定飽差と、記憶部１０に設定された図３（ｂ）に示すデータを用いて、現在飽差の設定飽差に対する差分と当該季節パターンに適合した閾値を算出する。さらに第１制御部１２は、第２制御部１３がＰＩＤ演算で算出した出力値と、この閾値を比較し、出力値が閾値を越えた場合に限り、リレー６にＯＮ信号を出力し、リレー６を介してミスト７を規定時間（最低動作時間）にわたり操作して加湿を行なう。 The first control unit 12 determines the seasonal pattern using the data shown in FIG. 3A of the storage unit 10 based on the amount of solar radiation acquired from the solar radiation sensor 3 and the temperature acquired from the thermohygrometer 2. .. Further, the determined seasonal pattern, the current saturation calculated by the saturation calculation unit 11, the set saturation set in the storage unit 10, and the data shown in FIG. 3B set in the storage unit 10 are used. Then, the difference with respect to the set saturation of the current saturation and the threshold value suitable for the seasonal pattern are calculated. Further, the first control unit 12 compares the output value calculated by the second control unit 13 by the PID calculation with this threshold value, outputs an ON signal to the relay 6 and relays only when the output value exceeds the threshold value. The mist 7 is operated through the 6 for a specified time (minimum operating time) to perform humidification.

第２制御部１３は、ＰＩＤ演算による出力値が閾値を越えて第１制御部１２がミスト７を規定時間（最低動作時間）にわたり動作させた場合に限り、ＰＩＤ演算で得られた出力値の時間分だけ追加的にミスト７を動作させてさらなる加湿を行なう。 The second control unit 13 calculates the output value obtained by the PID calculation only when the output value obtained by the PID calculation exceeds the threshold value and the first control unit 12 operates the mist 7 for a specified time (minimum operating time). The mist 7 is additionally operated for an hour to further humidify.

次に、以上説明した飽差制御装置１を用いて行なう実際の飽差制御について図４のフロー図及び図１の構成図を参照して説明する。
図４のフロー図に示す飽差制御のループは、図２に示す飽差制御装置１の記憶部１０に設定飽差や設定時刻等の先に説明した諸値を設定し、制御が開始されて継続している状態を示している。ミスト７がＯＦＦの状態において（Ｓ１）、第１制御部１２は定期的（例えば１０秒に１回）に閾値を算出し（Ｓ１）、ＰＩＤ演算による出力値が閾値を越えた場合（Ｓ３、ＹＥＳ）には、制御手段Ｃがミスト７にＯＮ信号を送り最低動作時間の３０秒間を必ず駆動して対象空間を加湿する（Ｓ４）。ＰＩＤ演算による出力値が閾値を越えない場合（Ｓ３、ＮＯ）にはミスト７がＯＦＦの状態に戻り（Ｓ１）、同様の制御を繰り返す。 Next, the actual saturation control performed by using the saturation control device 1 described above will be described with reference to the flow chart of FIG. 4 and the configuration diagram of FIG.
In the saturation control loop shown in the flow chart of FIG. 4, various values described above such as the set saturation and the set time are set in the storage unit 10 of the saturation control device 1 shown in FIG. 2, and the control is started. Indicates a continuous state. When the mist 7 is OFF (S1), the first control unit 12 calculates the threshold value periodically (for example, once every 10 seconds) (S1), and when the output value by the PID calculation exceeds the threshold value (S3, If YES), the control means C sends an ON signal to the mist 7 to drive the mist 7 for 30 seconds, which is the minimum operating time, to humidify the target space (S4). If the output value obtained by the PID calculation does not exceed the threshold value (S3, NO), the mist 7 returns to the OFF state (S1), and the same control is repeated.

以上、ステップＳ２〜Ｓ４が第１制御部１２による制御であり、閾値による制限があるため、現在飽差が設定飽差より小さい場合や、少し大きいだけに過ぎない場合にも、加湿装置７が規定時間の３０秒間にもわたって作動して対象空間を過剰に加湿してしまうのを避けることができる。 As described above, since steps S2 to S4 are controlled by the first control unit 12 and are limited by the threshold value, the humidifying device 7 can be used even when the current saturation is smaller than the set saturation or only a little larger. It is possible to avoid excessive humidification of the target space by operating for 30 seconds of the specified time.

第１制御部１２による閾値を用いた制御でミスト７が最低動作時間にわたって駆動された場合には、次に第２制御部１３による制御が行なわれる（Ｓ５〜Ｓ７）。まず、第２制御部１３は、その時点でＰＩＤ演算を行い、得られた出力値を再度読み込み（Ｓ５）、その出力値に対応した時間だけミスト７をＯＮとする（Ｓ６）。例えば、出力値が１００であれば、さらに１０秒だけミスト７を追加的にＯＮとする。従って、閾値制御による３０秒に対して１０秒の追加分が加わって合計４０秒にわたりミスト７がＯＮとなる。また、出力値が１５０であれば、さらに１５秒だけミスト７を追加的にＯＮとする。従って、閾値制御による３０秒に対して１５秒の追加分が加わって合計４５秒にわたりミスト７がＯＮとなる。 When the mist 7 is driven for the minimum operating time by the control using the threshold value by the first control unit 12, the control by the second control unit 13 is performed next (S5 to S7). First, the second control unit 13 performs a PID operation at that time, reads the obtained output value again (S5), and turns on the mist 7 for a time corresponding to the output value (S6). For example, if the output value is 100, the mist 7 is additionally turned ON for another 10 seconds. Therefore, the mist 7 is turned on for a total of 40 seconds by adding an additional 10 seconds to the 30 seconds obtained by the threshold control. If the output value is 150, the mist 7 is additionally turned on for another 15 seconds. Therefore, the mist 7 is turned on for a total of 45 seconds by adding an additional amount of 15 seconds to 30 seconds by the threshold control.

第２制御部１３による制御において出力値が３００であれば、さらに３０秒だけミスト７を追加的にＯＮとする。従って、閾値制御による３０秒に対して３０秒の追加分が加わって合計６０秒にわたりミスト７がＯＮとなるが（Ｓ６）、この出力値は出力上限値である３００と一致するため（Ｓ７、ＹＥＳ）、第２制御部１３による制御はさらに１サイクル繰り返されることとなる。すなわち、その時点でＰＩＤ演算を行い、得られた出力値を再度読み込み（Ｓ５）、その出力値に対応した時間だけ、ミスト７をさらに追加的にＯＮとする（Ｓ６）。２サイクル目の制御で読み込まれた出力値が、１００であれば、閾値制御による３０秒に対して１回目の追加分の３０秒が加わり、さらに２回目の追加分の１０秒が加わって合計７０秒にわたりミスト７がＯＮとなる。 If the output value is 300 in the control by the second control unit 13, the mist 7 is additionally turned ON for another 30 seconds. Therefore, the mist 7 is turned on for a total of 60 seconds by adding an additional 30 seconds to the 30 seconds by the threshold control (S6), but this output value matches the output upper limit value of 300 (S7, YES), the control by the second control unit 13 will be repeated for another cycle. That is, the PID calculation is performed at that time, the obtained output value is read again (S5), and the mist 7 is additionally turned ON for a time corresponding to the output value (S6). If the output value read by the control in the second cycle is 100, 30 seconds for the first addition is added to 30 seconds for the threshold control, and 10 seconds for the second addition is added for the total. The mist 7 is turned on for 70 seconds.

以上、ステップＳ５〜Ｓ７が第２制御部１３による制御であり、第１制御部１２による閾値を用いた制御で最低動作時間につきミスト７の駆動を行なった後で、さらにＰＩＤ演算による出力値で必要に応じた時間だけ追加的にミスト７をＯＮとすることにより、必要十分な程度の加湿を実現できる。 As described above, steps S5 to S7 are controlled by the second control unit 13, and after driving the mist 7 for the minimum operating time by the control using the threshold value by the first control unit 12, the output value by the PID calculation is further used. By additionally turning on the mist 7 for a required time, it is possible to achieve a necessary and sufficient degree of humidification.

第２制御部１３による制御において、出力値が出力上限値と一致しない場合（Ｓ７、ＮＯ）は、制御手段Ｃはミスト７を停止させる（Ｓ８）。この場合、最低停止時間として設定された３０秒間は必ずミスト７の停止を継続させる。 In the control by the second control unit 13, if the output value does not match the output upper limit value (S7, NO), the control means C stops the mist 7 (S8). In this case, the mist 7 is always stopped for 30 seconds set as the minimum stop time.

以上説明したように、本実施形態の飽差制御装置１によれば、閾値を用いて実行又は不実行が決定される第１制御部１２による最低動作時間のミスト７の駆動と、第１制御部１２によるミスト７の駆動が実行された後に第２制御部１３によって行なわれるＰＩＤ演算の出力値に応じた追加的なミスト７の駆動とが組合せられているため、設定時刻と設定飽差によって規定される季節に適合した制御パターンに従い、対象空間の飽差を精密に制御することができ、植物の光合成を適正に行なわせることができる。 As described above, according to the saturation control device 1 of the present embodiment, the first control unit 12 determines execution or non-execution using the threshold value to drive the mist 7 with the minimum operating time and the first control. Since the additional drive of the mist 7 according to the output value of the PID calculation performed by the second control unit 13 after the drive of the mist 7 by the unit 12 is executed is combined, the drive of the mist 7 is combined with the set time and the set saturation. According to the control pattern suitable for the specified season, the saturation of the target space can be precisely controlled, and the photosynthesis of the plant can be properly performed.

また、飽差制御装置１による制御では、飽差を制御パラメータとし、加湿手段であるミスト７を制御対象としたが、さらに飽差が設定値よりも低い場合に除湿装置９を用いて飽差を速やかに設定値に近付けるようにしてもよい。さらに、ＣＯ2 モニタ４からの信号に応じてＣＯ2 発生装置８を適宜に制御することにより、前述した適正な飽差制御による効果と併せて植物の光合成を適正に行なわせる効果をさらに高めることができる。 Further, in the control by the saturation control device 1, the saturation difference is used as a control parameter, and the mist 7 which is a humidifying means is the control target. However, when the saturation difference is lower than the set value, the saturation difference 9 is used. May be quickly brought closer to the set value. Further, by appropriately controlling the CO 2 generator 8 according to the signal from the CO 2 monitor 4, the effect of properly performing photosynthesis of plants in addition to the effect of the above-mentioned proper saturation control can be further enhanced. Can be done.

また、本実施形態の飽差制御装置１は、温湿度計２などのセンサ群Ｓや、ミスト７などの被制御対象機器Ｍがすでに設置されている農業ハウスにおいて、制御手段の部分のみを本実施形態の制御手段Ｃに交換することで構成することができる。すなわち農業ハウスに既に設置されている設備に後付けできるため安価である。また、このような既設の設備では、ミストの最低動作時間が例えば３０秒といったように定められていて、既設の従来の制御手段による制御が始まって出力値が算出されれば、その値が例え１だとしても、３０秒間の噴霧が行なわれてしまう。ところが、本実施形態の飽差制御装置１によれば、制御手段Ｃの第１制御部１２に閾値の制限を設けたため、このような無益なミストの駆動が避けられ、上述したような適正な飽差制御を行なうことができる。 Further, the saturation control device 1 of the present embodiment covers only the control means in the agricultural house in which the sensor group S such as the thermohygrometer 2 and the controlled device M such as the mist 7 are already installed. It can be configured by replacing it with the control means C of the embodiment. That is, it is inexpensive because it can be retrofitted to the equipment already installed in the agricultural house. Further, in such an existing facility, the minimum operating time of the mist is set to be, for example, 30 seconds, and if the control by the existing conventional control means is started and the output value is calculated, the value is compared. Even if it is 1, the spray is performed for 30 seconds. However, according to the saturation control device 1 of the present embodiment, since the threshold limit is provided in the first control unit 12 of the control means C, such useless mist driving is avoided, and the appropriate mist as described above is avoided. Saturation control can be performed.

１…飽差制御装置
２…温湿度計
３…日射センサ
５…シーケンサ
７…加湿装置（ミスト）
１０…記憶部
１１…飽差算出部
１２…第１制御部
１３…第２制御部
Ｓ…センサ群
Ｍ…制御対象機器
Ｃ…制御手段 1 ... Saturation control device 2 ... Thermo-hygrometer 3 ... Solar radiation sensor 5 ... Sequencer 7 ... Humidifier (mist)
10 ... Storage unit 11 ... Saturation calculation unit 12 ... First control unit 13 ... Second control unit S ... Sensor group M ... Control target device C ... Control means

Claims (6)

対象空間の現在飽差が設定飽差となるように生成した出力値に応じて加湿装置を操作することにより前記現在飽差を制御する飽差制御装置であって、
前記設定飽差と、前記出力値を制限するための複数の季節パターンが記憶される記憶部と、
対象空間の温度と湿度を用いて前記現在飽差を算出する飽差算出部と、
対象空間の温度及び日射量と、前記現在飽差と前記設定飽差の差と、前記季節パターンに基づいて、前記出力値を制限するための閾値を取得し、前記出力値が前記閾値を越えた場合にのみ前記加湿装置を規定時間だけ操作する第１制御部を具備することを特徴とする飽差制御装置。 A saturation control device that controls the current saturation by operating the humidifying device according to an output value generated so that the current saturation of the target space becomes the set saturation.
A storage unit that stores the set saturation and a plurality of seasonal patterns for limiting the output value.
The saturation calculation unit that calculates the current saturation using the temperature and humidity of the target space,
Based on the temperature and the amount of solar radiation in the target space, the difference between the current saturation and the set saturation, and the seasonal pattern, a threshold value for limiting the output value is acquired, and the output value exceeds the threshold value. A saturation control device including a first control unit that operates the humidifying device for a specified time only when the humidifying device is used. 前記第１制御部が前記加湿装置を規定時間だけ操作した後、新たに取得した前記出力値に応じた時間だけ前記加湿装置を操作する第２制御部を有することを特徴とする請求項１に記載の飽差制御装置。 The first aspect of claim 1 is characterized in that the first control unit has a second control unit that operates the humidifier for a specified time and then operates the humidifier for a time corresponding to the newly acquired output value. The saturation control device described. 前記記憶部は、
制御開始時刻と最大値到達時刻と制御終了時刻を含む設定時刻と、初期飽差と最大飽差を含む前記設定飽差を記憶しており、
前記第１制御部と前記第２制御部を有する制御手段が、対象空間における前記現在飽差を、前記設定時刻と前記設定飽差によって規定される制御パターンに従って制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の飽差制御装置。 The storage unit
The set time including the control start time, the maximum value arrival time, and the control end time, and the set saturation including the initial saturation and the maximum saturation are stored.
A claim, wherein a control means having the first control unit and the second control unit controls the current saturation in the target space according to a control pattern defined by the set time and the set saturation. The saturation control device according to 1 or 2. 前記制御開始時刻として日出時刻が設定され、前記最大値到達時刻として南中時刻が設定され、前記制御終了時刻として日没時刻が設定され、
前記制御パターンは、前記日出時刻と前記南中時刻と前記日没時刻と、さらに対象空間の地理的位置とに基づいて規定されることを特徴とする請求項３に記載の飽差制御装置。 The sunrise time is set as the control start time, the south-central time is set as the maximum value arrival time, and the sunset time is set as the control end time.
The saturation control device according to claim 3, wherein the control pattern is defined based on the sunrise time, the south-central time, the sunset time, and the geographical position of the target space. .. 地理的位置と月日の組合せに対応する前記日出時刻と前記南中時刻と前記日没時刻を記憶部に記憶しておき、前記制御手段のカレンダー機能と前記制御手段に対する地理的位置の指定により、前記設定時刻が自動的に設定されることを特徴とする請求項４に記載の飽差制御装置。 The sunrise time, the south-central time, and the sunset time corresponding to the combination of the geographical position and the month and day are stored in the storage unit, and the calendar function of the control means and the designation of the geographical position with respect to the control means are specified. The saturation control device according to claim 4, wherein the set time is automatically set according to the method. その内部が前記対象空間であり、請求項１から６の何れかに記載された飽差制御装置を備えたことを特徴とする農業ハウス。 An agricultural house characterized in that the inside thereof is the target space and the saturation control device according to any one of claims 1 to 6 is provided.
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