KR20010079061A - Optimization Method of Variable Temperature Control of Greenhouse Facilities using Stepless Variable Set-point Generator referred to Insolation Amount Estimation - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for maintaining optimum temperature necessary for the growth of a plant and saving energy by changing the set temperature and time of a variable temperature control system of a green house steplessly in proportion to insolation is provided, which can control the growth of the crops under optimum conditions and saves energy. CONSTITUTION: The method for optimization of variable temperature is achieved by using a temperature control system of a green house for cultivating vegetable and fruit, which contains a device for measuring insolation, a temperature setting device, a variable temperature controller and a controller including a curtain and air conditioning apparatus for controlling temperature by the control amount of the variable temperature controller.

Description

일사량 평가식 무단 설정치 발생기를 채용하는 온실 변온제어의 최적화 법{Optimization Method of Variable Temperature Control of Greenhouse Facilities using Stepless Variable Set-point Generator referred to Insolation Amount Estimation}Optimization method of Variable Temperature Control of Greenhouse Facilities using Stepless Variable Set-point Generator referred to Insolation Amount Estimation}

본 발명은 온실시설로 대표되는 작물의 재배시설에서 작물의 성장 조절과 에너지 절감 등을 목표로 하는 온도제어에 관한 영농자동화 기술분야이다.The present invention is a field of farming automation technology for temperature control aimed at controlling the growth and energy saving of crops in the cultivation facilities of crops represented by greenhouse facilities.

식물은 광, 온도, 습도, 탄산가스 농도, 풍속 등을 주요 인자로 하는 환경조건과 배양액의 산도, 전기전도도, 액온, 용존산소 농도 등을 주요 인자로 하는 근계조건의 영향을 받으며 성장하는 바, 특히 태양광의 조사시간과 일사량은 광합성, 전류, 호흡 등의 생리반응과 성장에 결정적 요소이며, 최근 일사량에 따른 온실의 재배온도를 변화시켜주는 변온관리의 도입도 이러한 사실에 기인한다.Plants grow under the influence of environmental conditions, such as light, temperature, humidity, carbon dioxide concentration, and wind speed, as well as near-field conditions, such as acidity, electrical conductivity, liquid temperature, and dissolved oxygen concentration. In particular, the irradiation time and insolation of sunlight are critical factors in physiological reactions and growth such as photosynthesis, current, respiration, etc., and the introduction of temperature control that changes the greenhouse temperature according to the recent insolation is due to this fact.

소위 변온관리라 불리는 온실의 작물재배온도의 제어는 일사량을 평가하여 작물의 성장 조절과 에너지 절감에 적절한 특정한 패턴의 온도를 설정해 주는 방법이다.The control of greenhouse cultivation temperature, so-called alternating temperature control, is a method of estimating the amount of insolation and setting a specific pattern of temperature appropriate for crop growth control and energy saving.

종래의 방법인 상기 변온관리법은 하루의 시간대에 따라서 단계적으로 온도를 설정해주는 시간대 설정법(도 3의 곡선 37)과 일사량에 비례하여 단계적으로 설정해주는 일사량 설정법(도 3의 곡선 33 및 36)이 있다.The conventional temperature control method has a time zone setting method for setting the temperature step by step according to the time of day (curve 37 of Figure 3) and the solar radiation setting method (steps 33 and 36 of Figure 3) to be set in proportion to the amount of insolation. .

종래의 방법인 상기 시간대 설정법은 재배시설의 온도를 일정하게 설정하는 재래식 방법을 개선한 것으로서, 일사량을 고려하여(그러나 일사량 데이터를 직접 입력받지는 않음) 실험적으로 얻어진 설정온도 및 시간대 데이터를 기반으로 하는 계단식 설정온도 패턴 즉, 도 3의 호홉개시 온도(31)→광합성촉진 온도(32)→전류촉진 온도(37)→호홉억제 온도(35)로 이어지는 설정온도 궤적을 발생시켜주는 방법이다.The time zone setting method, which is a conventional method, is an improvement of the conventional method of setting a constant temperature of a cultivation facility, and is based on experimentally obtained set temperature and time zone data in consideration of insolation (but not directly receiving insolation data). A stepped set temperature pattern, that is, a method of generating a set temperature trajectory leading to a hop start temperature 31 → a photosynthesis acceleration temperature 32 → a current acceleration temperature 37 → a hop suppression temperature 35 of FIG. 3.

종래의 방법인 상기 단계적 일사량 설정법은 상기 시간대 설정법의 개선된 방법으로서, 일사량을 측정하고 참조하면서 일사량 평가 결과에 따라서 전류촉진온도와 전류촉진 시간을 여러 단계로 가변 시키면서 동시에 전류촉진 온도에서 호홉억제 온도로의 천이(도 3의 곡선 34)를 일사량에 비례하여 설정해주는 방법이다. 즉, 일사량 데이터를 평가하여 이에 대응하는 설정온도 패턴 즉, 도 3의 호홉개시 온도(31)→광합성촉진 온도(32)→전류촉진 온도(33 또는 일사량에 따라 36→34)→호홉억제 온도(35)로 이어지는 설정온도 궤적을 발생시켜주는 방법이다.The stepwise solar radiation setting method, which is a conventional method, is an improved method of the time zone setting method, and simultaneously measures and references the solar radiation, and simultaneously changes the current acceleration temperature and the current acceleration time in several steps according to the results of the solar radiation evaluation, and at the same time, the hop suppression temperature at the current acceleration temperature. This is a method of setting the transition of the furnace (curve 34 of FIG. 3) in proportion to the amount of insolation. That is, the solar radiation data is evaluated and the set temperature pattern corresponding thereto, i.e., the hop start temperature 31 → photosynthesis promotion temperature 32 → current promotion temperature (36 → 34 depending on 33 or the solar radiation) → hop suppression temperature ( It is a method to generate the set temperature trajectory leading to 35).

종래의 방법인 상기 단계적 일사량 설정법은 상기 시간대 설정법에 비하여 일사량에 비례하여 온도를 설정해 줌에 따라 작물의 성장조절이 좀더 효과적이고 또한 감소된 면적(도 3의 곡선 37과 곡선 36과 34를 경계로 하는 면적)에 비례하는 에너지의 절감 효과가 기대되는 방법이다.The stepwise insolation setting method, which is a conventional method, sets a temperature in proportion to the insolation amount compared to the induction time setting method, so that the growth control of crops is more effective and reduced (with respect to the curves 37 and 36 and 34 of FIG. 3). The energy saving effect is proportional to the area).

그러나, 상기 단계적 일사량 설정법은 설정온도의 관리 시간과 레벨이 단계적으로 변화됨으로 최적의 온도설정이 불가능하고, 설정치의 급격한 변화로 인하여 조작량이 급격히 변화됨에 따른 제어출력의 부담이 크며, 시간대가 고정되어 있음으로서 적응성 및 에너지 절감 면에서 문제가 있다는 단점을 지적할 수 있다.However, in the stepped solar radiation setting method, the optimum temperature cannot be set because the management time and level of the set temperature are changed step by step, and the burden of the control output is large and the time zone is fixed due to the sudden change in the set value. It can be pointed out that there is a problem in terms of adaptability and energy saving.

본 발명은 온실 변온제어시스템의 설정온도와 시간대를 일사량에 비례하여 무단으로 가변시킴으로서 식물의 성장과 에너지의 절감 면에서 최적의 온도제어를 실현할 수 있는 방법이다.The present invention is a method that can realize optimal temperature control in terms of plant growth and energy saving by varying the set temperature and time zone of the greenhouse temperature control system in proportion to the amount of solar radiation.

식물은 기본적으로 광합성 작용에 의하여 성장한다. 광합성에 의하여 만들어진 탄수화물은 잎으로부터 다른 기관에 이동하여 질소동화 작용에 의해 만들어지는 아미노산 등과 함께 생합성을 통하여 식물체를 구성한다. 이러한 작용에 필요한 에너지는 호흡에 의한 탄수화물의 산화로부터 얻는다. 이와 같이 광합성, 전류(轉流), 호흡 등 생리반응과 성장이 환경조건에 크게 의존하기 때문에 환경제어는 식물의 성장을 최적화 하는 기술이다.Plants basically grow by photosynthesis. Carbohydrates produced by photosynthesis make up the plant through biosynthesis along with amino acids produced by nitrogen assimilation by moving from leaves to other organs. The energy required for this action comes from the oxidation of carbohydrates by respiration. As such, physiological reactions and growth such as photosynthesis, current, and respiration are highly dependent on environmental conditions, so environmental control is a technique for optimizing plant growth.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 식물의 광합성, 전류(轉流), 호홉 등 생리반응과 성장이 일사량에 관계한다는 사실과 관련하여 일사량 평가에 따라 환경조건을 효과적으로 제어할 수 있는 방법을 고안하려는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to devise a method that can effectively control the environmental conditions according to the evaluation of insolation in relation to the fact that physiological reactions and growth, such as photosynthesis, electric current, hop hop of the plant is related to insolation will be.

종래의 방법인 상기 시간대 설정법 또는 상기 단계적 일사량 설정법에 비하여 광합성촉진 시간과 전류촉진 시간을 연동하여 가변하면서 동시에 전류촉진 온도 역시 가변시키고 또한 온도와 시간을 단계적이 아닌 무단 연속적으로 설정해주는등 일사량에 비례하여 온도설정 레벨과 시간대 모두를 무단, 연속적 및 자동으로 설정해 주는 것을 특징으로 하는 변온제어법을 고안하는 것이다. 즉, 식물의 성장과 에너지의 절감 면에서 최적의 온도제어를 실현할 수 있으며 또한 적용되는 작물 품종 및 기후 환경에 유연한 방법의 발명이 되어야 한다.Compared to the conventional method for setting the time zone or the stepwise solar radiation setting method, the photosynthesis promotion time and the current promotion time are varied in conjunction with each other, and the current promotion temperature is also varied, and the temperature and time are set steplessly and continuously. It is to devise a temperature control method characterized by setting both temperature setting level and time zone without permission, continuous and automatic. In other words, it is possible to realize the optimum temperature control in terms of plant growth and energy saving, and to invent a flexible method for the applied crop varieties and climatic environments.

도 1은 본 발명에 의한 일사량 평가식 무단가변 설정치 발생기 특성곡선이다.1 is a characteristic curve of the solar radiation evaluation type stepless variable set value generator according to the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 일사량 평가식 무단가변 온도설정형 온실 변온제어시스템의 블록선도이다.2 is a block diagram of a solar radiation evaluation type stepless variable temperature setting greenhouse temperature control system according to the present invention.

도 3은 종래의 일사량 변온관리의 설정온도곡선이다.3 is a set temperature curve of conventional solar radiation temperature control.

〈 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 〉<Description of the reference numerals for the main parts of the drawings>

11 : 온도 프로세스 12 : 조작기11: temperature process 12: manipulator

13 : 변온제어기 14 : 설정온도 발생기13: temperature controller 14: set temperature generator

15 : 일사량 센서 16 : 일사량 평가기구15: solar radiation sensor 16: solar radiation evaluation mechanism

17 : 온도센서17: temperature sensor

21 : 호홉개시 온도 22 : 광합성촉진 온도21: Hoping start temperature 22: Photosynthesis promotion temperature

23 : 전류촉진 온도(맑음) 24 : 일사량에 비례한 전류온도(맑음)23: Current promotion temperature (sunny) 24: Current temperature proportional to the amount of insolation (sunny)

25 : 호홉억제 온도 26 : 전류촉진 온도(비)25: Hop Hop Inhibition Temperature 26: Current Promotion Temperature (Ratio)

27 : 일사량에 비례한 전류온도(비)27: current temperature proportional to insolation

28 : 맑은 날의 광합성촉진 연장시간28: Extended photosynthesis promotion time on a sunny day

29 : 종래의 시간대별 온도설정 패턴29: conventional time setting temperature pattern

31 : 호홉개시 온도 32 : 광합성촉진 온도31: Hoping start temperature 32: Photosynthesis promotion temperature

33 : 전류촉진 온도(맑음) 34 : 일사량에 비례한 전류온도33: current promotion temperature (sunny) 34: current temperature proportional to insolation

35 : 호홉억제 온도 36 : 전류촉진 온도(비)35: hop hop suppression temperature 36: current promotion temperature (ratio)

37 : 시간대별 온도설정 패턴37: temperature setting pattern by time

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 일사량 평가식 무단가변 온도설정형 온실 변온제어시스템의 블록선도이다.1 is a block diagram of a solar radiation evaluation type stepless variable temperature setting greenhouse temperature control system according to the present invention.

도 1에서 11은 온도 프로세스, 12는 조작기, 13은 변온제어기, 14는 설정온도 발생기, 15는 일사량 센서, 16은 일사량 평가기구, 17은 온도센서를 각각 나타낸다.In Fig. 1, 11 is a temperature process, 12 is a manipulator, 13 is a temperature controller, 14 is a set temperature generator, 15 is a solar radiation sensor, 16 is a solar radiation evaluation mechanism, and 17 is a temperature sensor.

도 1에서 온도 프로세스(11)는 변온제어의 대상으로 출력인 실제의 온실온도가 설정온도 발생기(14)의 출력인 설정온도와 같아지도록 하는 것이 제어의 목적이다. 설정온도 발생기(14)는 일사량을 측정하고 평가하는 일사량 평가기구(16)의 출력인 일사량 데이터를 참조하면서 제어대상인 온도 프로세스(11)의 출력이 추종해야될 설정온도 신호를 발생한다.In the temperature process 11 in FIG. 1, the purpose of the control is to make the actual greenhouse temperature output as the target of the temperature control to be equal to the set temperature which is the output of the set temperature generator 14. The set temperature generator 14 generates a set temperature signal to which the output of the temperature process 11 to be controlled should follow while referring to the insolation data, which is the output of the insolation evaluation mechanism 16 that measures and evaluates the insolation amount.

도 1에서 변온 제어기(13)는 피이드백된 실제의 온실온도와 설정온도 발생기의 출력과의 차 즉 편차가 영이 되도록 하는 제어신호를 발생하는 요소로서 비례제어 알고리즘 등의 비례+적분+미분 제어알고리즘을 장착하나 퍼지(Fuzzy), 신경망회로 또는 인공지능이 장착될 수도 있다.In Fig. 1, the variable temperature controller 13 generates a control signal such that the difference between the fed back actual greenhouse temperature and the output of the set temperature generator, that is, the deviation becomes zero, is a proportional + integral + derivative control algorithm such as a proportional control algorithm. It may be equipped with a fuzzy, neural network or artificial intelligence.

도 1에서 조작기(12)는 천창 및 측장용 커튼, 냉방기 및 난방기 등으로서 변온 제어기(13)의 출력인 조절신호에 따라 커튼을 열거나 닫게 하는 조작신호 또는 냉방기나 난방기를 가동하거나 정지하는 조작신호를 발생한다. 그러면 실제의 온실온도가 설정온도 패턴을 추종할 것이다.In FIG. 1, the manipulator 12 is a skylight and a curtain for curtains, a cooler, a heater, and the like, an operation signal for opening or closing a curtain according to a control signal output from the temperature controller 13, or an operation signal for starting or stopping a cooler or a heater. Occurs. The actual greenhouse temperature will then follow the set temperature pattern.

도 1에서 일사량 센서(15)는 태양광의 일사량을 검출하기 위한 요소이며, 온도센서(17)는 온실의 실제 온도를 검출하기 위한 검출기이다.In FIG. 1, the solar radiation sensor 15 is an element for detecting the solar radiation, and the temperature sensor 17 is a detector for detecting the actual temperature of the greenhouse.

도 2는 본 발명에 의한 일사량 평가식 무단가변 설정치 발생기 특성곡선이다.2 is a characteristic curve of the solar radiation evaluation type stepless variable set value generator according to the present invention.

도 2에서 21은 호홉개시 온도, 22는 광합성촉진 온도, 23은 전류촉진 온도(맑음), 24는 일사량에 비례한 전류온도(맑음), 25는 호홉억제 온도, 26은 전류촉진 온도(비), 27은 일사량에 비례한 전류온도(비), 28은 맑은 날의 광합성촉진 연장시간, 29는 종래의 시간대별 온도설정 패턴을 각각 나타낸다.2, 21 is the hop start temperature, 22 is photosynthesis promotion temperature, 23 is the current promotion temperature (sunny), 24 is the current temperature (clear) in proportion to the amount of insolation, 25 is the hop suppression temperature, 26 is the current promotion temperature (ratio) , 27 is a current temperature (ratio) proportional to the amount of insolation, 28 is a photosynthesis promotion time on a sunny day, and 29 is a conventional time-specific temperature setting pattern.

도 2는 실제의 온실온도가 추종해야될 설정온도 궤적 또는 패턴을 나타내는 것으로, 맑은 날의 설정온도 패턴은 곡선 21→22→28→23→24→25의 궤적을, 비오는 날의 패턴은 21→22→26→27→25의 궤적과 같음을 보여 준다.2 shows a set temperature trajectory or pattern to which the actual greenhouse temperature should be followed, wherein the set temperature pattern on a sunny day is the trajectory of the curve 21 → 22 → 28 → 23 → 24 → 25, and the pattern on the rainy day is 21 →. Show the same as the trajectory of 22 → 26 → 27 → 25.

도 2에서 광합성촉진 온도(22)는 태양이 떠있는 한 낮 동안에 광합성 작용을 촉진시킬 의도에서 높게 설정된 온도레벨이다. 이 광합성촉진 시간이 끝나면. 온실의 설정온도는 광합성에 의하여 생성된 탄수화물을 작물의 잎에서 다른 부위로 이동시키기 위한 전류촉진 온도(23)로 설정된다. 전류촉진을 위한 시간과 설정온도는 작물의 성장조절 및 에너지 절약을 목적으로 가변시킨다.The photosynthesis promotion temperature 22 in FIG. 2 is a temperature level set high with the intention of promoting photosynthesis during the day while the sun is floating. When this photosynthesis promotion time is over. The set temperature of the greenhouse is set to a current accelerating temperature 23 for moving carbohydrates produced by photosynthesis to other parts of the leaves of the crop. The time and set temperature for current promotion are varied for crop growth control and energy saving purposes.

그림 2에서 설정온도 레벨과 전류촉진 시간이 일사량에 따라 가변적으로 설정되는 바, 맑은 날에는 곡선 22→28→23→24→25의 궤적을 따라 설정되고, 비오는 날에는 곡선 22→26→27→25의 궤적을 따라 온도가 설정되며, 맑은 날과 비오는 날과의 사이의 기상에서는 일사량 평가 결과에 따라 상기 두 개의 궤적 사이의 궤적으로 설정된다. 본 발명의 방법은 이와 같이 기상과 기후에 따르는 일사량의 변화에 대응하여 언제나 최적의 설정온도 패턴을 자동적으로 발생하는 것을 특징으로 하며, 이점은 종래의 단계적으로 유한 개(통상 4개)의 패턴에 따라 설정온도를 가변하는 것과는 분명히 다르다.In Fig. 2, the set temperature level and the current acceleration time are set variably according to the amount of insolation, which is set along the trajectory of curve 22 → 28 → 23 → 24 → 25 on sunny days and curve 22 → 26 → 27 → on rainy days. The temperature is set along the trajectory of 25, and in the weather between the sunny day and the rainy day, the trajectory between the two trajectories is set according to the result of the solar radiation evaluation. The method of the present invention is characterized by automatically generating an optimum set temperature pattern at all times in response to changes in the amount of solar radiation according to the weather and climate, and the advantage is that the conventional stepwise finite patterns (usually four) This is clearly different from varying the set temperature.

그림 2에서 호홉억제 온도(25)는 깊은 밤 동안에 작물이 수면상태로 있게 하고, 호홉개시 온도(21)는 태양이 뜨기까지의 새벽에 식물을 깨워 광합성 준비를 시키기 위한 온도이다.In Figure 2, the hop suppression temperature (25) allows the crop to sleep during the deep night, and the hop start temperature (21) is the temperature at which the plants wake up at dawn until the sun rises to prepare for photosynthesis.

도 3은 종래의 일사량 변온관리의 설정온도곡선이다.3 is a set temperature curve of conventional solar radiation temperature control.

도 3에서 31은 호홉개시 온도, 32는 광합성촉진 온도, 33은 전류촉진 온도(맑음), 34는 일사량에 비례한 전류온도, 35는 호홉억제 온도36전류촉진 온도(비), 37은 시간대별 온도설정 패턴을 각각 나타낸다.In Figure 3, 31 is the start of the hop start temperature, 32 is the photosynthesis promotion temperature, 33 is the current promotion temperature (clear), 34 is the current temperature in proportion to the amount of insolation, 35 is the hop suppression temperature 36 current promotion temperature (rain), 37 is time zone Each temperature setting pattern is shown.

도 3은 실제의 온실온도가 추종해야될 설정온도 궤적 또는 패턴을 나타내는 것으로서 맑은 날의 설정온도 패턴은 곡선 31→32→33→35의 궤적을, 비오는 날의 패턴은 31→32→36→34→35의 궤적과 같음을 보여 준다.3 shows a set temperature trajectory or pattern to be followed by the actual greenhouse temperature, wherein the set temperature pattern on a sunny day is the trajectory of the curve 31 → 32 → 33 → 35, and the pattern on a rainy day is 31 → 32 → 36 → 34. → It shows the same as the trajectory of 35.

그림 3에서 호홉개시 온도(31), 광합성촉진 온도(32), 전류촉진 온도(33), 호홉억제 온도(35) 등으로 이어지는 설정온도 레벨과 시간에 대한 설명은 상기 도2의 설명과 유사함으로 여기서는 생략되며, 본 발명의 도 2의 설명과 다른 점은 다음과 같다.In FIG. 3, the description of the set temperature level and time leading to the hop start temperature 31, the photosynthesis promotion temperature 32, the current promotion temperature 33, and the hop suppression temperature 35 is similar to that of FIG. 2. It will be omitted here, the difference from the description of Figure 2 of the present invention is as follows.

그림 3에서 설정온도 레벨과 전류촉진 시간이 일사량에 따라 가변적으로 설정되는 바, 매우 맑음에는 곡선 31→32→33→35의 궤적을 따라 설정되고, 비오는 날에는 곡선 31→32→36→34→35의 궤적을 따라 온도가 설정되며, 맑은 날과 비오는 날과의 사이의 기상은 단지 맑음과 흐림 두 개로 분류하고 그에 해당하는 궤적에 따르는 설정온도 레벨과 시간을 발생시킨다. 종래의 이 방법은 설정온도 패턴을 단지 유한 개(여기서는 4개)만을 마련하고 각 설정구간이 고정적임을 지적할 수 있는 바, 기상과 기후에 따른 일사량의 변화에 대응하여 언제나 최적의 설정온도 패턴을 자동적으로 발생하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 방법과는 분명히 다르다.In Figure 3, the set temperature level and the current acceleration time are set to be variable according to the amount of insolation, which is set along the trajectory of curve 31 → 32 → 33 → 35 for very clear days, and curve 31 → 32 → 36 → 34 → for rainy days. The temperature is set along the trajectory of 35, and the weather between a sunny day and a rainy day is classified into only two sunny and cloudy days and generates a set temperature level and time according to the corresponding trajectory. In the conventional method, only a finite number of set temperature patterns (four here) can be pointed out, and each set section is fixed. Therefore, an optimum set temperature pattern is always provided in response to changes in solar radiation according to weather and climate. It is clearly different from the method of the invention, which occurs automatically.

본 발명의 방법은 일사량을 고려하여 작물재배를 위한 시설의 온도제어를 실현한다는 점에서는 종래의 방법인 시간대 설정법과 단계적 일사량 설정법과 유사하지만 설정온도를 발생하는 기구(機構)는 상기한 바와 같이 분명히 다르다.The method of the present invention is similar to the conventional method of setting time zones and stepwise insolation in that it realizes temperature control of a plant for crop cultivation in consideration of insolation, but the mechanism for generating the set temperature is clearly as described above. different.

본 발명의 방법은 일사량에 따라 설정온도와 시간대가 무단으로 가변되는 방법으로서, 설정온도의 관리 시간과 레벨이 단계적으로 변화되고 조작량이 급격히 변화되며 시간대가 고정되어 있는 유한한 개수의 온도설정 패턴만을 갖는 종래의 단계적 일사량 설정법이 보이는 변온관리의 문제점을 근원적으로 해결한 방법이다.The method of the present invention is a method in which the set temperature and time zone are changed in an unauthorized manner according to the amount of insolation, and only a finite number of temperature setting patterns in which the management time and level of the set temperature are changed step by step, the operation amount is changed rapidly, and the time zone is fixed It is a method that fundamentally solved the problem of temperature change management shown by the conventional stepwise insolation setting method.

본 발명의 방법은 기상과 기후에 따르는 일사량의 변화에 대응하여 언제나 최적의 설정온도 패턴을 자동적으로 발생하는 것을 특징으로 하며, 그 결과 단계적으로 유한 개의 패턴에 따라 설정온도를 가변하는 종래의 방법에 비하여 다음과 같은 효과가 있다.The method of the present invention is characterized by automatically generating an optimum set temperature pattern at all times in response to changes in the amount of insolation due to weather and climate, and as a result, in the conventional method of varying the set temperature according to a finite number of patterns step by step. Compared with the following effects.

ㆍ적용상의 유연성 : 유한 개의 설정온도 패턴만으로 온도제어를 행하는 종래의 방법에 비하여, 본 발명의 방법은 무수히 많은 설정온도 패턴을 발생시킬 수 있음에 따라 적용되는 작물의 종류가 다양하고 성장조절이 세밀하게 이루어질 수 있으며, 또한 적용되는 기상 및 기후대 역시 광범위하다ㆍ Flexibility in application: Compared to the conventional method of performing temperature control using only finite set temperature patterns, the method of the present invention can generate a myriad of set temperature patterns, and thus, various kinds of crops are applied and growth control is fine. And the climate and climate zones to which it applies

ㆍ작물성장의 최적화 : 단계적으로 유한 개의 설정온도를 발생하는 종래의 방법에 비하여, 본 발명의 방법은 무단, 연속적으로 설정온도의 레벨과 시간대 구간을 동시에 가변시킬 수 있으므로 작물의 성장조절 측면에서 최적제어를 실현할 수 있다ㆍ Optimization of crop growth: Compared with the conventional method of generating finite set temperature step by step, the method of the present invention is capable of simultaneously changing the level and time zone of the set temperature steplessly and optimally, so it is optimal in terms of crop growth control. Control can be realized

ㆍ에너지의 절감 및 효율적 이용 : 무단, 연속적으로 설정온도의 레벨과 시간대 구간을 동시에 가변시킬 수 있는 본 발명의 방법은 에너지 절감 역시 최적화할 수 있다. 더욱이 종래의 방법에서 조작량이 급격히 변하는 것과는 달리 본 발명의 방법에서는 연속적으로 변함에 따라 에너지의 소비도 연속적이며 이는 에너지 이용률의 평활화 내지는 효율화를 실현한다.Energy saving and efficient use: The method of the present invention, which is capable of simultaneously changing the level of the set temperature and the time zone section without permission, continuously, can also optimize energy saving. Moreover, unlike the conventional method, the amount of operation is drastically changed, but in the method of the present invention, the energy consumption is continuous as it is continuously changed, which realizes smoothing or efficiency of energy utilization.

ㆍ다양한 제어기법의 적용 가능 : 단계적으로 유한 개의 설정온도를 발생하는 종래의 방법은 제어기법에서 분석하면 일사량에 비례한 온-오프 제어 또는 시퀀스제어시스템 구축에 적합하다. 이에 비하여 본 발명의 방법은 무단, 연속적으로 설정온도의 레벨과 시간대 구간을 동시에 가변시킬 수 있으므로 설정치 발생기뿐만 아니라 전체 변온제어시스템에 응용 PID(Proportional+Integral+Derivative)제어,응용 피이드포워드/피이드백(Advanced Feedforward/Feedback)제어, 퍼지 또는 신경망회로를 채용하는 인공지능 및 적응제어(Adaptive Control) 등의 각종 제어기법을 적용할 수 있는 가능성을 마련한 것으로 평가된다.Applicable to various control methods: The conventional method of generating finite set temperature step by step is suitable for constructing on-off control or sequence control system which is proportional to the amount of solar radiation when analyzed by the control method. On the other hand, the method of the present invention can simultaneously and continuously vary the level and time zone of the set temperature steplessly and continuously, so that not only the setpoint generator, but also the applied PID (Proportional + Integral + Derivative) control, application feedforward / feedback to the entire temperature control system. It is evaluated that the possibility of applying various control methods such as (Advanced Feedforward / Feedback) control, AI and adaptive control that adopts fuzzy or neural network circuits is prepared.

Claims (3)

시설채소 및 과일을 재배하기 위한 온실시설의 온도제어시스템에 있어서:In the temperature control system of greenhouse facilities for growing vegetables and fruits: 일사량 센서를 이용하여 검출되는 데이터를 입력으로 일사량을 측정하고 일사량 강도의 레벨을 평가하는 일사량 평가기구; 상기 일사량 평가 데이터에 따라 설정온도 패턴을 결정하는 설정온도 발생기; 상기 설정온도 발생기의 출력인 온도설정치와 온실온도 센서로부터 검출되는 실제의 온도와의 차를 영으로 하려는 조절신호를 출력하는 변온제어기, 상기 변온제어기의 출력인 조절량에 따라 온도를 조절해주는 커튼 및 냉ㆍ난방장치를 포함하는 조작기; 및 제어의 대상인 온도 프로세스를 포함하는 것을 특징으로 하는 온실 변온제어의 최적화 방법.An insolation dose evaluation mechanism for measuring insolation amount by inputting data detected using an insolation sensor and evaluating the level of insolation intensity; A set temperature generator for determining a set temperature pattern according to the solar radiation evaluation data; A temperature controller for outputting a control signal to zero the difference between the temperature set value output from the set temperature generator and the actual temperature detected by the greenhouse temperature sensor, a curtain for controlling the temperature according to the control amount output from the temperature controller. A manipulator including a heating device; And a temperature process subject to control. 제 1항에 있어서, 상기 일사량 평가기구의 출력인 일사량 평가 데이터에 따라 설정온도 레벨과 시간대 구간(또는 설정온도 패턴)을 무단, 연속적 및 자동적으로 결정하는 것을 특징으로 하는 설정온도 발생 방법.The method according to claim 1, wherein a set temperature level and a time zone section (or a set temperature pattern) are determined steplessly, continuously and automatically according to the insolation evaluation data output from the insolation evaluation apparatus. 제 1항에 있어서, 설정온도 발생기 또는 변온제어기에 응용 PID제어, 응용 피이드포워드/피이드백제어, 퍼지 또는 신경망회로를 채용하는 인공지능 및 적응제어 등의 각종 제어기법을 적용하는 것을 특징으로 하는 온실 변온제어법.The greenhouse temperature change according to claim 1, wherein various control methods such as applied PID control, applied feedforward / feedback control, artificial intelligence and adaptive control employing a fuzzy or neural network are applied to the set temperature generator or the temperature change controller. Control method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101031820B1 (en) * 2010-07-05 2011-04-29 그린씨에스(주) System for automatic control of a greenhouse
KR20170028721A (en) * 2015-09-04 2017-03-14 주식회사 케이티 System for controling greenhouse environment and parameter of controller of greenhouse
US10352606B2 (en) 2012-04-27 2019-07-16 Carrier Corporation Cooling system
KR20240012287A (en) 2022-07-20 2024-01-29 주식회사 지안에스 Machine learning-based crop growth optimization system using RGB LED light sources and environmental data

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101031820B1 (en) * 2010-07-05 2011-04-29 그린씨에스(주) System for automatic control of a greenhouse
US10352606B2 (en) 2012-04-27 2019-07-16 Carrier Corporation Cooling system
KR20170028721A (en) * 2015-09-04 2017-03-14 주식회사 케이티 System for controling greenhouse environment and parameter of controller of greenhouse
KR20240012287A (en) 2022-07-20 2024-01-29 주식회사 지안에스 Machine learning-based crop growth optimization system using RGB LED light sources and environmental data

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