RU2049380C1 - Method for automated control of temperature in greenhouse - Google Patents
Method for automated control of temperature in greenhouse Download PDFInfo
- Publication number
- RU2049380C1 RU2049380C1 SU925067516A SU5067516A RU2049380C1 RU 2049380 C1 RU2049380 C1 RU 2049380C1 SU 925067516 A SU925067516 A SU 925067516A SU 5067516 A SU5067516 A SU 5067516A RU 2049380 C1 RU2049380 C1 RU 2049380C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- greenhouse
- optimum
- productivity
- optimal
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/25—Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor
Landscapes
- Greenhouses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к сельскохозяйственной технике, а именно к способам автоматического управления температурным режимом в теплице, более конкретно к тепличному промышленному выращиванию сельскохозяйственных культур путем обеспечения микроклимата в сооружениях закрытого и защищенного грунта. Преимущественно изобретение может использоваться в пленочных теплицах, но оно может найти применение при оптимизации температурного режима в ангарных и блочных теплицах. The invention relates to agricultural machinery, and in particular to methods of automatically controlling the temperature regime in a greenhouse, and more particularly to greenhouse industrial cultivation of crops by providing a microclimate in buildings of closed and protected soil. Mainly the invention can be used in film greenhouses, but it can find application in optimizing the temperature regime in hangar and block greenhouses.
Известен способ автоматического управления темпеpатуpным режимом в теплице, в котором для повышения эффективности весь период выращивания растений делится на равные промежутки времени, продолжительность которых по крайней мере на порядок меньше постоянной времени самого быстродействующего возмущения. Для этого промежутка времени вычисляется оптимальная из условия равенства нулю производной от экономического критерия температура. В соответствии с этой температурой изменяется уставка задатчика температуры, обеспечивающая поддержание постоянства температуры в течение выбранного промежутка времени. A known method for automatically controlling the temperature regime in a greenhouse, in which, to increase efficiency, the entire period of growing plants is divided into equal time intervals, the duration of which is at least an order of magnitude less than the time constant of the fastest disturbance. For this period of time, the optimum temperature is calculated from the condition that the derivative of the economic criterion is equal to zero. In accordance with this temperature, the setpoint of the temperature setter is changed, which ensures that the temperature remains constant over a selected period of time.
Однако способ обладает большими энергозатратами и не очень надежен. However, the method has high energy consumption and is not very reliable.
Известен также способ автоматического управления температурным режимом в теплице. В предложенном способе, принятом за прототип, вместо оценки по максимуму прибыли используется оценка по минимуму удельных энергозатрат. Вместо параметров модели продуктивности в вычислительное устройство вводят параметры моделей интенсивности фотосинтеза и темнового дыхания. Вместо вычисления удельной энергоемкости и поиска экстремума определяют температуру, при которой этот экстремум обеспечивается, из условия равенства нулю производной от удельной энергоемкости. Уставку задатчика изменяют в соответствии с определенной таким путем температурой. Переход с дневного задания температуры на ночное осуществляют изменением коэффициентов модели. Also known is a method of automatically controlling the temperature in a greenhouse. In the proposed method, adopted as a prototype, instead of estimating the maximum profit, an estimate is made of the minimum specific energy consumption. Instead of the parameters of the productivity model, the parameters of the models of photosynthesis intensity and dark respiration are introduced into the computing device. Instead of calculating the specific energy intensity and searching for the extremum, the temperature at which this extremum is ensured is determined from the condition that the derivative of the specific energy intensity is equal to zero. The setpoint of the setter is changed in accordance with the temperature determined in this way. The transition from day to night temperature is carried out by changing the coefficients of the model.
Расчету оптимальной температуры предшествует оценка дискриминанта. Если он оказывается отрицательным, то оптимальная температура определяется из условий максимальной продуктивности. Кроме того, осуществляют проверку условия, при котором температура, естественно устанавливаемая в теплице без обогрева, должна быть меньше оптимальной температуры. Если это условие не выполняется, то систему переключают на летний режим, когда вместо обогрева работает вентиляция. The calculation of the optimum temperature is preceded by an estimate of the discriminant. If it turns out to be negative, then the optimum temperature is determined from the conditions of maximum productivity. In addition, they check the conditions under which the temperature, naturally set in the greenhouse without heating, should be less than the optimum temperature. If this condition is not met, then the system is switched to summer mode, when ventilation works instead of heating.
Однако способ имеет ряд недостатков. Во-первых, он не учитывает возраст растений, продолжительность фотопериода, влажность воздуха в теплице. Это снижает точность определения оптимальной температуры. Во-вторых, в ряде случаев определяемая предложенным способом температура оказывается ниже допустимой (tопт < tдоп), в результате чего это ведет либо к гибели растений, либо к ухудшению их потребительских качеств. Более того, даже при допустимой температуре растение может погибнуть, если эта температура длится достаточно долго. Иными словами, ограничения должны быть не только по допустимой температуре, но и по ее длительности стояния.However, the method has several disadvantages. Firstly, it does not take into account the age of plants, the duration of the photoperiod, and the humidity in the greenhouse. This reduces the accuracy of determining the optimum temperature. Secondly, in some cases, the temperature determined by the proposed method is lower than the permissible one (t opt <t extra ), as a result of which this leads either to the death of plants or to a deterioration in their consumer qualities. Moreover, even at an acceptable temperature, the plant may die if this temperature lasts long enough. In other words, restrictions should be not only on permissible temperature, but also on its duration of standing.
В-третьих, в последнее время получены более точные математические модели продуктивности, на базе которых получены уточненные выражения для определения оптимальных температур. Third, more accurate mathematical models of productivity have recently been obtained, on the basis of which refined expressions for determining optimal temperatures have been obtained.
Для интенсивности фотосинтеза получена модель
lgФ A0+A1+E+A2tв+A3T2+A4τфп+
+ A5 τв+А6φ+А7τс+А11Е2+А22t2 в+
+А33Т2 2+А44 τфп 2+А55 τв 2+А66 φ2+А77 τс 2 +
+ А12Etв+А13ЕТ2+А14Еτфп+А15Е τв+
+А16Е φ+А17Еτc+ А23tвТ2+А24tв τфп+
+А25tв τв+А26tв φ +А27tв τс+А34T2 τфп +
+ А35T2 τв+А36Т2 φ+А37Т2 τс+А45 τфп τв+
+А46τфп φ +А47 τфпτc+A56 τв φ+А57 τв τс+
+ А67 φ τс, где Е освещенность, клк;
tв температура в помещении, оС;
Т2 средняя температура предыдущей ночи;
τфп продолжительность фотопериода, ч;
τв возраст растения, сут.For the intensity of photosynthesis, a model is obtained
lgF A 0 + A 1 + E + A 2 t in + A 3 T 2 + A 4 τ fp +
+ A 5 τ in + A 6 φ + A 7 τ s + A 11 E 2 + A 22 t 2 in +
+ A 33 T 2 2 + A 44 τ fp 2 + A 55 τ in 2 + A 66 φ 2 + A 77 τ s 2 +
+ A 12 Et in + A 13 ET 2 + A 14 Et fp + A 15 E τ in +
+ A 16 E φ + A 17 E c + A 23 t at T 2 + A 24 t at τ fp +
+ A 25 t in τ in + A 26 t in φ + A 27 t in τ s + A 34 T 2 τ fp +
+ A 35 T 2 τ in + A 36 T 2 φ + A 37 T 2 τ s + A 45 τ fp τ in +
+ A 46 τ fp φ + A 47 τ fp τ c + A 56 τ in φ + A 57 τ in τ s +
+ A 67 φ τ s , where E is the illumination, clk;
t in the room temperature, о С;
T 2 is the average temperature of the previous night;
τ fp photoperiod duration, h;
τ in the age of the plant, days
φ влажность воздуха в помещении,
τс относительное время дня.φ indoor humidity
τ s relative time of day.
Аналогичная модель получена для интенсивности темнового дыхания Д. Только в этой модели вместо текущей освещенности фигуpиpует средняя освещенность предыдущего дня, вместо средней температуры предыдущей ночи средняя температура дня, а вместо относительного времени дня относительное время ночи. A similar model was obtained for the intensity of dark breathing D. Only in this model, instead of the current illumination, is the average illumination of the previous day, instead of the average temperature of the previous night, the average temperature of the day, and instead of the relative time of the day, the relative time of the night.
Относительное время дня
τc= а относительное время ночи
τc= где τ текущее время;
τвосх время восхода солнца;
τзах время захода солнца;
n число переходов через 24.00 (0 или 1).Relative time of day
τ c = and the relative time of night
τ c = where τ is the current time;
τ delight sunrise time;
τ zh sunset time;
n the number of transitions after 24.00 (0 or 1).
Численные значения коэффициентов модели для огурца сорта "Московский" приведены в таблице. The numerical values of the coefficients of the model for cucumber varieties "Moscow" are given in the table.
Задача изобретения заключается в том, что необходимо повышать точность оптимизации температурного режима и исключить работу при температурах, меньших допустимой. The objective of the invention is that it is necessary to increase the accuracy of optimization of the temperature regime and to exclude operation at temperatures lower than permissible.
Для этого в способе автоматического управления температурным режимом в теплице, включающем разбиение периода выращивания растений на равные промежутки времени, измерение в каждом из этих промежутков освещенности, плотности потока солнечной радиации, наружной температуры, скорости ветра и влажности наружного воздуха, определение по результатам этих измерений оптимальной по продуктивности и естественной температуры, сравнение этих температур и при превышении первой над второй включение системы обогрева и поддержание ею температуры, оптимальной по продуктивности, в противном случае включение системы вентиляции, корректировку математической модели продуктивности (интенсивности фотосинтеза или темнового дыхания) и ее коэффициентов при переходах "день-ночь" и "ночь-день", определение величины и знака дискриминанта, характеризующего наличие минимума энергоемкости и, в случае его положительности, определение оптимальной по энергоемкости температуры, а также изменение в соответствии с этой температурой уставки задатчика, дополнительно определяют возраст растения, продолжительность фотопериода, влажность воздуха в теплице, а также относительное время дня и ночи, уточняют в соответствии с этими измерениями оптимальную как по продуктивности, так и по энергоемкости температуру, а полученную оптимальную температуру сравнивают с минимально допустимой, причем, если оптимальная температура больше допустимой, то устанавливается оптимальная температура, а если оптимальная температура меньше допустимой, то устанавливается допустимая температура, при достижении продолжительности стояния которой предельной величины устанавливается температура, оптимальная по продуктивности. To do this, in a method for automatically controlling the temperature in a greenhouse, which includes dividing the period of plant growth into equal time intervals, measuring in each of these intervals the illumination, the flux density of solar radiation, the outside temperature, the wind speed and the humidity of the outside air, determining the optimal result from these measurements by productivity and natural temperature, a comparison of these temperatures and when the first is higher than the second, the heating system is turned on and its temperature is maintained, optimal in productivity, otherwise, the inclusion of a ventilation system, the adjustment of the mathematical model of productivity (the intensity of photosynthesis or dark breathing) and its coefficients in the day-night and night-day transitions, determination of the magnitude and sign of the discriminant characterizing the presence of a minimum of energy intensity and , in the case of its positivity, the determination of the optimum energy intensity temperature, as well as the change in accordance with this temperature the setpoint setter, additionally determine the age of the plant, The duration of the photoperiod, the humidity in the greenhouse, as well as the relative time of the day or night, specify in accordance with these measurements the optimum temperature both in terms of productivity and energy intensity, and the resulting optimal temperature is compared with the minimum acceptable, and if the optimum temperature is more than acceptable then the optimum temperature is set, and if the optimum temperature is less than the permissible, then the permissible temperature is set, upon reaching the maximum duration of which temperature set value, the optimum in terms of productivity.
Известно устройство для автоматического управления температурно-влажным режимом в промышленных птичниках, в котором учитывается возраст птицы. Однако на продуктивность влияет не только возраст в сутках, но и время суток, которое в существующих системах не учитывается. A device is known for automatic control of temperature-wet conditions in industrial houses, which takes into account the age of the bird. However, productivity is affected not only by the age in days, but also by the time of day, which is not taken into account in existing systems.
В изобретении указанные недостатки устраняются, во-первых, тем, что указанные выше факторы (возраст растений, продолжительность фотопериода, влажность воздуха в теплице) включаются в математическую модель и учитываются при расчете оптимальной температуры; во-вторых, тем, что в случае, когда оптимальная температура меньше допустимой, система поддерживает допустимую температуру, и в-третьих, тем, что допустимая температура поддерживается в течение времени τдоп, а затем повышается до оптимальной по продуктивности.In the invention, these drawbacks are eliminated, firstly, by the fact that the above factors (plant age, photoperiod duration, air humidity in the greenhouse) are included in the mathematical model and taken into account when calculating the optimum temperature; secondly, in the case when the optimum temperature is less than the allowable one, the system maintains an allowable temperature, and thirdly, by the fact that the allowable temperature is maintained for a time τ add , and then rises to the optimum in productivity.
Таким образом, заявляемый способ отличается тем, что используются более точные математические модели фотосинтеза Ф и темнового дыхания Д, а, следовательно, и более точные модели температуры, оптимальной по продуктивности
tопт=
В связи с уточнением математической модели оптимальная по энергоемкости температура
tоптэ= + где
tест= tн+
D + Δ
Δ
tн наружная температура, оС;
Q поток солнечной радиации, Вт/м2;
К коэффициент теплоотдачи, Вт/м2 х х оС.Thus, the claimed method is characterized in that more accurate mathematical models of photosynthesis Φ and dark respiration D are used, and, therefore, more accurate models of temperature, optimal in productivity
t opt =
In connection with the refinement of the mathematical model, the temperature is optimal in terms of energy intensity
t opte = + Where
t eats = t n +
D + Δ
Δ
t n outdoor temperature, о С;
Q flux of solar radiation, W / m 2 ;
K heat transfer coefficient, W / m 2 x x o C.
На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализующего данный способ. The drawing shows a functional diagram of a device that implements this method.
Устройство содержит релейный 1 и сравнивающий 2 элементы, усилитель 3, исполнительный механизм 4, регулирующий орган 5 и датчик 6 температуры воздуха в теплице, а также устройство 7 для расчета оптимальной по энергоемкости температуры. The device contains a
Устройство для расчета оптимальной по энергоемкости температуры включает в себя блок 8 расчета оптимальной по продуктивности температуры, блок 9 расчета естественной температуры, блок 10 определения дискриминанта, компараторы 11 и 12, сумматор 13, блок 14 расчета коэффициента теплопотерь, переключатель 15 режимов, интеграторы освещенности 16 и дневной температуры 17, генератор 18 тактовых импульсов, счетчик 19 импульсов, усреднители освещенности 20 и дневной температуры 21, устройство 22 памяти и блок 23 ввода данных. Устройство оснащено также датчиками влажности наружного воздуха 24, солнечной радиации 25, освещенности 26, реле 27 освещенности, датчиками 28 скорости ветра и наружной температуры 29. Кроме того, дополнительно в систему включаются датчики возраста (таймер) 30 и влажности воздуха внутри помещения 31. В состав устройства для расчета оптимальной температуры вводятся дополнительные блоки 32 определения длительности фотопериода, блок 33 сравнения оптимальной температуры с допустимой и блок 34 сравнения продолжительности стояния допустимой температуры с допустимой продолжительностью, а также блок 35 расчета относительного времени дня и ночи. A device for calculating a temperature optimum in energy intensity includes a
Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.
Вегетационный период выращивания растений делят на равные, предварительно вычисленные по длительности, промежутки времени. При этом исходят из условия, что длительность их должна быть на порядок меньше постоянной времени самого быстродействующего возмущения. Затем для каждого промежутка времени определяется оптимальная температура, которая в этот промежуток должна поддерживаться постоянной. После определения продолжительности промежутка времени генератор 18 тактовых импульсов (ГТИ) настраивают на этот промежуток. The growing season of plant growth is divided into equal, previously calculated by duration, time intervals. Moreover, they proceed from the condition that their duration should be an order of magnitude less than the time constant of the fastest perturbation itself. Then, for each period of time, the optimal temperature is determined, which should be kept constant during this period. After determining the duration of the time interval, the clock generator 18 (GTI) is tuned to this period.
Генератор выдает импульсы через указанные равные промежутки времени, в течение которых происходит обработка информации, получаемой от датчиков 6, 24, 25, 26, 28, 29, 30 и 31. Сигналы от датчика 26 освещенности, датчика возраста (таймера) 30, датчика влажности воздуха внутри помещения 31 поступают в блок 8 расчета оптимальной по продуктивности температуры. Сюда же поступает сигнал от блока определения длительности фотопериода 32 (который в свою очередь определяется с помощью таймера 30 путем фиксирования времени восхода и захода реле освещенности 27) и блока расчета относительного времени 35 (получающего информацию от таймера 30 и блока определения длительности фотопериода 32). Сигналы от датчика влажности наружного воздуха 24 и датчика скорости ветра 28 поступают на блок 14 определения коэффициента теплопотерь, результаты работы которого вместе с сигналами датчиков солнечной радиации 25 и наружной температуры 29 поступают на блок 9 измерения естественной температуры в теплице. Результаты вычислений и выхода блоков 8 и 9 поступают на компаратор 11. Если естественная температура окажется больше оптимальной, то автоматически включается система вентиляции, а система управления обогревом и сам обогрев отключаются с помощью релейного элемента 1. Если естественная температура оказывается меньше оптимальной, то результат определения естественной температуры с блока 9 и сигнал с блока 8 расчета оптимальной по продуктивности температуры поступают на блок 10 определения дискриминанта, куда предварительно вводятся с помощью блока 23 ввода данных коэффициенты модели продуктивности (с этого же блока в блок расчета тепловых потерь 14). С первого выхода блока 10 сигнал подается на компаратор 12, а со второго выхода блока 10 и выхода блока 9 на сумматор 13, подсчитывающий оптимальную по энергоемкости температуру. При положительном дискриминанте сигнал на сравнивающий элемент 2 подается от сумматора 13, в противном случае от блока 8. Коммутация осуществляется переключателем 15, управляемым компараторами 11 и 12. Таким образом, для каждого дискретного промежутка времени вычислительный блок 7 определяет оптимальную температуру. Кроме того, с помощью блока 37 оптимальная температура сравнивается с допустимой, вводимой с блока 23. Если оптимальная температура окажется больше допустимой, то на переключатель 15 подается оптимальная температура, если меньше, то допустимая. Блок 23 фиксирует продолжительность стояния допустимой температуры и если она окажется больше заданной (заданная выдается от блока 23), то вместо допустимой на переключатель 15 подается температура, оптимальная по продуктивности. The generator gives out pulses at the indicated equal intervals of time during which the information received from the
Система автоматической оптимизации, состоящая из датчика 6 внутренней температуры, вычислительного блока 7, сравнивающего элемента 2, усилителя 3, исполнительного механизма 4 и регулирующего органа 5, поддерживает эту температуру в течение выбранного промежутка времени, по окончании которого генератор 18 тактовых импульсов сбрасывает результат предыдущего расчета и начинает новый. Генератор тактовых импульсов 18 одновременно управляет работой блоков 13, 8, 9 и 10. Роль генератора тактовых импульсов может выполнять и таймер 30, что существенно удешевляет систему. The automatic optimization system, consisting of an
Переключение с дневного на ночной режим осуществляется реле 27 освещенности, которое вместо коэффициентов дневной модели подключает от устройства 23 ввода данных к блоку 10 расчета дискриминанта и блоку 8 расчета оптимальной по продуктивности температуры коэффициенты ночной модели, значения которых вводятся при наладке. Одновременно к вычислительному устройству 8 подключается устройство 22, получающее сигналы от усреднителя 20 освещенности и усреднителя 21 дневной температуры, которые в течение дневного периода выдают частные от деления сигналов от интеграторов 16 и 17 на показания счетчика 19 импульсов, работающего от генератора 18 тактовых импульсов и реле 27 освещенности. Switching from day to night mode is carried out by an
Одновременно от вычислительного устройства отключается блок 14 вычисления коэффициента тепловых потерь с датчиками 24 и 28, а также датчики солнечной радиации 25 и освещенности 26. Датчик 29 наружной температуры подключен к вычислительному устройству постоянно. Переключение с ночного режима на дневной происходит аналогично. At the same time, a heat loss
Предлагаемый способ реализует, например, устройство для расчета оптимальной температуры, состоящее из следующих элементов: центрального процессора; двух постоянных запоминающих устройств ПЗУ; оперативного запоминающего устройства ОЗУ; дешифратора адреса памяти; дешифратора адресов ввода и вывода; таймера с кварцевым генератором и устройства управления; органов управления; индикаторов; устройства управления датчиками; устройства прерывания. The proposed method implements, for example, a device for calculating the optimum temperature, consisting of the following elements: a central processor; two read-only memory ROM devices; random access memory RAM; memory address decoder; decoder addresses input and output; timer with crystal oscillator and control device; governing bodies; indicators; sensor control devices; interrupt devices.
В качестве центрального процессора может быть использован процессор типа К1801ВМ1; в качестве постоянных запоминающих устройств микросхемы К573РФ4 и К573РФ5, оперативное запоминающее устройство на микросхеме К573РУ10. As a central processor, a processor of type K1801BM1 can be used; as permanent storage devices of the chip K573RF4 and K573RF5, random access memory on the chip K573RU10.
Объем программы, записанной в ПЗУ, составит 10 кбайтов, объем памяти ОЗУ 2 кбайта. The volume of the program recorded in the ROM will be 10 kilobytes, the memory capacity of RAM is 2 kbytes.
В качестве таймера и одновременно датчика возраста используется БИС типа К512ВИ1. Тактовая частота, определяющая время, задается кварцевым генератором. As a timer and at the same time an age sensor, LSI type K512VI1 is used. The clock frequency that determines the time is set by a crystal oscillator.
Все датчики выполняются в виде автономных модулей, которые располагаются в соответствующих точках теплицы и выполняют функцию преобразования контролируемых параметров среды в электрический сигнал постоянного тока с напряжением в диапазоне 0.10 В. All sensors are made in the form of autonomous modules, which are located in the corresponding points of the greenhouse and perform the function of converting the controlled parameters of the medium into an electric DC signal with a voltage in the range of 0.10 V.
Автономные модули получают электропитание команды управления и выдают информационные сигналы в единый канал связи и питания коаксиальный кабель. Autonomous modules receive power from the control team and issue information signals to a single communication and power channel coaxial cable.
Для питания схем датчиков предназначен модуль питания датчиков, вырабатывающий частоту 20 кГц. To power the sensor circuits, a sensor power module is designed that generates a frequency of 20 kHz.
Для управления модулями датчиков предложен модуль контроллера, работающий на частоте 250.375 кГц. To control the sensor modules, a controller module is proposed operating at a frequency of 250.375 kHz.
В качестве датчика температуры используется термометр сопротивления, в качестве датчиков влажности внутреннего воздуха гигрометр конструкции АФИ; в качестве датчика влажности наружного воздуха система, состоящая из диэлектрической пластины и двух электродов из металлов с различной работой выхода. As a temperature sensor, a resistance thermometer is used, as a sensor of humidity of internal air a hygrometer of design API; as a sensor of humidity of external air, a system consisting of a dielectric plate and two electrodes of metals with different work function.
Для измерения скорости ветра потребовалась комбинация тахометрического устройства по авт.св. N 1140047 и оптоэлектронного по авт.св. N 857882. To measure wind speed, a combination of a tachometric device for autosw. N 1140047 and optoelectronic N 857882.
Датчик освещенности арсенид-галиевый фотоэлемент, датчик солнечной радиации батареи элементов Пельтье. Light sensor Arsenide-Galium photocell, solar radiation sensor battery of Peltier elements.
Все датчики снабжены нормирующими преобразователями на операционных усилителях К551УД1 или К140УД6. All sensors are equipped with standardizing converters on operational amplifiers K551UD1 or K140UD6.
Впрочем, вместо аппаратного решения возможно чисто программное. However, instead of a hardware solution, it is possible purely software.
Пример реализации способа (при оптимизации температурного режима выращивания огурца сорта "Московский тепличный"). An example of the implementation of the method (when optimizing the temperature regime of growing cucumber varieties "Moscow greenhouse").
а) Пусть датчики показывают следующие значения измеряемых величин
Е=21,1 клк; φ=80% τв=22 сут. τфп 15 ч; Тн 30,5оС.a) Let the sensors show the following measured values
E = 21.1 klx; φ = 80% τ at = 22 days. τ fp 15 h; T n 30.5 about C.
Тогда температура, оптимальная по продуктивности
tопт 31,1оС.Then the optimum temperature for productivity
t opt 31.1 about C.
Если при этом параметры окружающей среды
tн-2,5оС; V 15 м/с; В 80% Q 215 Вт/м2, то естественная температура в теплице 22,5оС.If the environmental parameters
t n -2.5 o C; V 15 m / s; At 80% Q 215 W / m 2 , the natural temperature in the greenhouse is 22.5 o C.
Дискриминант
D + -156,2 Поскольку D < 0, оптимума по энергоемкости не существует и система работает при 31,3оС.Discriminant
D + -156.2 Since D <0, there is no optimum energy intensity and the system operates at 31.3 o C.
б) Предположим влажность В 60% Тогда
tопт 13,2оС
Пусть далее скорость ветра 5 м/с.b) Assume a humidity of 60% then
t opt 13.2 about With
Let further wind speed be 5 m / s.
При этом естественная температура возрастает до
tест 42,3оС. Т.к. tест > tопт, то включается вентиляция.In this case, the natural temperature rises to
t eats 42.3 about C. Since t eats > t opt , then the ventilation is turned on.
Пусть влажность в теплице 80% продолжительность фотопериода τфп 9 ч. Тогда tопт 30,6оС.Let the humidity in the greenhouse, 80% of the length of
Пусть tн -27,5оС; V 15 м/с; В 80% Естественная температура снизилась до tест -2,5оC.Let t n -27.5 ° C; V 15 m / s; At 80%, the natural temperature dropped to t eats -2.5 o C.
D 99,2 > 0. Поэтому tоптэ 24,4оС, которая и устанавливается.D 99.2> 0. Therefore, t opte 24.4 about C, which is installed.
Как видим, оптимальная по энергоемкости температура на 6оС ниже, чем оптимальная по продуктивности, что дает большую экономию теплоты.As can be seen, the optimal temperature of the energy intensity at about 6 C lower than the optimum in terms of productivity, which gives a great saving of heat.
в) Пусть Е=10,5 клк; В 80% τв 14 сут. τфп 15 ч; Tн=19,5оС
Тогда tопт 18,9оС.c) Let E = 10.5 klx; At 80
Then t opt is 18.9 about C.
При tн -27,5оС; V=15 м/с; В 80% tест=-15,3оС.At t n -27.5 ° C; V = 15 m / s; At 80% t eats = -15.3 about C.
Поскольку D 117,7 > 0, то tоптэ 12,6оС.Since D 117.7> 0, then t opte 12.6 about C.
Т. к. tоптэ < tдоп 14оС, то устанавливается температура 14оС. Если в течение трех суток температура не повысится, то система переключится на tопт 18,9оС.Since the temperature t opt <
Claims (1)
где tо п т температура, оптимальная по продуктивности;
tе с т температура воздуха в теплице, которая устанавливается при отсутствии дополнительного обогрева;
A2 2 коэффициент регрессии модели продуктивности при квадрате температуры в теплице;
а оптимальную по энергоемкости температуру toпт.э из выражения
и в соответствии с этим корректируют оптимальную по продуктивности температуру, а оптимальную по энергоемкости температуру сравнивают с минимально допустимой температурой воздуха в теплице, причем если оптимальная температура больше минимально допустимой температуры воздуха в теплице, то устанавливают оптимальную температуру, а если оптимальная температура меньше допустимой, то устанавливают допустимую температуру, а при достижении последней заданного максимального срока ее стояния устанавливают температуру, оптимальную по продуктивности.METHOD FOR AUTOMATIC TEMPERATURE CONTROL IN A GREENHOUSE, including dividing the growing period of plants into equal time intervals, measuring in each of these intervals the illumination, solar radiation flux density, outdoor temperature, wind speed and humidity of the outdoor air, determining the optimum productivity and natural temperature of the air in the greenhouse, a comparison of these temperatures and when the first increases above the second, the heating system is turned on and its temperature is maintained optimal productivity, otherwise the inclusion of the ventilation system, the adjustment of the mathematical model and its coefficients during day-night and night-day transitions, the determination by the algorithm of the model of processes in the greenhouse of the magnitude and sign of the discriminant characterizing the presence of a minimum of energy intensity, and in case of positivity determination of the optimum energy intensity temperature, as well as a change in accordance with this temperature setpoint setter, characterized in that it further determines the age of the plant, longitudinal the photoperiod duration, air humidity in the greenhouse, as well as the relative time of day and night, the mentioned discriminant values are determined from the expression
where t o p t temperature, optimal in productivity;
t e c t air temperature in the greenhouse, which is set in the absence of additional heating;
A 2 2 the regression coefficient of the productivity model at the square of the temperature in the greenhouse;
and the optimal energy intensity temperature t opt.e from the expression
and in accordance with this, the temperature is optimized for productivity, and the energy-optimal temperature is compared with the minimum allowable air temperature in the greenhouse, and if the optimum temperature is greater than the minimum allowable air temperature in the greenhouse, then the optimal temperature is set, and if the optimum temperature is less than the allowable, then set the permissible temperature, and when the last specified maximum period of its standing is reached, set the temperature optimal for the product activity.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU925067516A RU2049380C1 (en) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | Method for automated control of temperature in greenhouse |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU925067516A RU2049380C1 (en) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | Method for automated control of temperature in greenhouse |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2049380C1 true RU2049380C1 (en) | 1995-12-10 |
Family
ID=21615747
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU925067516A RU2049380C1 (en) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | Method for automated control of temperature in greenhouse |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2049380C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2586923C1 (en) * | 2014-11-27 | 2016-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинская государственная агроинженерная академия" | Method of automatic control of light-temperature mode in greenhouse |
RU2589163C2 (en) * | 2014-10-06 | 2016-07-10 | Михаил Леонидович Лазаренко | Method for automatic temperature control of greenhouse |
RU2592101C2 (en) * | 2014-12-01 | 2016-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ) | Method for automatic control of light-temperature mode in greenhouse and system therefor |
-
1992
- 1992-10-13 RU SU925067516A patent/RU2049380C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1503711, кл. A 01G 9/26, 1989. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2589163C2 (en) * | 2014-10-06 | 2016-07-10 | Михаил Леонидович Лазаренко | Method for automatic temperature control of greenhouse |
RU2586923C1 (en) * | 2014-11-27 | 2016-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинская государственная агроинженерная академия" | Method of automatic control of light-temperature mode in greenhouse |
RU2592101C2 (en) * | 2014-12-01 | 2016-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ) | Method for automatic control of light-temperature mode in greenhouse and system therefor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4700887A (en) | Environmental control system for poultry houses | |
USRE33600E (en) | Environmental control system for poultry houses | |
Hoque et al. | An automated greenhouse monitoring and controlling system using sensors and solar power | |
Akter et al. | Developing a smart irrigation system using arduino | |
RU2049380C1 (en) | Method for automated control of temperature in greenhouse | |
Prenger et al. | Plant response-based irrigation control system in a greenhouse: system evaluation | |
JP6573849B2 (en) | Agricultural house environment controller | |
RU2403706C1 (en) | Method of automatic control of temperature-light regime in greenhouse and system for its implementation | |
CN111008770B (en) | Intelligent irrigation method and device | |
CN112181032A (en) | Intelligent pasture environment control system | |
RU2405308C1 (en) | Method of automatic control of temperature and light modes in greenhouse and system for its implementation | |
RU2592101C2 (en) | Method for automatic control of light-temperature mode in greenhouse and system therefor | |
RU2403705C1 (en) | Method of automatic control of temperature-light regime in greenhouse | |
Thirukkuralkani et al. | LabVIEW based greenhouse automation system through wireless protocol | |
Baylon et al. | IoT-based Smart Irrigation System for Solanum Melongena or Eggplant using Evapotranspiration with Penman-Monteith Equation | |
Faroqi et al. | Light control and watering system in greenhouse for the cultivation of chrysanthemum Sp | |
Debdas et al. | IoT Edge Based Vertical Farming | |
Oguntosin et al. | IoT-Based Greenhouse Monitoring and Control System | |
RU2128425C1 (en) | Method and system for automatic controlling of temperature mode in greenhouse | |
Jagdale et al. | Development of Environment Monitoring and Controlling System in Greenhouse Using IoT | |
Kishor et al. | Water usage approximation of Automated Irrigation System using IOT and ANN’s | |
WATKAR et al. | Automatic monitoring and controlling system using plc for mushroom plant | |
Hishamuddin et al. | Mushroom house monitoring system using internet of things (IoT) | |
RU2400968C2 (en) | Method of automatic temperature control in greenhouse | |
JP7040163B2 (en) | Information processing equipment, information processing system, information processing method and program |