控制系统方案设计说明:
需要控制的温室分为2座,全部采用温室计算机自动控制。
用2台温室控制系统分别控制2个温室的设备,每个温室单独是一个气候区。
每个气候区配置2只室内空气温度、1只空气湿度传感器,及1只室内光照传感器。2区温室公用一个室外气象站。室外气象站包括:室外温度、室室外光照、风速、风向、雨雪传感器。温室控制器配备1台PC机及控制系统软件参与所有温室的数据采样及综合控制。
控制系统详细描述如下:
“ZYGK-2010 温室综合计算机控制系统”由“气象站”+“室内环境传感器”+“温室综合控制器”、+“输入输出模组单元”“+“数据监控及管理软件”+“PC机”组成。
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气象站:用于采集室外环境参数(室外温度、室外湿度、室外光照辐射、风速、风向、雨雪信号
l 室内环境传感器:包括:环境温度、环境湿度、室内光照、土壤温度。
温室综合控制器:“ZYGK-2010 综合温室控制器”能对温室的所有设备提供控制能力。
l 环境监测能力:室外温度、室外光照、风速、风向、雨雪等信号。室内多点温度、室内湿度、室内光照、CO2浓度、土壤温度、土壤湿度、营养液温度、水肥PH值、水肥EC值、负压(用于检疫隔离温室)等多种传感器。
l 温室设备控制能力:双向天窗、侧窗、外遮阳幕、内遮阳幕、内保温幕、多级风扇、湿帘、湿帘外翻窗、微雾降温加湿系统、环流风扇、补光灯、空调、多级燃油(气、电)热风机、CO2补气、水暖混水阀、水暖循环泵、负压变频调速风机、灌溉阀、施肥器、灌溉泵。
l 同时对温室的环境数据进行采集、记录并自动生成数据报表和曲线图。温室控制系统同时采用逼真的三维动画方式将温室设备的运行状态一同显示在“大屏幕液晶电视”上,对于“教学示范、同行参观学习、领导视察”,该功能具有极强的展示能力。
l 视频监控系统(选配):采用“液晶触摸屏”,能将园区所有温室的环境参数传到控制室的“大屏幕数据屏”一同显示,同时,在计算机上也能同步显示。
l 互联网远程登陆访问功能:通过连接宽带互联网,可以实现互联网远程登陆访问功能,只需输入www域名、用户名、密码,就可通过互联网远程操作
“传感器:
1. 温度传感器:采用日本PT-100温度传感器
特性:一致性好,精度高,密封性好。
技术参数:
l 测量精度:±0.5℃
l 分辨率:0.1℃
l 测量范围:-40℃ -- 100℃
2. 湿度传感器:采用美国进口产品HM-1500。该传感器采用管状结构,不受水凝结的影响。同时采用固态聚合物专利技术,在传感层镀有起保护作用的亚硝酸盐钝化层。对科研型温室内“硫磺熏蒸”、“药物消毒”、“复合肥释放的H2S”等气体污染具有很好的自我保护作用。
技术参数:
l 测量精度:±3%
l 分辨率:0.5%
l 测量范围:5%-100%
3. 百叶窗式温、湿度传感器防护罩:
“百叶窗护罩”能使气流均匀平行流过传感头,并且能遮蔽直射光以减少对温度的测量影响,同时,可防止冷凝水或雾喷系统从任何角度射来的水流的浸入。
4. 风速风向传感器:
“风速风向传感器”选用美国Davis公司产品(Davis7911)。“风速风向传感器”内部装有精密旋转运动部件,这些机械部件的稳定性非常好,能在恶劣环境下保持传感器的测量精度。,外壳高强度特殊工程塑料具有极好的抗紫外老化作用。
5. 光照传感器: 选用国产农用光照传感器,它能检测(300-770nm波长)引起光合作用的光谱外。
l 测量精度:+-5%
l 光谱范围:300-770nm
l 测量范围:500-150000LUX
6. 土壤温度传感器:
采用日本PT-100温度传感器,外套“密封不锈钢铠甲”。
特性:一致性好,精度高,密封性好。
技术参数:
l 测量精度:±0.5℃
l 分辨率:0.1℃
l 测量范围:-40℃ -- 100℃
7. 土壤湿度传感器(选配):
采用国产FDS-100传感器,该传感器采用“频域反射原理”,树脂密封,适用于测量任何类型土壤的体积含水量,测量精确,性能稳定可靠。
技术参数:
l 测量范围:0-100%
l 标准电缆:1米
l 材质:环氧树脂
XYGK综合温室控制器:
l 易操作性:“XYGK-2010 温室控制器”具有大屏幕汉字液晶屏和轻触键。操作极为方便。
l 控制理念先进:控制理念来源于荷兰农业控制理论,根据作物的生理变化改变设定的参数值,采用多时段控制模型。
Ø 多时段目标值控制:系统具有每天多个时间段的独立目标温度、目标湿度、目标CO2设定,相邻目标值间软性过渡,防止环境参数的突变对作物的伤害。
Ø 通风窗的控制:
控制:
a) 系统通过“比例-积分”算法得出降温需求,并据此控制通风窗分级打开或关闭。
b) 系统根据“室内外温度差”,适时调整“每一级通风窗打开/关闭的幅度”
c) 通风窗具有通风除湿功能,系统以温度控制为第一优先权,在内外温差较大时,通风窗将开启较小的角度进行除湿,防止室温降低过快。
d) 冬季,通风窗除湿时,展开的内保温幕将随动收拢一小部分,以使湿气能顺利从通风窗排除。
保护:
a) 通风窗电机为大传动比变速箱,并且拖动的负载也很大,当电机正在运转时,若接到反转信号,则齿轮极易咬坏。所以,控制系统接到反转指令后,将停转电机,并延时若干秒,待惯性泄掉后,再反转。
b) 大风、雨雪保护:系统不是判断瞬间风速的超标,而是判断风整体趋势的变化,以进行大风时的关闭通风窗的保护。风向传感器能判断出是迎风还是背风,以进行不同级别的保护。
随动:
a) 湿帘风扇动作时,将自动关闭通风窗。若室内外温差较大,则湿帘风扇开时,通风窗将打开一些角度,以使外部的凉空气从顶部吸入,防止凉风从湿帘吸入对靠近湿帘的植物带来冷冲击。温室温度整体下降后,再关闭通风窗。
b) 微雾降温时,自动开启通风窗。微雾加湿时,自动关闭通风窗。
c) 补CO2时,自动关窗。
Ø 对内遮阳幕进行保温的控制。
a) 当室外温度比室内温度低许多时,温室才会产生热量的明显外溢,此时才需展开内保温幕进行保温。
b) 当光照逐渐增强时,温室效应会加强,此时,内保温幕会收拢,以便阳光射入,通过温室效应进行升温。
c) 展开的内保温幕上侧空气较冷,下侧空气较暖。当收拢时,内遮阳幕将分阶段逐步收拢,以避免上侧的冷空气迅速下泄引起温室温度陡降,对作物产生冷冲击,引起病虫害。
Ø 对风机、湿帘的控制。
a) 系统在判断通风窗“降温能力”达到最大后,会自动转成使用“湿帘风扇系统”进行降温。 同时,系统也能判断出,在不需要“湿帘风扇系统”强制降温后,再转成能耗最低的“通风窗降温模式”
b) 系统根据温度的变化,在“湿帘风扇降温系统”的“不同降温等级间切换”
c) 降温等级最多分8档,风扇与湿帘的配组可以任意定义。例如
a) 二档:一级风机+二级风机
b) 三档:一级风机+湿帘
c) 四档:一级风机+二级风机+湿帘
d) 五档:一级风机+二级风机+三级风机+湿帘
Ø (风机、湿帘)保护:
d) 湿帘停止上水后,系统自动累计此后风级的运行时间,需要时自动延长风机工作时间,以便将湿帘纸上的浮水吹干,减少腐蚀,延长湿帘寿命。
e) 北方冬季,外温较低,若室温偏高,风扇打开,则强冷空气会对温室植物产生明显伤害。所以,系统具有外温过低禁止风扇运转的保护功能。
Ø 补光灯控制:
a) 可以将补光灯分成4组,分别独立控制。
b) 既可以选择以室外光照为条件也可以选择以室内光照为条件的补光灯控制。
c) 5个时间段的独立设定补光,非常灵活。
d) 室温过高时,会自动切断补光灯。 防止在空调出现故障时,持续的补光引起温室温度上升过高,对植物造成灾难性损伤。
Ø 环流风扇的控制:
a) 在温室两个温度点的偏差较大时,启动环流风扇。
b) 每天多个不同的时间段定时启动环流风扇,模拟自然界“微风吹拂植物叶面的环境”。
c) 环流风扇可以随动“加湿器、除湿风扇、新风换气、补光灯、Co2补气”。更合理的协同动作,保持室内环境的一致性。
Ø 灌溉系统的控制:
a) 可以选择在一个星期的任何一天或几天进行灌溉。
b) 在一天中,可以选择在不同的时间段采用不同的“灌溉计划”
c) 既可以采用“间隔时间”作为灌溉依据,还可以采用“光积累方式”修正灌溉计划。光积累是“对光照强度的累积量的计算”,他能反映出植物“蒸腾强度”的大小,在光照强时,“蒸腾作用”强烈,在灌溉时间未到,但光积累值达到时,会提前灌溉。灌溉完毕,光积累值会自动清零,间隔时间也会从零开始计数。
d) 配装“土壤水分传感器”,可以检测土壤水分的实际值,防止灌溉过量造成不可逆转的结果。
ZYGK-2010综合温室控制器具有非常灵活的操作导航功能,对于较多温室构成的温室群,可以很方便的在各温室间切换。
可以将用户的实际温室平面图来直接输入,方便用户操作及管理。
ZYGK-2010 综合温室控制器 环境数据记录与数据处理功能:
l 控制器具有环境数据储存功能:
ZYGK-2010综合控制器采用非常先进的“数据转存技术”,环境数据循环的存储在“ZYGK-2010温室控制器”上,只要每两天开一次计算机,数据将自动上传到PC机。完成成年累月数据的收集。 比直接采用Pc机进行不间断数据记录的其它类控制器要先进的多。
l 记录间隔时间可任意选择。任何一个传感器均可以被设定记录。
l 无线远程登陆功能:只要给ZYGK-2010温室控制器及PC接上网络接口,就可在外地通过网络及电脑随时随地的查看温室作物的生长情况。
l 数据报表、绘制曲线:记录的数据可以导出“EXCEL”报表。同时,可以生成全日、全周、全月的变化趋势曲线图。