Теплицы

В получении положительных результатов при выращивании сельскохозяйственных культур в теплицах важную роль играет обеспечение растений необходимыми условиями внешней среды. Правильно сбалансированный микроклимат — необходимая составляющая качественного урожая.

Оптимальные микроклиматические показатели достигаются за счет управления такими системами:

• системой открытия/ закрытия форточек;
  
• системой вентиляции, которая обеспечивает движение воздуха внутри теплицы и равномерно распределяет температуру;
  
• системой испарительного охлаждения и доувлажнения, которая поддерживает оптимальную влажность растений и применяется при недостаточной влажности в теплице;
  
• системой освещения;
  
• системой отопления;
  
• системой подачи СО2 (углекислого газа).
  

На микроклимат теплицы оказывают влияние ветер, снег, лед, инсоляция, пасмурная погода, изменения температуры наружного воздуха. В различных зонах теплицы условия могут отличаться весьма существенно. Система ALLCTRL.SCADA позволяет корректировать задаваемые параметры микроклимата в теплице, основываясь на таких показателях, как состояние растений, время суток, года и погодные условия.

Системный подход к управлению микроклиматом окружающей среды в тепличном хозяйстве позволяет на 25% повысить урожаи выращиваемых сельскохозяйственных культур. Система управления микроклиматом ALLCTRL.SCADA предназначена для централизации всех необходимых для поддержания теплицы элементов. Поставляемые нашей компанией датчики, контроллеры позволяют собирать информацию о температуре почвы и воздуха, освещенности, влажности и количестве углекислого газа в воздухе. На основании этой информации автоматически и автономно принимается решение (PID-алгоритмы) о направлении сигналов оборудованию/устройствам по управлению подачей горячей воды, CO2, подкормкой, поливом, освещенностью и влажностью.

При необходимости наша компания может поставить необходимые датчики/устройства и "под ключ" реализовать проект по управлению микроклиматом Вашего объекта.

Для успешного выращивания растений в теплице необходимо обеспечить им оптимальные климатические условия. Во внимание следует принимать, что:

• парниковый эффект способствует быстрому подъему температуры внутри помещения, что негативно сказывается на растениях;
  
• вероятность распространения вредителей и болезней значительно повышается в непроветриваемом закрытом помещении.
  

Поэтому необходимо регулярно проветривать теплицу для поддержания правильного уровня влажности воздуха и температуры. Нужно четко понимать, как часто и при каких климатических условиях требуется проветривать теплицу, чтобы контролировать атмосферу внутри теплицы и обеспечивать охлаждение воздуха.

На основании поступающей информации от датчиков температуры внутри и снаружи теплицы и настроенных алгоритмов принятия решений АСУ ТП AllCtrl.SCADA на базе 1С осуществляет открытие/закрытие окон теплицы.

Открытие и закрытие фрамуг в теплице может осуществляться по различным заранее заданным параметрам, например, в точно установленное время, по определенным температурным показателям (когда температура достигает определенного уровня, система самостоятельно открывает или закрывает форточки и окна). К слову, температура в теплице в среднем должна составлять от +16 до +25, а ночью опускаться не более чем на 5-8 градусов. Датчики температуры также контролируют своевременный подогрев в ночное время суток.
Для защиты фрамуг от повреждения ветром предусмотрено их централизованное аварийное закрытие по сигналу от датчика измерения скорости ветра.

При необходимости наша компания может поставить необходимые датчики/устройства и "под ключ" реализовать проект по автоматизации управления фрамугами/окнами в Вашей теплице.

Наибольший показатель производительности в теплицах достигается при росте концентрации СО2 до 700-800 ppm. Оптимальным вариантом является поддержка концентрации СО2 величиной 1000 ppm на протяжении всего дня. Дозирование углекислого газа позволяет достичь сокращения продолжительности вегетативной фазы развития растения. Это обеспечивает ранний и качественный урожай. Увеличение концентрации углекислого газа – по сравнению с естественным его уровнем – повышает урожай (в зависимости от выращиваемой культуры) в среднем до 20 %, а то и до 40 %, учитывая окружающие условия, и ускоряет созревание плодов. Также повышение уровня СО2 в теплице улучшает физиологию и строение растений, повышает их устойчивость к неблагоприятным факторам окружающей среды.

На основании поступающей информации от датчиков CO2 (углекислого газа), расписания для каждой культуры и настроенных алгоритмов принятия решений АСУ ТП на базе 1С AllCtrl.SCADA осуществляет управление системой подачи CO2.

Автоматическое регулирование подачи СО2 предусматривает:

• возможность точно и экономично дозировать СО2 на протяжении светового дня, не допуская резких изменений концентрации и подстраиваясь под изменение факторов окружающей среды (света, температуры, влажности) и биологическую динамику фотосинтеза;
  
• возможность подачи СО2 в зону растущих листьев и прикорневую зону;
  
• возможность равномерно распределять СО2 внутри всего тепличного пространства (количество расходуемого углекислого газа распределяется пропорционально площади теплицы).
  

При необходимости наша компания может поставить необходимые датчики/устройства и "под ключ" реализовать проект по автоматизации подачи CO2 в Вашей теплице.

На основании поступающей информации от датчиков влажности почвы, расписания для каждой культуры и настроенных алгоритмов принятия решений программно-аппаратный комплекс (АСУ ТП) AllCtrl.SCADA на базе 1С осуществляет управление системой подачи воды и подкормки посредством открытия/закрытия соответствующих кранов.

Программно-аппаратный комплекс осуществляет автоматическое поддержание температуры воды на заданном уровне. Управление поливом происходит по выставленным оператором параметрам. Настроенные алгоритмы принятия решений позволяют точно и посуточно рассчитывать интенсивность и качество полива.
Система AllCtrl.SCADA на базе 1С дает возможность отслеживать важные показатели в процессе подачи воды для растений:

• фильтрация поливочной воды во избежание засорения кранов и обеспечения их бесперебойной работы;
  
• стабилизация рН и нейтрализация бикарбонатов;
  
• подогрев воды. Оптимальный уровень температуры поливочной воды — от 18 до 25 градусов, в то время как поступающая из кранов вода достигает в среднем всего 3-7 градусов.
  

AllCtrl.SCADA на базе 1С автоматизирует процесс приготовления и поступления питательных веществ, устанавливая баланс в концентрации и соотношении макро- и микроэлементов, а также контролирует уровень рН в питательных растворах для растений. Автоматизация управления поливом и подкормкой растений дает возможность четко фиксировать затраты на количество воды, удобрения и позволяет оптимально сбалансировать питание растений.

При необходимости наша компания может поставить необходимые датчики/устройства и "под ключ" реализовать проект по автоматизации управления поливом и подкормкой Вашей теплицы.

Теплица — закрытая конструкция, основным предназначением которой является выращивание сельскохозяйственных культур, поэтому большую роль играет постоянная и регулярная подача воды растениям. Потребности разных растений отличаются, поэтому необходим постоянный контроль над уровнем влажности. Повышенная влажность, например, увеличивает риск развития грибковых инфекций, в то время как слишком низкая влажность может привести к засыханию почвы.

Контроля над теплицей в режиме реального времени можно достичь с помощью автоматизированной системы управления. На основании поступающей информации от датчиков влажности воздуха, а также настроенных алгоритмов принятия решений в 1С AllCtrl.SCADA (АСУ ТП) осуществляет управление системой увлажнения воздуха и отслеживает изменения уровня влажности. Процесс управления прост: когда из распылителя вода поступает в теплицу, датчики влажности и расхода воды фиксируют информацию о количестве поступившей влаги, которая отображается на экране оператора. Датчики круглосуточно измеряют относительную влажность воздуха и поддерживают установленные режимы.

AllCtrl.SCADA (АСУ ТП) на базе 1С имеет широкий функционал и решает следующие задачи по управлению влажностью в теплице:

• установка посуточного цикла влажности и обеспечение нужного климата;
  
• поддержание установленной температуры и влажности с помощью алгоритмов принятия решений;
  
• управление расходованием воды в канале распыления;
  
• сбор, обработка и архивация данных;
  
• визуализация информации в удобном графическом виде;
  
• фиксация событий и тревог (например, при выходе уровня влажности за допустимые нормы).
  
• поддержание установленной температуры и влажности с помощью алгоритмов принятия решений;
  

При необходимости наша компания может поставить необходимые датчики/устройства и "под ключ" реализовать проект по автоматизации управления влажностью воздуха на Вашем объекте.

Большинство параметров технологического процесса управления связаны с одним основным фактором внешней среды — освещенностью. В зависимости от яркости солнечного света определяются температура воздуха и почвы, потребность в поливе, углекислом газе и подкормке питательными веществами. Для большинства сельскохозяйственных культур обычного дневного света бывает недостаточно, и, чтобы не допустить снижения урожайности, необходимо устанавливать искусственное освещение. Главное предназначение системы искусственного освещения — поддержание необходимого уровня света с учетом внешней солнечной радиации, времени суток и года. Грамотное регулирование как естественным, так и искусственным светом способно обеспечить максимальную отдачу от тепличного выращивая растений.

На основании поступающей информации от датчиков освещенности, а также настроенных алгоритмов принятия решений программно-аппаратный комплекс AllCtrl.SCADA (АСУ ТП на базе 1С) осуществляет управление светом, отслеживает объем затраченной электроэнергии.

Система визуализирует данные в виде удобных мнемосхем, графиков, диаграмм и позволяет ситуативно корректировать технологические параметры теплицы. Оптимальный выбор для искусственного освещения промышленных теплиц — натриевые лампы, потому что они имеют максимально приближенный к солнечному свету спектр. Такой тип ламп достаточно экономичен и имеет длительный срок эксплуатации, а с помощью автоматизированной системы управления AllCtrl.SCADA контроль над подачей света от таких ламп значительно упрощается.

При необходимости наша компания может поставить необходимые датчики/устройства и "под ключ" реализовать проект по автоматизации управления освещением Вашего объекта.

Для повышения скорости принятия решений, диспетчеризации работы оборудования и производства (MES), устройств был разработан удобный и интуитивно понятный пульт диспетчера в АСУ ТП AllCtrl.SCADA на базе 1С:Предприятие 8.3. Пользователь может одновременно наблюдать за 10 объектами, которые требуют его внимания. По каждому объекту доступны все его показатели (значения тегов с ОРС-серверов), показатели можно оценивать в режиме реального времени в виде диаграмм, графиков.

С помощью этого диспетчерского пульта, визуально отображающего параметры АСУ в реальном режиме времени, осуществляется автоматизация технологических процессов контроля и управления производством (MES), теплицами, строительными комплексами и животноводческим процессом.

На пульте расположены средства отображения данных, что обеспечивает:

• контроль и управление технологическим процессом АСУ ТП, а также визуализацию данных с помощью AllCtrl.SCADA;
  
• безопасность процесса и автоматизированное управление AllCtrl.SCADA для поддержания параметров оборудования с помощью предупредительных индикаторов и сигнальных оповещений;
  
• автоматизированное и ручное дистанционное управление технологическим процессом, производством (MES) с помощью пульта управления, клавиатуры, программируемого логического контроллера, переключателей или кнопок;
  
• регистрацию и архивирование технологических параметров АСУ ТП, оборудования и управленческих действий обслуживающего персонала при помощи баз данных AllCtrl.SCADA на 1С;
  
• передачу данных в реальном времени и оперативную связь диспетчеров с инженерно-техническим и управленческим персоналом всех уровней.
  

Внешний вид пульта диспетчера АСУ ТП AllCtrl.SCADA

АСУ ТП AllCtrl.SCADA на базе 1С. Внешний вид пульта диспетчера АСУ ТП AllCtrl.SCADA

Видео пример работы пульта-диспетчера АСУ ТП AllCtrl.SCADA

Одной из задач АСУ ТП AllCtrl.SCADA на базе 1С является диспетчеризация работы оборудования в режиме реального времени. Удобнее всего выполнять мониторинг на графических схемах (мнемосхемы), где отображено все оборудование определенной подсистемы, его текущие параметры и связи с другим оборудованием, например, такие как температура, мощность, и т.п.

Мнемосхемы визуализируют контролируемые и управляемые процессы, упрощают идентификацию и поиск нужной информации, способствуют незамедлительному принятию оператором правильных решений.

Мнемосхема отображает схему системы в целом и взаимосвязь между основными системными объектами, предоставляет подробную информацию о состоянии отдельных составляющих.

Благодаря регистрации движения ПФ по производственному процессу (маршрутной карте) выполняется фиксация времени выполнения технологических операций, простоя оборудования и построения различных аналитических отчетов в режиме реального времени с данными по сотрудникам, исполняющим операции.

Мнемосхемы помогают оператору, который сталкивается с большим количеством материала, упростить работу с поиском информации. Возможность видеть реальные данные о параметрах производственного объекта облегчают систематизацию и обработку поступающей информации, помогают проводить техническую диагностику при наличии отклонений от нормы, повышают эффективность принятия оператором решений.

Таким образом, мнемосхема является необходимым источником информации о состоянии системы в реальном времени, ходе и структуре происходящих процессов, нарушений установленных режимов, простоя оборудования и аварийных случаев.

Мнемосхема системы вентиляции в здании, бизнес-центре

1C SCADA, АСУ ТП AllCtrl.SCADA. Мнемосхема системы вентиляции в здании, бизнес-центре

Мнемосхема производственного технологического процесса

1C SCADA, АСУ ТП AllCtrl.SCADA. Мнемосхема производственного технологического процесса

Видео пример работы системы AllCtrl.SCADA (АСУ ТП, ТОиР) на базе 1С

Грамотное управление состоянием окружающей среды в теплице позволяет значительно повысить урожаи. Расходуемые тепловые и электрические ресурсы зависят от управления технологией внутри теплиц. Современные теплицы имеют в своем арсенале возможности изменения температуры почвы, воздуха, освещенности, управления влажностью и количеством углекислого газа в воздухе и представляют из себя сложный организм, которым нужно управлять, учитывая потребности выращиваемой культуры.

Программно-аппаратный комплекс AllCtrl.SCADA (АСУ ТП, ТОиР) на базе 1С - это набор датчиков, устройств, контроллеров и программного решения для управления микроклиматом теплицы, а также сбора аналитической информации по объемам производства сельскохозяйственной продукции, анализ зависимостей от выставленных технологом параметров.

АСУ ТП ALLCTRL.SCADA на базе 1С дает возможность следить за уровнем влажности на определенных участках, поддерживать заданные параметры температуры воздуха, осуществлять полив как в зависимости от времени или влажности почвы, так и по индивидуально установленным оператором параметрам, поддерживать уровень освещения в теплице, управлять параметрами котельной (температурой, давлением, состоянием исполнительных механизмов) и отображать аварийные ситуации на экране оператора.

Удаленный мониторинг технологических процессов в теплице позволяет поддерживать нужные показатели в теплице на постоянной основе, обеспечивая все необходимые для растений условия вовремя и, таким образом, увеличивая урожайность в разы. Кроме того, система удобна и проста в управлении и предусматривает архивацию данных о состоянии теплицы. Пользователь может увидеть, как изменялись показатели, например, неделю или месяц назад, сравнить среднюю температуру в сутки, проанализировать затраты на подкормку растений и прочее.

Таким образом, АСУ ТП ALLCTRL.SCADA НА БАЗЕ 1С упрощает и автоматизирует следующие задачи:

• Полив и подкормка растений;
  
• Контроль уровня концентрации углекислого газа;
  
• Регулирование температуры;
  
• Проветривание, открытие и закрытие фрамуг;
  
• Контроль влажности;
  
• Управление показателями микроклимата и передача информации оператору в режиме реального времени;
  
• Сбор и архивация данных о работе тепличного оборудования.