Автоматизация управления процессами выращивания культур в тепличных комплексах вертикального типа

Abstract

Введение. Современные методы и средства автоматизации технологических процессов в сельском хозяйстве и, в частности, в тепличных комплексах, являются предметом исследования многих научных коллективов, но многие решения носят частичный характер, т.е. обычно охватывают отдельные технологические параметры, либо позволяют осуществлять мониторинг, но не контролировать процессы. Нередко решения рассчитаны в значительной мере на использование в ручном режиме или не предусматривают адаптивное управление параметрами теплицы. Такие решения не в полной мере удовлетворяют требованиям практики.Цель. Необходимо повысить уровень автоматизации технологических процессов в вертикальных фермах за счет разработки методов, моделей и архитектуры адаптивного управления этими процессами.Материалы и методы. В данной работе предлагается трехуровневая модульная архитектура АСУ ТП современного тепличного комплекса, использующая в качестве интерфейса CAN-шину и характеризующаяся масштабируемостью, модульностью и возможностью охвата всех технологических процессов автоматического выращивания культур в теплицах. Нижний уровень содержит датчики и исполнительные механизмы. Средний уровень содержит модули ввода и вывода, сбора данных, блоки управления. Верхний уровень представляет собой SCADA-систему, персональный компьютер, на котором развернут сервер, принимающий и агрегирующий информацию от модулей логики и сбора данных и предоставляющий пользователю графический интерфейс для контроля и управления процессом.Результаты. За счет использования функциональных модулей предлагаемая архитектура обеспечивает возможность мониторинга, контроля и управления всеми технологическими параметрами, такими как: микроклимат теплицы, полив, освещение, экранирование, вентиляция. Моделирование показывает способность системы на основе такой архитектуры соответствовать временным критериям, установленным для технологических процессов и взаимодействия с пользователями.