اتوماسیون گلخانه و سیستم کنترل اقلیم
اتوماسیون یا سیستم کنترل اقلیم گلخانه، یک سیستم دستی یا اتوماتیک است که میتواند شرایط محیط را حفظ کند که شامل اندازه‌گیری، ثبت و پردازش داده‌ها به عنوان اجزاء اولیه است. اتوماسیون گلخانه همچنین از طریق بهینه‌سازی فرایند با مدیریت برتر همراه است. ایجاد یک سیستم گلخانه‌ای خودکار ارزان قیمت، با حداقل دخالت انسان کار کرده، با دقت قادر به حفظ شرایط تنظیم شده برای آن بوده و قادر به یادگیری و وفق دادن خودش است. اینها بعضی از موارد جالب آشکار در سیستم کنترل اقلیم است که افراد ناظر برای تکمیل نیازهای اقتصادی، محیطی، فروش و غیره کار می‌کنند. البته برای ساخت گلخانه استفاده از سیستم کنترل اقلیم ضروری نیست و استفاده از آن نیز در گلخانه‌های کوچک مانند گلخانه خانگی توصیه نمی‌شود. در ادامه این مقاله با شرکت گلخانه سازی نهال رویش همراه باشید.
فهرست مطالب
محیط گلخانه یک محیط پویا و پیچیده و باورنکردنی است. در دسترس نبودن کارگر، بهای انرژی و نیازهای بازار باعث شده که اتوماسیون و افزایش بهره‌وری کلید موفقیت و سودمندی باشد. فناوری کنترل محیط روی همه موارد مهم ذکر شده و دیگر موارد ذکر نشده می‌گذارد. بنابراین درک روش‌های کنترل و ابزار مورد استفاده آنها بسیار اهمیت دارد. کنترل دقیق شرایط محیطی گلخانه در رسیدن به بهترین و کاراترین محیط رشد اهمیت دارد. انقلاب کامپیوتر فرصت را برای کنترل پیشرفته فراهم کرد. سیستم‌های کنترل کامپیوتری برای گلخانه‌های مدرن استاندارد بوده و همپای پیشرفت‌های فناوری در حال پیشرفت است.
مطلب مرتبط:
هیدروپونیک
مزایای یک سیستم اتوماسیون گلخانه خوب!
بهبود مدیریت و نگهداری گلخانه
محیط گلخانه یک محیط پویا است و شرایط محیطی گلخانه چالش‌های بی‌نظیری مانند تغییرات دما دارد. کنترل مناسب این محیط به‌راستی مشکل است اما منفعت اتوماسیون خوب بسیار بیشتر از هزینه‌ها است. حتی درصد کوچکی از بهبود در بعضی مناطق اثر قابل توجهی روی عملکرد دارد. اتوماسیون داخل یک گلخانه به‌صورت‌های مختلف از حد یک ترموستات ساده برای کنترل تهویه تا سیستم‌های کنترل کامل کامپیوتری انجام می‌شود.
کاهش هزینه‌ها
هماهنگی بهتر تجهیزات و کنترل دقیق‌تر میتواند هزینه‌های اضافی را کاهش دهد. کنترل‌های خودکار، بهره‌وری کارگردان را از طریق توجه بیشتر به دیگر وظایف افزایش و تعداد کارگر مورد نیاز را کاهش می‌دهد. سیستم‌های کنترل اقلیم خوب، با فراهم کردن اطلاعات اضافی برای مدیر و کارگران، آنها را قادر می‌کنند تصمیمات بهتری برای بهبود وضعیت گیاهان و گلخانه بگیرند.
پیشرفت آبیاری
در کنترل پیشرفته آبیاری که در بعضی سیستم‌ها انجام می‌شود، آبیاری دقیق‌تر و به موقع انجام می‌شود. با کنترل مؤثر آبیاری می‌توان آب مصرف شده برای آبیاری را تا 70% کاهش داد. نظارت و کنترل پایدار دقت زیادی ایجاد می‌کند که وقتی با مصرف بهینه آب همراه شود میتواند کاهش مصرف کود و بهبود تأثیر آن را به دنبال داشته باشد.
بهبود کنترل دما
کنترل دقیق‌تر دما توسط سیستم اتوماسیون گلخانه و به‌کار بردن مؤثرتر رژیم‌های دمایی کنترل‌کننده رشد میتواند نیاز به مصرف تنظیم‌کننده‌های رشد را کاهش دهد. مدیریت بهتر رطوبت، آبیاری و دما همچنین به کاهش تنش و بیماری‌ها کمک می‌کند به‌طوری که باعث کاهش نیاز به مصرف قارچ‌کش‌ها و دیگر مواد شیمیایی می‌شود.
مطلب مرتبط: بازار محصولات گلخانه ای
محصولات سالم‌تر
در گلخانه‌های دارای سیستم کنترل اقلیم شرایط محیطی و آبیاری دقیق، گیاهان سالم‌تری حاصل می‌شود و گیاهان سالم‌تر حساسیت کمتری به آفات و بیماری‌ها دارند. شرایط محیطی کاهش قابل توجهی در جمعیت آفات و مصرف آفت‌کش‌ها دارد. بیماری کمتر، آبیاری و کوددهی مؤثرتر، افزایش اطلاعات تولیدکننده و مدیریت، با افزایش سلامت و یکواختی گیاه همراه است.
به‌طور کل مزایای سیستم اتوماسیون گلخانه عبارت است از:
- کنترل مطلوب محیط اطراف گیاه
- راندمان بالاتر انرژی
- راندمان بهتر نیروی کارگری
- بهبود مدیریت
- کاهش مصرف آب
- کاهش مصرف کود
- کاهش مصرف مواد شیمیایی
- کاهش مصرف آفت‌کش‌ها
- بهبود کیفیت و یکنواختی محصول
- بهبود کمیت و یکنواختی محصول
- کاهش ضایعات محصول
پارامترهایی که کنترل می‌شود
- کنترل دما (گرم کردن و خنک کردن)
- چرخش و تبادل هوا (پنکه‌ها، بادگیرها و هواکش‌ها)
- نمناکی (مه، رطوبت، هواکش‌های رطوبت‌زدایی و گرما)
- سیستم‌های تیجاد سایه پرده‌ای
- میزان co2 (نظارت و تزریق)
- ذخیره گرما
- آبیاری (پمپ کردن، ظرفیت، والوها)
- تیمار شیمیایی
- مدیریت تغذیه (تزریق/مخلوط کردن کود)
- سیستم‌های ذخیره و تأمین آب
- سیستم‌های توزیع مشترک
مطلب مرتبط: تکنیک جریان مواد غذایی
سطوح مختلف کنترل اقلیم
کنترل اقلیم در گلخانه توسط سیستم اتوماسیون در سه سطح موردنیاز است.
الف) کنترل در سطح عمل
کنترل در این سطح به کنترل تجهیزات برای یک عمل خاص مثل مدیریت دما، آبیاری، کوددهی و غیره مربوط می‌شود. کنترل کننده‌های یک کاره ممکن است الکترونیکی (کنترل کننده‌های آنالوگ مرحله‌ای یا کنترل کننده‌های با پایه ریز پردازشگر باشند. به عنوان مثال کنترل کننده‌های دما عموماً 12-5 خروجی کنترل را بسته به کارخانه سازنده و مدل دستگاه فراهم می‌کنند که اجازه 2 تا 3 مرحله گرم کردن، و 3 تا 5 مرحله خنک کردن را می‌دهد. بعضی مدل‌ها هواکش‌های خنک کننده و والوهای مخلوط کننده گرما را کنترل می‌کنند.
ب) کنترل در سطح تجهیزات
این سطح کنترل به کنترل تجهیزات منفرد (یک کاره) مربوط می‌شود. این کنترل به ابزارهایی که کنترل کننده یک نوع از تجهیزات یا به عنوان رابط یا حد واسط بین آنها است مربوط می‌شود، مثل کنترل کننده موتور در کنترل عمل هواکش، کنتاکتورها و استارت کننده‌های موتور در پمپ‌ها، هواکش‌ها و غیره. هر سیستم کنترل کننده باید قادر باشد تجهیزاتت را بر اساس عمل خاص و منحصر به فرد آن مدیریت کند.
ج) کنترل در سطح سیستم
کنترل در این سطح به کنترل تجهیزات، اعمال و سیستم‌ها مربوط می‌شود. عملکرد یک وسیله در گلخانه بوسیله عملکرد وسایل دیگر و تغییرات شرایط اقلیمی تحت تاثیر قرار می‌گیرد.
انواع سیستم کنترل اقلیم گلخانه
1. کنترل مرحله‌ای
در روش کنترل مرحله‌ای، پاسخ‌های کنترلی در چندین مرحله مجزا اعمال می‌شود. این روش برای تجهیزاتی که می‌توانند بصورت مرحله‌ای کار کنند مثل پنکه‌ها یا واحدهای گرم کننده خوب عمل می‌کند؛ اما برای هواکش‌های سقف و والوهای مخلوط کننده که قادرند با حداکثر ظرفیت دقیق‌تر عمل کنند خوب نیست.
مطلب مرتبط: ایرپونیک
2. کنترل تلفیقی
در این روش اتوماسیون گلخانه، کنترل‌های وابسته به هم و اثرات چندگانه تجهیزات گلخانه به‌طور همزمان مورد توجه قرار می‌گیرند. پاسخ‌های کنترلی معمولا متناسب با ظرفیت کل بین فعال یا غیرفعال بودن کامل هستند.
3. سیستم کنترل پس خور (ّFeed Back)
این سیستم اجازه می‌دهد که کنترل کننده بر اساس تفاوت‌های بین اندازه‌گیری های واقعی و مقادیر تنظیم شده تصمیم بگیرد.
4. سیستم کنترل نسبی
در کنترل نسبی بر اساس اینکه وضعیت اندازه‌گیری شده تا چه میزان از حد تنظیم شده فاصله دارد سیستم عکس العمل نشان می‌دهد. این سیستم در کنترل تجهیزاتی که قادر به داشتن عکس العمل مناسب بر اساس فاصله بین شرایط واقعی و شرایط تنظیم شده هستند، مفید است.
5. اتوماسیون گلخانه کامل
سیستم کنترل اقلیم کامل پاسخ کنترلی را نسبت به میزان انحراف شرایط اندازه‌گیری شده از شرایط تنظیم شده، نشان می‌دهد. زمانی که این سیستم با سیستن کنترل نسبی به کار رود، یک روش دوگانه برای بازگرداندن حالت انحراف به شرایط تنظیم شده فراهم می‌شود.
مطلب مرتبط: پرورش زعفران در گلخانه
6. سیستم کنترل اشتقاقی
کنترل اشتقاقی سرعت تغییر شرایط اندازه‌گیری شده را با درجه پاسخ تغییر می‌دهد، و وقتی با کنترل‌های نسبی و کامل بکار رود، زمانی را که برای اصلاح انحراف لازم است، کاهش می‌دهد.
7. سیستم کنترل پیش خور(Feed Forward)
چون این سیستم‌ها اثر شرایط موجود را روی پارامترهای تحت کنترل محاسبه می‌کند، پاسخ کنترلی برای شرایط تنظیم شده در جایی که استفاده می‌شوند و وقتی معادلات تعادل انرژی در سیستم بکار می‌رود، قابل پیش‌بینی است.
منبع: کتاب گلخانه، فناوری و کاربردها نوشته: ویلاس.م.سالوخه و آجای .ک.شارما
