Пример использования современных средств автоматизации в теплице

Инженеры нашей компании имеют большой опыт создания автоматизированных систем управления теплицами. Нашими инженерами реализован ряд проектов по комплексной автоматизации тепличных хозяйств в Ростовской области, Краснодарском и Ставропольском Краях, в республиках Кавказа.

Наши консультанты помогут спроектировать шкафы управления для теплиц и помогут выбрать Вам необходимые приборы. Звоните! Звонок бесплатный для всех городов России.

Для самостоятельного выбора приборов и устройств для автоматизации Вашей теплицы перейдите в разделы:

измерители и регуляторы температуры;
ПИД регуляторы;
логические контроллеры;
программируемые реле;
реле времени и таймеры;
термопреобразователи;
измерители влажности. Современная промышленная теплица — это сложный организм, с множеством датчиков, отслеживающих температуру, влажность, освещенность, а также компьютерного центра управления, анализирующего поступающую информацию и подающего необходимые команды на исполнительные механизмы. В нужное время открываются фрамуги, жалюзи, включаются вентиляторы, увлажнители воздуха, полив и т.п. Растениям постоянно обеспечиваются оптимальные условия для роста — и для высоких урожаев. Вот тут-то и проявляются высокие качества новых сортов и гибридов, созданных именно для этих условий. Автоматизация парника сегодня может быть выполнена при помощи систем различного типа, что может зависеть от различных факторов, начиная от наличия и возможности подключения электросети, размеров самой теплицы, условий, требуемых для выращивания сельскохозяйственных культур. Электрические автоматизированные системы для теплиц, устанавливаемые своими руками, являются самыми распространенными. Все датчики и механизмы, блоки управления при этом подключаются к электрической сети.
Пример использования современных средств автоматизации в теплице Компания ДИС является лидером на рынке комплексной автоматизации теплиц на Юге России. Наши инженеры помогут создать оптимальный вариант автоматизирования вашего тепличного хозяйства, позволяющий решать все поставленные задачи. При этом стоимость системы автоматизации будет минимальной.

Существуют следующие современные технологии для автоматизации теплиц:

  • автоматизированный капельный полив;
  • автоматическая система поддержания температуры воздуха;
  • автоматизированная налаженность проветривания и вентиляции;
  • автоматизация режимов освещение;
  • автоматическое управление теплоизоляцией и подогревом;
  • система автоматического туманообразования низкого давления для теплиц.

Пример использования современных средств автоматизации в теплице Использование автоматической системы для теплиц дают возможность значительно облегчить труд на своем садовом участке и увеличить урожайность до нескольких раз. Установив автомат для теплицы своими руками достижимо создать благоприятные условия для развития и роста растений без участия человека. Автономные системы орошения позволят сэкономить время, затраченное на полив, особенно на дачных участках, когда требуется полив даже в будние дни. Количество расходуемой воды и удобрений также существенно снижаются. Автоматическое освещение и подогрев позволяют круглогодично выращивать овощи и зелень в парниках. Системы автоматизации позволят существенно упростить все технологические операции в теплице.
Существенное увеличение урожайности может быть достигнуто за счет использования автоматизированных систем освещения теплиц, включая управление специальными режимам «досветки» растений.
Пример использования современных средств автоматизации в теплице Инженеры компании ДИС помогут Вам спроектировать оптимальный комплекс автоматизации технологических операций в вашем тепличном хозяйстве. Компания располагает большим комплексом различных приборов и средств промышленной автоматики. Возможны построения решений для самых маленьких теплиц и очень больших тепличных хозяйств.
Пример использования современных средств автоматизации в теплице

Купить по низкой цене измерительные приборы и устройства автоматики и автоматизации теплиц в Ростове-на-Дону, Ростовской области, в Краснодаре и Краснодарском Крае, Ставрополе и Ставропольском Крае, Волгограде и Волгоградской области, в городах:Владикавказ, Грозный, Махачкала, Нальчик и других городах Юга России можно в нашей компании. Все покупатели могут получить бонусы и подарки!
Мы бесплатно предоставим проекты шкафов для комплексной автоматизации.

При комплектации системы управления для теплиц применяются различные приборы и устройства, такие как: электронные контроллеры, сенсорные панели, модули ввода и вывода, программируемые реле и реле времени, электронные и шаговые ПИД регуляторы, измерители и регуляторы температуры и влажности, электронные регистраторы. датчики температуры, датчики влажности, датчики освещенности, контроллеры уровня и датчики уровня, различное коммутационное оборудование. Все это оборудование Вы всегда найдете в нашей компании.

Мы доставим любые приборы автоматизации и автоматики в города: Ростов, Краснодар, Волгоград, Элиста, Астрахань, Ставрополь, Невинномысск, Минеральные Воды, Кисловодск, Таганрог, Новочеркасск, Азов, Шахты, Сочи, Новороссийск, Анапа, Туапсе, Геленджик, Ейск, Майкоп, Армавир, Пятигорск, Железноводск, Черкесск, Нальчик, Владикавказ, Грозный, Махачкала, Волгодонск, Сальск, Тихорецк, Тимашевск. Возможна доставка до двери предприятия. Для больших проектов и крупных заказчиков доставка до склада транспортной компании бесплатна.
Пример использования современных средств автоматизации в теплице

Комплексные системы автоматизации теплиц от компании ДИС имеют выгодное соотношение цены и качества.

Умные теплицы

Пример использования современных средств автоматизации в теплице

Рост численности населения, изменения климата и урбанизация приводят к большему спросу на продукты. К примеру, в эффективном выращивании агрокультур даже в северных широтах помогают умные теплицы.

Что такое умная теплица

Появление умных теплиц и оранжерей произвело революцию в сельском хозяйстве, позволив, к примеру, более эффективно выращивать экзотические фрукты в северных широтах.

В основе любой умной теплицы – датчики, исполнительные механизмы, системы мониторинга и управления, которые в комплексе позволяют оптимизировать многие факторы и условия роста агрокультур.

Умная теплица – это полностью автоматизированная конструкция, призванная облегчить процесс выращивания агрокультур и минимизировать использование ручного труда. Этот сельскохозяйственный объект включает в себя микроконтроллеры, датчики и приложения Интернета вещей.

Часто умные теплицы работают в синхронизации с другими технологическими решениями, например, технологиями автоматического полива и системами HVAC.

Интеллектуальные датчики фиксируют данные о росте растений, орошении, наличии вредителей и освещении и отправляют их на локальный или облачный сервер.

Веб-консоль администратора позволяет фермерам настраивать параметры системы и интегрировать ее с другими решениями. Мобильное приложение генерирует оповещения и отчеты о производительности теплицы IoT.

По типу умные теплицы можно разделить на те, где используются гидропоника (выращивание агрокультур без почвы) и обычное выращивание агрокультур в грунте. Аналитики MarketsandMarkets отмечают, что на рынке преобладают решения грунтового выращивания.

Ключевыми для умных теплиц стали такие технологии, как:

  • LED-проекторы для роста растений;
  • технологии подключения;
  • ирригационные системы;
  • клапаны и насосы;
  • системы мониторинга;
  • системы управления.

Какие технологии делают теплицы умными

По мнению аналитиков MarketsandMarkets, на рынке умных теплиц главенствуют технологии HVAC и LED-фитоламп.

HVAC

HVAC-оборудование – это комплекс, состоящий из систем отопления, вентиляции и кондиционирования помещений.

Задача HVAC–систем в теплицах и оранжереях – поддерживать идеальную температуру для круглогодичного выращивания конкретной культивируемой агрокультуры или экзотических растений, сглаживая негативные факторы окружающей среды. Преимущества HVAC заключаются в минимизации операционных затрат.

Светодиодные (LED) проекторы

При помощи светодиодов легко обеспечивается дополнительное освещение культивируемых агрокультур в теплице или оранжерее. Лучшие системы освещения имеют компактный дизайн и долгий срок эксплуатации (от 30 до 50 тыс. часов) и расходуют меньше энергии.

Датчики

В зависимости от потребностей фермеров, возможны любые комбинации датчиков: температурные датчики, датчики влажности, датчики экспонометра, датчики состава почвы (кислотность, химический состав), датчики точки росы, датчики контроля качества воды для полива и т.д.

управление датчиками при помощи специального блока

Пример использования современных средств автоматизации в теплице

Сети

Для связи датчиков используются проводные или беспроводные сети. В удаленных районах могут быть задействованы LPWAN, такие, как LoRaWAN, RF, NB-IoT и т.д. Как правило, для связи используются сети не лицензируемого диапазона, что во многих случаях сокращает стоимость использования оборудования, абонплату за сервис и т.д.

вариант подключения

Пример использования современных средств автоматизации в теплице

Десктопные и мобильные приложения

Системы мониторинга, как правило, имеют наглядный и интуитивно-понятный интерфейс. Контролировать все процессы можно с помощью планшета, смартфона, ноутбука.

Преимущества автоматизации теплиц

Защита от перепадов температуры и экстремальных температур

Поддержание и контроль диапазона температур в тепличной среде имеет решающее значение. Колебания температуры могут повредить или убить растения в течении нескольких часов. Системы дистанционного мониторинга защищают ценные растения от экстремальных температурных колебаний.

Контроль инвентаря и другого оборудования

Кроме поддержания оптимальной температуры необходимо обеспечить сохранность инвентаря и эффективную работу систем кондиционирования, поддержания влажности и т.д.

Чем раньше фермер обнаруживает падение температуры или отказ оборудования, тем больше вероятность сохранить имущество и растения.  Системы удаленного мониторинга отправляют обновления в режиме реального времени, поэтому сотрудники предприятия могут оперативно реагировать на угрозы.

Мониторинг ситуации

Если какое-либо условие выходит за пределы предварительно установленного диапазона, то устройства или система немедленно предупреждают ответственных сотрудников по телефону, через электронную почту или SMS. Уведомления о нештатных ситуациях обычно оповещают фермеров о:

  • Понижении температуры;
  • Плохой вентиляции;
  • Высоком уровне углекислого газа;
  • Изменении влажности;
  • Отказе оборудования;
  • Утечке воды.

Профилактика заболеваний в период вегетации

Во время вегетационного периода системы в умных теплицах могут контролировать различные условия окружающей среды. Для этого используются как проводные, так и беспроводные датчики. Поддержание заданных параметров температуры, уровня влажности, освещения, циркуляции воздуха имеют решающее значение для предотвращения появления плесени, болезней и максимизации урожайности растений.

Строительство умной теплицы

Для строительства умной теплицы необходимо выбрать надежного поставщика IoT-оборудования и сервисов, за плечами которой ни один проект в сфере умного сельского хозяйства. Поставщик подбирает правильный стек технологий для проекта на основе многих факторов:

  • размер тепличного хозяйства;
  • тип агрокультур;
  • реализованные технические решения.

Необходимое количество IoT-датчиков рассчитывается индивидуально. Как правило, один датчик в зависимости от предназначения способен охватить до 30 кв. метров пахотных земель. Микроконтроллеры датчиков потребляют очень мало энергии (150 ма с активной передачей данных в сетях BLE и Wi-Fi и всего 5 ма с включенным режимом глубокого сна).

Следующий шаг – обеспечение связи между микроконтроллерами, входящими в систему IoT. Для этого необходимо выбрать тип подключения. Затем требуется сконфигурировать сервер, управляющий датчиками и системами в умной теплице. Следующим шагом станет настройка программного обеспечения.

Продвинутые системы используют интуитивно понятный интерфейс, в котором датчики добавляются по нажатию кнопки. Каждому датчику можно задать свое имя, а территории умной теплицы можно разделить на секторы. Отслеживать информацию можно как по секторам, так и в целом.

Последним этапом создания умной теплицы становится настройка мобильных или веб-приложений и частоте оповещений о работе датчиков в нормальном режиме и экстренных предупреждениях о внештатных ситуациях.

Где реализованы проекты умных теплиц

Умные теплицы используются в основном в северных широтах. В условиях экстремального земледелия невозможно эффективно выращивать даже овощи, не говоря уже об экзотических фруктах. К примеру, население Ямало-Ненецкого автономного округ (ЯНАО; 540 тыс. человек) потребляет в год 11 тыс. тонн огурцов и томатов. Однако только 18 тонн этих овощей выращивается в теплицах региона.

Читайте также:  Установка и подключение счетчика электроэнергии: как подключить правильно

Если производство находится далеко, то доставка агропродукции в ЯНАО серьезно отразится на итоговой стоимости. Обычно жители региона потребляют овощи и фрукты из других регионов России и стран ближнего зарубежья. Поэтому в столице региона – Салехарде, к 2020 году планируется построить тепличный комплекс площадью 1 га. Этот комплекс рассчитан на производство 1 тыс. тонн овощей ежегодно.

В Китае создали приложение для смартфонов, которое управляет многими процессами (полив, внесение удобрений, контроль температуры и влажности воздуха) в умной теплице. Площадь комплекса – 0,5 га.

 Разработчики отметили, что воду и питательные вещества система доставляет прямо к корням растений.

Каждые полчаса система оповещает о микроклимате в тепличном комплексе и выявленных вредителях агрокультур.

Объем рынка умных теплиц

Отдельных данных по количеству умных теплиц и прогнозов по развитию этого сегмента нет. Есть  На долю интеллектуальных решений для сельского хозяйства приходится 6% всех проектов IoT, отмечают аналитики.

По оценкам MarketsandMarkets, объем рынка в 2018 году достигнет $1,26 млрд, а в 2023 году $2,28 млрд. Среднегодовые темпы роста рынка в период с 2018 по 2023 гг. оцениваются в 12,6%.

Основными драйверами роста рынка стал рост численности населения, изменения климата и урбанизация.

Ожидается, что сегмент интеллектуального сельского хозяйства будет развиваться высокими темпами.

Но высокая стоимость развертывания решений и высокие первоначальные инвестиционные затраты могут привести к снижению темпов роста рынка в развитых странах Ближнего Востока и Африки.

Европа останется лидером рынка в течение прогнозируемого периода. У Нидерландов, Испании и Италии есть большие площади под оранжереи.

Технологии сельского хозяйства в контролируемой среде (CEA) главным образом используются в Нидерландах и скандинавских странах. Внутреннее садоводство набирает быстрые обороты в некоторых крупнейших странах Европы. Быстрое внедрение технологий ожидается в странах с развивающейся экономикой, как Япония, Китай и Индия».

По оценкам аналитиков, ключевые технологии, используемые для умных теплиц: лампы для роста растений, технологии подключения, ирригационные системы, клапаны и насосы, системы мониторинга и управления. В 2016 году наблюдался резкий рост спроса на LED-лампы для выращивания растений.

Ключевые игроки на рынке: Rough Brothers, Heliospectra, Terrasphere Systems, Argus Control Systems, LumiGrow, Ceres Greenhouse Solutions, Hort Americas, JFE Engineering Corporation, Nexus Corporation, Logiqs, Certhon и GreenTech Agro.

Системы микроклимата в теплицах нового поколения

Современные технологии выращивания овощей и других сельскохозяйственных культур требуют постоянного поддержания определенных режимов микроклимата в теплицах.

Создание благоприятной и контролируемой среды для растений в теплицах нового поколения обеспечивает высокое качество продукции и позволяет гарантированно получать высокие урожаи, а значит, достигать высокого уровня рентабельности.

Как объяснил Виктор Семкин, генеральный директор агрокомбината «Московский», теплицы нового поколения — это, по сути, автономные системы с управляемым микроклиматом. В любое время года здесь поддерживаются оптимальные параметры среды, что благоприятно сказывается на растениях и значительно повышает их урожайность.

«Современные теплицы — это прежде всего малообъемная безгрунтовая технология выращивания с полным автоматизированным контролем температуры, влажности, освещенности, подачей С02, вентиляцией, а также питанием с применением исключительно биологических препаратов и энтомофагов для борьбы с вредителями и болезнями, — говорит Виктор Семкин. — Кроме того, с помощью датчиков осуществляется дистанционное управление всеми процессами, влияющими на урожай».

По словам главного агронома тепличного комплекса «Сосногорский» (Республика Коми) Сергея Иванова, когда мы говорим о микроклимате, то оперируем тремя ключевыми понятиями: температура, влажность и временной период.

«Оптимальный микроклимат создается путем работы всех узлов и механизмов теплицы, таких как трубное отопление с разделенными автономными контурами, система вентиляции, как естественной, так и принудительной, подача СО2 от собственной котельной, система досвечивания», — отмечает он.

При этом, обращает внимание генеральный директор НПФ «ФИТО» Игорь Соколов, строительство современных тепличных комплексов сопряжено с серьезными инвестициями. По его подсчетам, сейчас стоимость строительства составляет около 250 млн руб. за гектар. «Безусловно, для инвестора очень важно окупить столь существенные вложения в течение нескольких лет.

«А быстрая окупаемость проекта может быть достигнута только за счет получения высокой урожайности выращиваемых культур, —объясняет специалист.

— Тут имеют значение множество факторов, но одна из важнейших технологических цепочек в процессе получения урожая, без которой быстрой окупаемости достичь не удастся, — это создание оптимального микроклимата в теплицах».

Он уточняет, что для создания комфортной среды обитания растений необходимо отслеживать и поддерживать максимально точно следующие параметры: температуру воздуха, относительную влажность, воздухообмен, уровень СО2, уровень освещенности. Именно поэтому, по убеждению Игоря Соколова, современный тепличный комплекс невозможен без сложной, надежной и качественной системы управления микроклиматом на основе микропроцессоров.

Простота управления

Как рассказал Игорь Соколов, тепличная конструкция подразумевает изоляцию растений от внешней среды, поэтому аграриям, которые выбирают зарубежные решения, нет необходимости адаптировать их под российские условия.

По мнению генерального директора НПФ «ФИТО», сегодня практически стерта грань между зарубежными и отечественными технологиями, они настолько интегрированы, что можно говорить лишь о самой сути технологий, например, капельном поливе на субстратах или выращивании растений на искусственном освещении.

Генеральный директор компании «Интерагро» Екатерина Бабаева, напротив, считает, что индивидуальная незначительная адаптация зарубежных технологий всегда необходима. По ее наблюдениям, если раньше на рынке преимущественно были представлены импортные решения, то сейчас появляется все больше отечественных предложений (по крайней мере, если говорить о сборке).

«Многие крупные тепличные предприятия России применяют зарубежные технологии.

Однако климатические системы российского производства есть, и очень хорошего качества», — соглашается Андрей Гришкин, коммерческий директор компании «РусАгроКомплекс», приводя в пример компанию, которая является партнером Института «Сколково». При этом, подчеркивает специалист, стоимость отечественных систем микроклимата во много раз ниже зарубежных аналогов.

Пример использования современных средств автоматизации в теплице

Игорь Соколов также уверяет, что в этой области российские компании достигли больших успехов и на равных конкурируют с зарубежными производителями.

Если говорить только о системах управления микроклиматом, то, по его словам, их выпускают несколько отечественных компаний, в том числе «ЛиС», НПО «Автоматика» и др.

Специалист уточняет, что стоимость любой системы управления микроклиматом в основном зависит от площади теплиц, конфигурации системы, комплектности поставки и производителя автоматики. Цена, по его данным, варьируется в широких пределах начиная от 0,5 млн руб. за 1 га.

В новых теплицах агрокомбината «Московский» применены технические решения и системы, разработанные голландскими специалистами.

Как пояснил Виктор Семкин, они включают в себя оборудование полива, вентиляции, зашторивания, отопления, подачи С02, системы контроля, управления оборудованием и системой туманообразования, промышленные компьютеры и программное обеспечение.

«Данная система управления микроклиматом позволяет контролировать все параметры в теплице и выдерживать их с точностью до 1–5 %», — добавляет он.

Кстати, как утверждает генеральный директор «Интерагро» Екатерина Бабаева, самой распространенной на рынке системой управления микроклиматом является PRIVA (Голландия).

«Но ее адаптируют и наши разработчики», — отмечает она.

Использование системы управления и контроля микроклиматом, по опыту Виктора Семкина, позволяет выращивать самые разнообразные культуры, получать качественную продукцию и иметь преимущество на рынке сельхозпроизводителей.

«Основным элементом такой системы является промышленный управляющий контроллер, который имеет высокий показатель бесперебойной и надежной работы, — углубляется в вопрос Андрей Гришкин. — Система включает в себя подсистему измерительных датчиков, установленных внутри и снаружи теплицы». По его словам, система легко интегрируется с котельной.

Для этого дополнительно устанавливается специальный модуль, который по интерфейсу (ПО) передает данные в котельную для управления выработкой тепла, СО2, а также электроэнергией и другими системами. Следить за процессом создания и поддержания микроклимата и вносить задания в удобной форме помогает ПК.

Кроме того, во всех системах доступна функция удаленного администрирования через интернет.

Главный агроном тепличного комплекса «Сосногорский» Сергей Иванов обращает внимание на такую особенность системы микроклимата, как обратная связь между состоянием самой теплицы и источниками энергии в энергоцентре (котлы и ГПУ).

«У тепличных хозяйств появляется возможность не только оперативного регулирования режима выращивания, но также рационального и эффективного использования энергоносителя, — подчеркивает он.

— Кроме того, быстродействие системы микроклимата позволяет вовремя реагировать на внешние изменения погоды (ветер, дождь, снег и т.д.) без риска потерять нужные параметры внутри теплицы».

Подробнее на принципах работы системы управления микроклиматом остановился Игорь Соколов. По его словам, оператор задает необходимые с точки зрения агронома параметры микроклимата: температуру, влажность, уровень СО2, освещенность.

Эти параметры отслеживаются установленными в теплицах соответствующими датчиками, и в случае расхождения заданных и измеренных величин компьютер с помощью имеющихся исполнительных механизмов компенсирует разницу.

«Другой вопрос, что эта простота управления достигается за счет сложных алгоритмов, заложенных разработчиками в микропроцессорную технику», — замечает специалист.

Генеральный директор НПФ «ФИТО» рассказал, что современные алгоритмы управления и программы предоставляют широкие возможности агрономам тепличных хозяйств. Это и разные задания микроклимата в зависимости от времени суток, и бессрочное архивирование, и анализ данных.

Это полная автоматизация процессов без вмешательства оператора, обработка, анализ и контроль внештатных ситуаций, мониторинг состояния растений и другие возможности, которые разработчики могут предоставить агрономам при составлении технического задания на систему.

Избежать перегрева

Существенным недостатком большинства современных теплиц, на который указывает Игорь Соколов, является невозможность поддержания оптимальных параметров микроклимата в летний период времени.

Как рассказал Андрей Гришкин, хорошее начало температурного режима утром к восходу солнца, когда воздух прогревается до 17–19° С, начиная с полудня сопровождается постепенным повышением температуры до 26° С.

Причинами являются стимулирование поглощения питательного раствора, оптимальный фотосинтез, выход пыльцы (на пчелоопыляемых культурах).

«Если температура начинает превышать положенные нормы, ее понижают за счет полностью автоматизированной системы форточной вентиляции», — отмечает специалист.

Помимо вентиляции, добавляет Екатерина Бабаева, снижать температуру воздуха в теплицах помогает регулирование температуры и досветки, зашторивание, система туманообразования.

Например, в теплицах агрокомбината «Московский» применяется несколько технических и организационных решений для охлаждения перегретого воздуха. «Самый простой метод — нанесение затеняющих покрытий (например, «РедуСол» или Eclipse) на остекление теплицы в период жаркой погоды, — делится Виктор Семкин. — Используем также системы вентиляции, зашторивания и туманообразования».

Читайте также:  Сопротивление тела человека - от чего зависит и как может изменяться

По словам Игоря Соколова, наиболее распространенной системой для понижения температуры сегодня является система испарительного охлаждения и доувлажнения воздуха (СИОД). Принцип ее работы заключается в мелкодисперсном распылении воды по всей площади теплицы, поясняет он. Вода, испаряясь, забирает часть энергии, таким образом несколько охлаждая воздух в теплице и увеличивая влажность.

«Такие системы могут работать с насосами низкого или высокого давления, — продолжает Игорь Соколов. — Оба варианта имеют существенные недостатки при ограниченных возможностях. Основной их минус — незначительное понижение температуры.

Кроме того, система СИОД низкого давления повышает риск заболевания сельскохозяйственных культур, так как при частом использовании происходит увлажнение самих растений, а СИОД высокого давления отличается высокой стоимостью и высокими требованиями к качеству распыляемой воды, что также ведет к увеличению цены системы».

Тем не менее, подчеркивает специалист, даже учитывая все риски и недостатки систем, без них не обходится ни один современный комбинат.

Пример использования современных средств автоматизации в теплице

Сергей Иванов выделяет несколько решений, которые применяются для снижения температуры воздуха, помимо СИОД. Так, по его словам, широко используется система теневого зашторивания, когда специальное полотно закрывает теплицу и ограничивает приток солнечной радиации.

Также есть системы естественной и принудительной вентиляции. Первая подразумевает открытие фрамуг при достижении высокой температуры, вторая запускает вентиляторы, распложенные в теплице.

В крайнем случае, отмечает главный агроном тепличного комплекса «Сосногорский», проводится забеливание кровли специальным раствором.

«Особенностью работы любых систем снижения температуры является принципиальная ограниченность, — переходит к перечислению недостатков Сергей Иванов. — Например, тканевая штора снижает температуру, но ограничивает растения в солнечной энергии.

Система естественной вентиляции вместе с температурой понижает влажность, что критично для растений. Кроме того, очень часто в жаркую и ветреную погоду невозможно открыть фрамуги из-за возможности разрушения самих форточных механизмов.

Дует сильный ветер, светит солнце, теплица перегревается, но форточки не открываются из-за конструктивного предела открытия по скорости ветра. Очень характерная ситуация для южных стран и регионов».

Регулируем влажность

В зависимости от времени года, климатических условий, требований выращиваемой культуры необходимо постоянно следить за влажностью воздуха. Если для выращиваемых культур требуется повышенная влажность, то, по мнению Виктора Семкина, эффективна система туманообразования с автоматическим регулированием. Более сложная ситуация, когда требуется снизить влажность в теплице.

«На данный момент наиболее распространенный способ — это “вытапливание”, то есть подогрев воздуха в теплице и выпуск его наружу, — поясняет генеральный директор агрокомбината «Московский».

— Однако более современным решением является предварительная подготовка воздуха с требуемыми параметрами в установках системы вентиляции и подача подготовленной смеси по перфорированным рукавам, расположенными под грядками».

Он добавляет, что на температурно-влажностный режим влияет множество факторов: выращиваемая культура, кратность поливов, требуемые температуры в зоне выращивания, климатические условия. Впрочем, практически всеми параметрами можно управлять, исключая внешний климат.

Андрей Гришкин замечает, что системы испарительного охлаждения и доувлажнения нельзя назвать прогрессивным решением, так как они внедрены довольно давно. Последние усовершенствования произошли в подходе к циркуляции воздуха для предотвращения риска образования конденсата.

Эффект контролируется промышленной автоматикой и достигается воздуховодами под желобами с принудительными вентиляторами, которые смешивают слои воздуха в производственных зонах теплицы. Эта модификация предусматривает активную обработку воздуха — обогрев или охлаждение.

«Современная научно-производственная мысль овощеводства защищенного грунта объединяет в один параметр влажность и температуру, — замечает Сергей Иванов. — А самая прогрессивная на данный момент идея — это понимание того, что само растение является источником влажности.

Транспирация воды через листья охлаждает не только само растение, но и окружающий воздух, и понижение температуры, в свою очередь, повышает его влажность». Как раз сохранение влажности в теплице специалист считает первоочередной задачей.

По его мнению, этого возможно добиться только с помощью технологии Ultra Clima, одновременно обеспечивающей охлаждение воздуха.

«Управление температурно-влажностным режимом позволяет растению снизить собственные затраты на транспирацию», — подчеркивает главный агроном тепличного комплекса «Сосногорский».

Как рассказал Игорь Соколов, революционное решение в вопросах охлаждения теплицы и точного поддержания влажности — технологию Ultra Clima — предложила в 2006 году компания «КУБО» из Голландии.

По словам специалиста, ее суть заключается в том, что теплица снабжена специальной зоной, в которой воздух готовится по заданным параметрам, а затем с помощью вентиляторов и воздушных рукавов подается в теплицу. Высокая эффективность охлаждения достигается за счет адиабатических панелей, расположенных по всей длине теплицы.

«Современные теплицы Ultra Clima, несмотря на более высокую стоимость, имеют меньший срок окупаемости за счет увеличения урожайности и энергоэффективности. Это инновационное решение уже получило большое распространение в России», — отмечает Игорь Соколов.

Пример использования современных средств автоматизации в теплице

Кстати, согласно подсчетам Сергея Иванова, Ultra Clima позволяет повысить урожайность в 2,5–3 раза по сравнению со старыми теплицами (антрацит).

С его точки зрения, сама комплектация и концепция Ultra Clima подразумевает выпуск овощной продукции экстра-премиум класса, причем не по брендовости, а по своим вкусовым характеристикам и содержанию витаминов. «Конечно, такие теплицы дороже, — признает специалист.

— Они подразумевают наличие развитой энергетической инфраструктуры, внешних коммуникаций, дорожного сообщения, что ограничивает выбор месторасположения. Зато на выходе Ultra Clima выдают продукцию, которая обеспечивает потребителей новыми стандартами качества овощей по ценам не выше рыночных».

Кроме того, по своим техническим характеристикам Ultra Clima — единственная система, способная работать вне зависимости от географического месторасположения теплицы, заключает Сергей Иванов.

Андрей Гришкин, коммерческий директор компании «РусАгроКомплекс»: «На практике в процессе полива и питания растений обнаруживаются самые разные проблемы сортов. При этом нежелательные свойства сорта можно уменьшить за счет создания оптимального для него микроклимата, ведь поглощать воду и питательные элементы в необходимом объеме культуре помогает именно хороший микроклимат.

На наш взгляд, хороший микроклимат — это дневной микроклимат, наиболее важный для оптимального роста растений, а именно — правильное сочетание температуры, поступления света, влажности и концентрации СО2, изменение наружных погодных условий, в том числе скорость и направление ветра.

Все сигналы считываются мгновенно с датчиков на программное обеспечение управляющего контроллера, при этом, согласно заданным параметрам микроклимата в теплице, осуществляется управление основными инженерно-технологическими системами: теплоносителями, влажностью, светом, СО2.

Главная цель такого управления — создание благоприятной среды для растений.

Если на этапе проектирования тепличного комплекса все технологии были заложены правильно, реально подобрать абсолютные значения параметров микроклимата, исходя из толщины стебля, сорта, загруженности растений плодами, а также наличия или отсутствия заболеваний».

Автоматизация теплиц

Пример использования современных средств автоматизации в теплице

А. Шуравин, директор департамента развития и инноваций; А. Кучинский, руководитель центра R&D, ООО «Телеком-Защита»

В жизненном цикле любого бизнеса рано или поздно настает момент, когда необходимо повысить производительность и сократить расходы.

На первый взгляд кажется, что это взаимоисключающие понятия, однако опытные предприниматели знают, что обе проблемы можно решить в комплексе — путем автоматизации ключевых процессов.

Особенно этот вопрос актуален для владельцев тепличных хозяйств.

Благодаря популярной концепции «Интернет вещей» обычная теплица может превратиться в высокотехнологичный объект, способный заботиться о сельхозкультурах не хуже любого растениевода.

Главное достоинство комплексов автоматизации помещений защищенного грунта — возможность построить весь процесс выращивания на основе точных и актуальных данных.

Базовая задача подобных решений — непрерывный мониторинг жизненно важных для растений параметров микроклимата: уровней освещения; температуры и влажности воздуха, почвы; напора прямой воды в трубопроводе из котла и в обратном направлении по всем контурам отопления.

Как это работает?

Качество урожая зависит прежде всего от последовательных действий, применяемых в зависимости от сложившихся условий. Система мониторинга в свою очередь обеспечивает наиболее полную и достоверную картину. В конечном счете она позволяет подобрать правильный сценарий необходимых операций и добиться максимального эффекта при выращивании овощей, фруктов, цветов и других растений.

Для построения подобного решения и достижения нужного результата требуются три основных компонента: набор датчиков, которые считывают те или иные параметры; программно-аппаратный комплекс, или ПАК, для сбора и обработки этой информации, а также технологии передачи данных, призванные связать две других составляющих. Перечисленного достаточно для качественного мониторинга состояния воздуха и почвы, регуляции работы автоматики и всех этапов выращивания.

Пример использования современных средств автоматизации в теплице

Автоматизированное управление осуществляется следующим образом: у сельхозпроизводителя есть некое устройство — компьютер, ноутбук, планшет или смартфон, через которое он может получать доступ к снятым параметрам.

Например, система сигнализирует, что в теплице влажность почвы стала ниже порогового значения, вследствие чего необходим полив. В этом случае аграрий может дать соответствующее поручение обслуживающему персоналу и через некоторое время проследить за изменениями в параметрах влажности.

Это самый простой пример реактивного управления, то есть волевого решения, принятого в ответ на конкретную ситуацию.

Главное достоинство данных, полученных в результате мониторинга, — точность и достоверность. Например, прогноз погоды может иметь серьезные погрешности и не отражать реальной картины. Оценка дается на населенный пункт в целом, и ситуация в какой-нибудь его части может сильно отличаться от происходящего в другой.

Благодаря системе мониторинга сельхозпроизводитель имеет возможность самостоятельно собирать статистику и составлять собственный прогноз, в том числе привязанный к конкретной дате.

Подобные данные позволяют начинать высаживать растения раньше или позже установленного срока, то есть в тот момент, когда это наиболее эффективно.

«Умное» управление

Следующая ступень автоматизации — внедрение интеллектуальной системы, которая обрабатывает информацию мониторинга и управляет всей аграрной автоматикой: схемами обогрева, освещения и другими. Ее можно сразу предусмотреть в составе комплексного решения или добавить в уже готовую архитектуру.

В случае критического изменения параметров влажности, температуры и других показателей система не только сигнализирует о необходимости вмешательства со стороны, но и сама выполняет его: включает комплексы полива, обогрева, вентиляции и контролирует результат своих действий.

То есть она реализует те же задачи, что и обычный персонал, только с большей точностью и оперативностью. В результате затраты предприятия на сотрудников снижаются, при этом урожайность повышается до 30 процентов.

В будущем данная цифра может увеличиться, поскольку механизмы и алгоритмы интеллектуального управления постепенно совершенствуются.

В каких случаях требуется автоматизация? Затраты предприятия можно снижать двумя способами: оптимизировать персонал или наращивать площади, обслуживаемые тем же количеством работников.

Если на зарплату сотрудникам уходит слишком много средств, то следует внедрить автоматизацию, которая позволит сократить эту статью расходов.

Читайте также:  Установочные коробки для розеток

Если необходимость в полном исключении человеческого фактора отсутствует, то можно увеличивать производственные площади, в результате чего меньшее количество работников будет приходиться на один квадратный метр, что при установке системы не повлияет на производительность труда. Это важное преимущество комплекса автоматизации управления для владельцев крупных тепличных хозяйств площадью в несколько гектаров, которые смогут расширять бизнес без дополнительных затрат.

Экономия на освещении

Еще одно немаловажное преимущество внедрения автоматизированной системы управления — повышение эффективности работы осветительных систем и значительное снижение расходов на электроэнергию.

Растениям в разные фазы развития требуется свет различного, зачастую довольно узкого спектра, а при использовании стандартных источников освещения, в основном обычных натриевых ламп, большая часть энергии затрачивается впустую.

С «умной» системой управления возникновение данной ситуации невозможно в принципе, поскольку в ней используются специализированные источники освещения, которые позволяют дозировать те или иные цвета спектра и добавлять либо убирать разные компоненты.

Опция обеспечивает экономию до 70 процентов электроэнергии, причем без учета фактора внешнего естественного освещения, которое дает возможность оптимизировать насыщенность красного и синего цветов. Свет солнца тоже учитывается, причем с поправкой на преломления через прозрачные стены теплицы.

Кроме того, современные источники света позволяют поддерживать заданные объемные конфигурации светового потока, то есть досвечивать определенные области теплицы светом необходимого спектра. Это обеспечивает равномерное формирование кроны растений без физического перемещения самих светильников. Человек не смог бы отследить такие параметры. В составе данного решения также возможно предусмотреть специальные камеры, позволяющие наиболее полно реализовать все возможности системы автоматизации.

Непрерывное улучшение

Как и любую модульную структуру, систему интеллектуального управления можно модернизировать и улучшать. Например, существует возможность ввести в контур мониторинга отслеживание состояния технологического оборудования.

Если комплекс даст команду на включение обогрева, а устройство будет неисправно, то действие не будет выполнено, что может привести к потерям урожая.

Решение данной проблемы заключается во внедрении контроля аппаратных узлов и заблаговременном устранении повреждений.

Для получения наиболее полной картины развития растений можно дополнить систему мониторинга специализированными камерами, способными «видеть» в ближнем инфракрасном спектре и фиксировать форму и размеры листа или плода. Благодаря этой технологии у сельхозпроизводителя есть возможность отслеживать все фазы развития культур.

Существуют методики, которые помогают считывать дополнительные параметры биосистемы теплиц, например контролировать уровень азота в почве по окрасу листьев. Возможна установка камер, распознающих болезни различных культур, о которых свидетельствует появление пятен и налета на листовой поверхности.

Все эти меры выводят контроль выращивания овощей на новый уровень качества. На стадии формирования плодов важным параметром становится уровень концентрации СО2. Для его мониторинга в систему можно интегрировать соответствующий датчик и добавить процедуры поддержки требуемого уровня.

Для данной опции необходимы внешние источники углекислого газа и оптимизация алгоритмов управления вентиляцией, при этом целесообразно, чтобы количество посещений теплиц сотрудниками было минимальным. Чем меньше людей ходят и открывают двери, тем стабильнее работа системы и качественнее поддержание уровня CO2.

Таким образом, при разработке алгоритмов приходится учитывать еще и человеческий фактор.

Пример использования современных средств автоматизации в теплице

Внедрение дополнительных опций требует определенных расходов, но чаще всего подобные действия оправданны.

В этом случае экономика проста: когда стоит вопрос сохранения урожая, то затраты допустимы, поскольку при несвоевременном открытии вентиляции, включении освещения, отопления и так далее сельхозпроизводитель рискует потерять часть, а иногда и весь урожай.

При этом отсутствует необходимость непосредственного выполнения всех действий и их контроля в самой теплице, поскольку система мониторинга и управления позволяет сделать все операции автоматически, оперативно и удаленно.

Почти отечественное

В России климат изменчив, поэтому системы автоматизированного управления могут быть востребованы во всех регионах страны, где располагаются комплексы защищенного грунта, в том числе в южных субъектах.

Хотя в большей степени подобная технология актуальна для зоны «неустойчивого земледелия», то есть для средней полосы и северных территорий.

Сегодня на рынке существуют российские компании, уже имеющие реальный опыт внедрения контролирующих систем на крупных агропромышленных предприятиях в рамках

правительственной программы автоматизации сельского хозяйства. Как правило, в части программного обеспечения подобные технологические решения являются полностью отечественной разработкой, а в области аппаратного обеспечения частично имеют иностранные комплектующие.

Перспективной в качестве технологии передачи данных является специальная технология LoRa как наиболее подходящая по дальности связи и времени автономной работы.

Она не требует какой-либо дополнительной инфраструктуры, работает на открытом пространстве в радиусе до 30 км в зависимости от высоты подвеса.

Однако компании стремятся максимально полно реализовать автоматизированные системы на базе российских компонентов для снижения их конечной стоимости. В связи с этим осуществляется постоянный мониторинг новинок на рынке комплектующих.

Способность к обучению

Применять систему мониторинга и управления можно по-разному, и выбор зависит от бизнес-задач каждого сельхозпроизводителя. К примеру, одни аграрии предпочитают обзавестись минимальным набором базовых функций, которыми обычно оснащаются все автоматизированные системы управления, и пользоваться им несколько лет.

При этом комплекс будет самостоятельно измерять необходимые параметры, принимать решения и запускать нужные действия. Другие же пользователи заинтересованы в развитии приобретенных систем и расширении их функционала.

Получив точный инструмент измерения показаний, аграрий может накапливать статистику, наращивать собственную экспертизу ухода за растениями и даже экспериментировать — составлять свои алгоритмы, вмешиваясь в настройки решения.

Некоторые компании-производители даже поощряют подобную самостоятельность и стараются привлекать к сотрудничеству экспертов отрасли, которыми могут выступить как крупные научные центры и вузы, так и независимые специалисты, готовые внедрить у себя подобные комплексы и дать обратную связь, для совместной разработки новых эффективных способов ухода за культурами.

Автоматизированные системы управления «обучаемы», поэтому чем больше они применяются на практике, тем совершеннее их алгоритмы и лучше результаты. При этом вся информация и получаемые с помощью мониторинга данные представляют немалую ценность для развития агрономии в целом.

Подобные комплексы могут стать одним из способов улучшения инновационных технологий и подготовки новых квалифицированных кадров. Также системы управления и мониторинга могут быть интересны не только конечным пользователям — фермерам и владельцам тепличных хозяйств, но и производителям теплиц.

С помощью подобных комплексов они могут повысить привлекательность своей продукции на рынке, продавая не просто строительно-монтажный объект, а высокотехнологичное решение.

Система капельного полива теплиц

              Эта система за счет своей практичности и эффективности  является наиболее распространенной. Вода вместе с питательными веществами направляется в почву непосредственно в корневую систему растений.

А так как питание растений происходит по дробной системе (малыми  дозами полива), то это позволяет корням растений «дышать» благодаря воздушной проницаемости почвы, что эффективно будет влиять на рост растений.

          Данная система предназначена для длительного применения. Давление в шланге надежно поддерживается при помощи компенсационного механизма. Разбор воды из капельниц минимален 1-6л в час, а точность очень высока.

  •           Преимущества такой системы: • Снижается риск распространения болезней • Урожайность значительно увеличивается • Вода и удобрения расходуются экономно • Зоны прикорневой системы равномерно увлажняются • Система препятствует разрастанию сорняков
  • • Эффективность потребления удобрений достаточно высока (до 80 %).
  • Система автоматического полива теплиц.

Такая система осуществляет автоматический оросительный процесс. Приспособлениями этой системы являются автоматические поливочные системы капельного типа.  Автополивочная система имеет таймер или контроллер полива, что позволяет запрограммировать ее на определенное время полива и количество воды.

        Для пользования такой системой необходимо подключение к водопроводу и электрической сети. Или вариант  использования  накопительной  емкость и насоса . Современные автоматизированные  системы полива могут работать автономно от электро сети используя солнечную энергию.

Эта система  состоит из труб ПНД  диаметром 16-20мм. и капельных  для полива грядок , ленты могут быть жесткие и мягкие в зависимости от производителя и срока службы, для автоматического полива в теплице  предпочтительнее жесткие . Капельные трубы имеют встроенные капельницы  дозирующие воду.

Капельницы  в свою очередь могут быть компенсированные ( для полива на склонах или длинных грядках) и не компенсированные .Также такая система может быть использована при орошении сразу нескольких растений.    Как вариант возможно использование наружных  капельниц .

Тогда целесообразнее применение капельниц Netafim или I-Grop с большим выходом воды и разветвителей  на 2 или 4 точки полива .

  Нужно помнить, что системы автоматического полива являются автономными системами полива , у них имеется свой насос, источник, электроклапан, автоматика и электроснабжение в случае использования напряжения 12 в. Постоянного тока  получаемого от солнечных батарей или аккумуляторов.  

     Для того, чтобы система работала стабильно, ее необходимо правильно устанавливать и грамотно настроить время полива от которого будет зависеть количество воды поступающей на полив растения . Контроллеры управляющие несколькими зонами полива позволяют  поливать эти зоны по разным графикам.

   Самым главным  преимуществом этих систем является полная автоматизация полива.    Их нужно настроить и про полив можно забыть и заниматься своими делами, а в это время система сама польет Ваши растения, в нужное время.

К тому же, автоматический полив препятствует заболачиванию почвы и позволяет производить полив подогретой водой. Контроллеры типа Irritrol  позволяют изменять водяной баланс нажатием одной кнопки от 0% до 200%  это очень удобно .

Маленькие растения пьют меньше больших , или если пошли дожди , воды нужно меньше.

Система полива теплиц своими руками Данная система по большей части применяется дачниками, имеющими совсем небольшие земельные участки и теплицы. При выборе системы полива своими руками нет смысла ставить капельные системы, за счет малой площади орошаемой территории. Ручной полив теплиц осуществляется шлангом.

Единственное преимущество данной системы является то, что при минимальных затратах этот метод показывает высокую экономичность. Но все-таки, делать тут придется все своими руками.

При выборе системы полива учитываются многие факторы, но определяющим является Ваш бюджет и размер участка или теплицы. Какая система лучше – решать Вам

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector