ग्रीनहाउस जलवायु नियंत्रण प्रणाली

ग्रीनहाउस के अंदर विभिन्न पर्यावरण नियंत्रण उपकरण स्थापित करना और आंतरिक माइक्रॉक्लाइमेट को समायोजित करने के लिए एक स्वचालित नियंत्रण प्रणाली का उपयोग करना ग्रीनहाउस की खेती में लगे लोगों के बीच बुनियादी सहमति बन गई है। प्रौद्योगिकी की उन्नति अंतहीन है। पर्यावरण नियंत्रण प्रौद्योगिकी का नवाचार और सुधार अन्य प्रौद्योगिकियों के अद्यतन और प्रगति से निकटता से संबंधित है।

1. सेंसिंग सिस्टम

(1) ग्रीनहाउस खेती में प्रयुक्त सेंसर सेंसिंग सिस्टम में शामिल हैं:

A. गैस वातावरण: तापमान, सापेक्ष आर्द्रता, धूप, हवा की गति, हवा का दबाव, कार्बन डाइऑक्साइड सांद्रता, आदि।

बी जड़ पर्यावरण: सब्सट्रेट तापमान, पीएच मान, ईसी मान, प्रत्येक एकल आयन एकाग्रता, सब्सट्रेट नमी सामग्री इत्यादि।

सी। फसलों की शारीरिक स्थिति: पत्ती का तापमान, पत्ती क्षेत्र, पत्ती कोण, क्लोरोफिल सामग्री, चीनी सामग्री, एन एकाग्रता, रंध्र खोलना, रोगज़नक़ घनत्व, आदि।

(2) सेंसर की प्रदर्शन आवश्यकताएं ग्रीनहाउस पर्यावरण नियंत्रण प्रणाली में उपयोग किए जाने वाले सेंसर की विशेष प्रदर्शन आवश्यकताएं:

ए। सटीकता सीमा नियंत्रण आवश्यकता सीमा का 25 प्रतिशत है

B. उच्च तापमान, उच्च आर्द्रता और धूल भरे वातावरण का विरोध कर सकता है।

C. सेंसर का सेंसिंग ऑपरेशन फसलों के विकास में बाधा नहीं डालता है। उदाहरण के लिए, पत्ती के तापमान का माप निकट-अवरक्त गैर-संपर्क तकनीक द्वारा किया जाना चाहिए, और संपर्क तारों को पत्ती के शरीर में नहीं डाला जा सकता है।

(3) सेंसर का स्थान

सेंसर प्लेसमेंट बेहद जरूरी है। यह प्रतिनिधि होना चाहिए और ग्रीनहाउस के अंदर फसलों के वास्तविक वातावरण का प्रतिनिधित्व करना चाहिए। उदाहरण के लिए, यदि सब्सट्रेट नमी मीटर को पौधे के कंटेनर या गलियारे के करीब पौधे के विकास बिस्तर में रखा जाता है, तो इसका नमी माप मूल्य कम होगा। दूसरी ओर, सेंसर की नियुक्ति अन्य वस्तुओं के कारण माप सटीकता को प्रभावित नहीं करनी चाहिए। उदाहरण के लिए, अगर सनशाइन मीटर बीम की छाया से प्रभावित होता है, तो मापा गया मान कम होगा। थर्मामीटर बीम और स्तंभ पर तय किया गया है, और मापा तापमान मूल्य धातु सामग्री के गर्मी अवशोषण और गर्मी लंपटता से आसानी से प्रभावित होता है।

(4) सेंसर का रखरखाव

तापमान और आर्द्रता संवेदक को सीधे धूप से बचना चाहिए। सनशाइन मीटर के ऊपर एक धूल-प्रूफ उपकरण होना चाहिए ताकि सूर्य के प्रकाश की तरंग दैर्ध्य और सूर्य के प्रकाश के विचलन के कोण को प्रभावित न किया जा सके। माध्यम के अंदर पीएच, नमी और अन्य मापने वाले इलेक्ट्रोड एसिड और क्षार के प्रतिरोधी होने चाहिए। समग्र प्रणाली में एक बिजली के झटके से सुरक्षा उपकरण होना चाहिए, जो अचानक वोल्टेज परिवर्तन और बाहरी स्थैतिक बिजली का सामना कर सके।

(5) सेंसर का अंशांकन

औद्योगिक नियंत्रण प्रणालियों के साथ आसान कनेक्शन के लिए ग्रीनहाउस पर्यावरण नियंत्रण आउटपुट वर्तमान या वोल्टेज संकेतों के लिए विभिन्न सेंसर। हालांकि, विद्युत सिद्धांतों के आधार पर विकसित सेंसर का माप प्रदर्शन गैर-रैखिकता, हिस्टैरिसीस प्रभाव, उम्र बढ़ने की घटना आदि से प्रभावित होता है, और उनकी सटीकता और पुनरुत्पादन पर्यावरण और उपयोग के समय के साथ बदल जाता है। इसलिए, सेंसर की सटीकता सुनिश्चित करने के लिए नियमित अंशांकन की आवश्यकता होती है। मापा प्रदर्शन सही ढंग से उपलब्ध है। दूसरी ओर, यह विचार करना आवश्यक है कि क्या सेंसर का अंतर्निहित सूत्र लागू होता है।

सेंसर की सटीकता सीधे नियंत्रण ऑपरेशन की सफलता या विफलता को प्रभावित करती है, लेकिन सेंसर का अंशांकन ऑपरेशन इसके माप प्रदर्शन को निर्धारित करता है। अंशांकन संचालन के लिए मानक पदार्थों के उपयोग या मानक वातावरण की स्थापना की आवश्यकता होती है। इस अंशांकन मानक स्थापना कार्य ने माप उद्योग में एक प्रणाली स्थापित की है, जिसे पर्यावरण नियंत्रण सेंसर के प्रदर्शन अंशांकन के लिए पेश किया जा सकता है।

2. ऑपरेटिंग सिस्टम को नियंत्रित करें

नियंत्रण प्रणाली तीन तत्वों से बनी है: पर्यावरण नियंत्रण उपकरण, संवेदन प्रणाली और नियंत्रण रणनीति। पर्यावरण नियंत्रण उपकरण जैसे नकारात्मक दबाव वाले पंखे, आंतरिक परिसंचरण पंखे, पानी की दीवारें, हीटिंग मशीन, फॉगिंग उपकरण आदि। यदि यांत्रिक उपकरणों का प्रदर्शन खराब है या विफल रहता है, तो पर्यावरण विनियमन का कार्य नहीं हो पाएगा। इसलिए, ग्रीनहाउस पर्यावरण को नियंत्रित करने का मूल कार्य उपकरणों का नियमित रखरखाव है। जिन कार्यों को करने की आवश्यकता है उनमें धुंध नोजल की अवरुद्ध डिग्री की जाँच करना, पंखे की बेल्ट की जकड़न की जाँच करना और विभिन्न सेंसरों को बनाए रखना शामिल है।
2. ऑपरेटिंग सिस्टम को नियंत्रित करें

नियंत्रण प्रणाली तीन तत्वों से बनी है: पर्यावरण नियंत्रण उपकरण, संवेदन प्रणाली और नियंत्रण रणनीति। पर्यावरण नियंत्रण उपकरण जैसे नकारात्मक दबाव वाले पंखे, आंतरिक परिसंचरण पंखे, पानी की दीवारें, हीटिंग मशीन, फॉगिंग उपकरण आदि। यदि यांत्रिक उपकरणों का प्रदर्शन खराब है या विफल रहता है, तो पर्यावरण विनियमन का कार्य नहीं हो पाएगा। इसलिए, ग्रीनहाउस पर्यावरण को नियंत्रित करने का मूल कार्य उपकरणों का नियमित रखरखाव है। जिन कार्यों को करने की आवश्यकता है उनमें धुंध नोजल की अवरुद्ध डिग्री की जाँच करना, पंखे की बेल्ट की जकड़न की जाँच करना और विभिन्न सेंसरों को बनाए रखना शामिल है।

(2) प्रक्रिया नियंत्रण

इस नियंत्रण रणनीति की विशेषता एक सेंसिंग सिग्नल की तुलना कई सेटिंग मानों से करना है, और फिर अलग-अलग उपकरणों को अलग-अलग नियंत्रित करना है। उदाहरण के लिए, ग्रीनहाउस के अंदर के तापमान की तुलना हीटिंग मशीन, आंतरिक संचलन पंखे, बाहरी वायु नकारात्मक दबाव पंखे, पानी की दीवार और धुंध को क्रम में नियंत्रित करने के लिए सरणी के निर्धारित तापमान से की जाती है।

नियंत्रण की त्रुटि सीमा नियंत्रक के प्रदर्शन से संबंधित है।

(3) माइक्रो कंप्यूटर नियंत्रण

माइक्रोकंप्यूटर की कंप्यूटिंग शक्ति का उपयोग करके, कई वर्गों या कई ग्रीनहाउस के माइक्रॉक्लाइमेट को एक साथ नियंत्रित किया जा सकता है। माइक्रोकंप्यूटर का उपयोग करने की एक अन्य विशेषता यह है कि यह ग्रीनहाउस के अंदर और बाहर माइक्रॉक्लाइमेट के संवेदन मूल्य और विभिन्न पर्यावरण नियंत्रण उपकरणों की कार्रवाई के समय को रिकॉर्ड और संग्रहीत कर सकता है, इसलिए प्रबंधक पिछली खेती प्रक्रिया को ट्रैक कर सकते हैं। चूंकि इस प्रकार के उपकरण मानकीकृत हैं, इसलिए डेटा ट्रांसमिशन आसानी से किया जा सकता है।

(4) एकीकृत नियंत्रण

इस तरह की नियंत्रण तकनीक माइक्रो कंप्यूटर की कंप्यूटिंग शक्ति, डेटा और डेटा भंडारण क्षमता का उपयोग करती है, और नियंत्रण प्रणाली के अंदर एक कंप्यूटिंग सिस्टम स्थापित करने के लिए फसल विपणन डेटाबेस की स्थापना में सहयोग करती है। इस प्रणाली के आधार पर, डेटा का विश्लेषण किया जाता है, और पिछले खेती के डेटा के आधार पर निर्णय और संश्लेषण किया जाता है, जो इष्टतम नियंत्रण रणनीति बन जाती है। इस रणनीति का उपयोग करते हुए, ग्रीनहाउस में माइक्रॉक्लाइमेट के नियंत्रण मापदंडों को निश्चित मूल्यों के रूप में नहीं, बल्कि चर मूल्यों के रूप में सेट किया जाता है। ऐसी नियंत्रण प्रणालियों की कार्रवाई के तरीके के विभिन्न स्तर हैं:
A. फसल के विकास के लिए सर्वोत्तम वातावरण का लक्ष्य: फसलों को तेजी से और सर्वोत्तम गुणवत्ता के साथ विकसित करना।

B. लक्ष्य फसल विकास लागत: उदाहरण के लिए, तापमान बढ़ाने से फसलें तेजी से बढ़ सकती हैं और पहले बेची जा सकती हैं। हालांकि, अधिक ऊर्जा लागत जोड़ी जाती है, इसलिए एकीकृत मोड नियंत्रण का उपयोग सर्वोत्तम लाभ पर ध्यान केंद्रित करते हुए लागत की स्थिति और बाजार उत्पाद की कीमतों के आधार पर सबसे उपयुक्त पर्यावरण नियंत्रण मापदंडों का मूल्यांकन कर सकता है।

(5) ज्ञान प्रणाली का नियंत्रण

इस नियंत्रण प्रणाली में "खुफिया" निर्णय के लिए एक ज्ञान प्रणाली शामिल है, और इस बौद्धिक निर्णय के परिणाम का उपयोग नियंत्रण मापदंडों (जैसे तापमान, आर्द्रता, धूप, सब्सट्रेट नमी, आदि) को तैयार करने के लिए एक नियंत्रण निर्णय के रूप में किया जाता है, और फिर आदेश देता है। पर्यावरण नियंत्रण उपकरण। चूंकि ज्ञान प्रणाली प्रबंधन संचालन के डेटा को कवर कर सकती है, इसका उपयोग उपकरणों को आदेश देने और प्रबंधित करने के लिए भी किया जा सकता है। इसलिए, नियंत्रण प्रणाली का उपयोग ग्रीनहाउस पर्यावरण नियंत्रण और उत्पादन प्रबंधन संचालन नियंत्रण दोनों के लिए किया जा सकता है।

ज्ञान प्रणाली में गणितीय सूत्रों द्वारा अभिव्यक्त शारीरिक मॉडल और तर्क कार्यक्रमों द्वारा संसाधित पेशेवर डेटा शामिल हैं। ज्ञान प्रणाली में डेटाबेस और गणितीय मॉडल की एक श्रृंखला होती है। इसके आवेदन के उदाहरण इस प्रकार हैं:
1. ग्रीनहाउस पर्यावरण नियंत्रण

उपयोगकर्ता ग्रीनहाउस में लगाए गए फसल और किस्म का नाम इनपुट करता है, और इस किस्म की खेती की स्थिति (दिन और रात का तापमान, सापेक्ष आर्द्रता, प्रकाश मात्रा, प्रकाश अवधि, मध्यम नमी, विद्युत चालकता, आदि) पूर्व-संग्रहीत की गई है। ज्ञान प्रणाली के खेती डेटाबेस में। यह पर्यावरण सिस्टम के डिफ़ॉल्ट मान को नियंत्रित करता है। यदि डिफ़ॉल्ट मान ग्रीनहाउस के अंदर माइक्रॉक्लाइमेट माप मान से भिन्न होता है, और अंतर मान नियंत्रण सहिष्णुता विचलन मान से अधिक होता है, तो ज्ञान प्रणाली समायोजन राशि और पर्यावरण नियंत्रण उपकरण के समायोजन अनुक्रम को नियंत्रित करने के लिए ग्रीनहाउस माइक्रॉक्लाइमेट मॉडल गणना का उपयोग करती है। दूसरी ओर, यदि आंतरिक पर्यावरण की स्थिति डिफ़ॉल्ट मान के करीब है, लेकिन वायुमंडलीय पर्यावरण के मापा मूल्य और माइक्रॉक्लाइमेट मॉडल की गणना से पता चलता है कि बाहरी वातावरण जल्द ही आंतरिक माइक्रॉक्लाइमेट को प्रभावित करेगा, तो ज्ञान प्रणाली सक्रिय हो सकती है। पर्यावरण नियंत्रण उपकरण अग्रिम रूप से प्रतिक्रिया करने के लिए अग्रिम में, और इस तरह के एक प्रारंभिक सिखाया पर्यावरण नियंत्रण संचालन करने के लिए।
मीडिया पर्यावरण या फसल कीट निगरानी से डेटा को आंकना यह निर्धारित कर सकता है कि फसलों को सिंचित करने, उर्वरित करने और कीटनाशकों को लगाने की आवश्यकता है या नहीं। इन प्रबंधन कार्यों को करते समय, पर्यावरण नियंत्रण प्रणाली भी संबंधित समायोजन कर सकती है, जैसे कि वेंटिलेशन बनाए रखना और पत्तियों के ऊपर पानी के वाष्पीकरण को तेज करना।

ग्रीनहाउस में परिचालन लागत की स्थिति बदलने (उदाहरण के लिए, ऊर्जा लागत में परिवर्तन) के मामले में ज्ञान प्रणाली का उपयोग संचालन की लागत की पुनर्गणना के लिए किया जा सकता है। बाजार आपूर्ति अनुसूची को प्रभावित नहीं करने की शर्त के तहत, ग्रीनहाउस पर्यावरण नियंत्रण के सेटिंग पैरामीटर को और समायोजित किया जा सकता है।
बाजार की जानकारी में बदलाव के कारण, जैसे कि डिलीवरी समय आवश्यकताओं की अग्रिम या देरी, उत्पादन अनुसूची को समायोजित करने की आवश्यकताओं के तहत ग्रीनहाउस पर्यावरण या निषेचन और जल आपूर्ति संचालन को नियंत्रित करने के लिए शर्तों को निर्धारित करने के लिए शारीरिक मॉडल का उपयोग करके ज्ञान प्रणाली की गणना की जा सकती है। . परिवर्तन, जो तब उत्पादन लागतों का पुनर्मूल्यांकन करने के लिए उपयोग किए जाते हैं।

फसल उत्पादन की स्थिति उत्पादन गुणवत्ता प्रबंधन बिंदु तक पहुंचने में विफल रहती है या लक्षण दिखाई देते हैं। ज्ञान प्रणाली कारण की पहचान करने और इससे निपटने के लिए ग्रीनहाउस के पिछले माइक्रॉक्लाइमेट डेटा और फसल की वर्तमान शारीरिक स्थिति का उपयोग कर सकती है। उदाहरण के लिए, खराब फसल वृद्धि के कारणों को अलग से वर्गीकृत किया जा सकता है

1. विकास पर्यावरण (हवा या भूमिगत) इस किस्म के लिए उपयुक्त नहीं है,

2. प्रबंधन विधि उपयुक्त नहीं है (बहुत अधिक या बहुत कम पानी और उर्वरक),

3. रोगों और कीट कीटों या वायरस के प्रभाव का आक्रमण।
3. रिले स्टेशन

उपरोक्त नियंत्रण संचालन में, ग्रीनहाउस आंतरिक संवेदन प्रणाली, ज्ञान प्रणाली और नियंत्रक मिलकर ग्रीनहाउस पर्यावरण नियंत्रण संचालन के लिए एक रिले स्टेशन बनाते हैं। इस रिले स्टेशन द्वारा प्राप्त डेटा में केंद्रीय प्रबंधन प्रणाली द्वारा प्रेषित वायुमंडलीय पर्यावरण डेटा, ग्रीनहाउस के माइक्रॉक्लाइमेट समायोजन सेटिंग मूल्य और नियंत्रक द्वारा पैरामीटर इनपुट शामिल हैं। इन बाहरी डेटा की तुलना ग्रीनहाउस माइक्रॉक्लाइमेट डेटा और क्रॉप फिजियोलॉजिकल कंडीशन सेंसिंग डेटा के साथ की जाती है, और फिर पर्यावरण नियंत्रण उपकरण को नियंत्रित करने के लिए नियंत्रक में ज्ञान प्रणाली द्वारा मूल्यांकन और तुलना की जाती है।
इस प्रकार के रिले स्टेशन की विशेषता यह है कि एक रिले स्टेशन एक या कई ग्रीनहाउस इकाइयों को नियंत्रित करता है। रिले स्टेशन केंद्रीय प्रबंधन प्रणाली से डेटा प्राप्त कर सकता है, और केंद्रीय प्रबंधन प्रणाली के लिए प्रत्येक डिवाइस के संवेदन डेटा और नियंत्रण क्रियाओं को भी प्रसारित कर सकता है, लेकिन यह केंद्रीय प्रबंधन प्रणाली से कमांड सिग्नल को स्वीकार नहीं करता है। इस प्रकार के नियंत्रण कार्य में निहित है कि केवल ऑन-साइट ऑपरेटर ही कमांड इनपुट कर सकते हैं, और दूरस्थ कर्मी सीधे दूरस्थ संचालन में संलग्न नहीं हो सकते।

इस रिले स्टेशन प्रणाली के संयोजन में असामान्य सिग्नल चेतावनी प्रणाली का उपयोग किया जा सकता है। और जिम्मेदार कर्मियों को वायर्ड या वायरलेस संचार द्वारा सूचित किया जा सकता है

4. सिग्नल और डेटा ट्रांसमिशन

रिले स्टेशन से केंद्रीय प्रबंधन प्रणाली तक डेटा ट्रांसमिशन वायर्ड या वायरलेस माध्यम से प्रेषित किया जा सकता है। चूंकि डेटा और डेटा का प्रसारण उद्योग में एक मानकीकृत संचालन है, इसलिए इसका उपयोग सीधे ग्रीनहाउस पर्यावरण नियंत्रण प्रणाली में किया जा सकता है।
5. केंद्रीय प्रबंधन प्रणाली

इस केंद्रीय प्रबंधन प्रणाली के निम्नलिखित कार्य हैं:

1. वायुमंडलीय पर्यावरण का मापा डेटा एकत्र करें, इसे रिकॉर्ड करें और इसे प्रत्येक रिले स्टेशन पर भेजें।

2. प्रत्येक रिले स्टेशन द्वारा प्रसारित प्रत्येक ग्रीनहाउस के माइक्रॉक्लाइमेट डेटा और उपकरण कार्रवाई की जानकारी को स्वीकार करें।

3. परिचालन लागत की स्थिति या परिचालन कार्यक्रम में परिवर्तन के आधार पर, अंतर्निहित ज्ञान प्रणाली का उपयोग गणना और मूल्यांकन के लिए किया जाता है, और ग्रीनहाउस के आंतरिक माइक्रॉक्लाइमेट पैरामीटर और प्रबंधन परिचालन स्थितियों को फिर से निर्धारित किया जाता है, और फिर रिले स्टेशन पर भेजा जाता है। , और फिर स्थानीय परिस्थितियों प्रणाली के अनुसार प्रबंधन कर्मियों को इनपुट और नियंत्रण के लिए सौंप दिया।

4. हर निश्चित समय पर एकत्र की गई फसल वृद्धि की जानकारी की तुलना करें, और यह मूल्यांकन करने के लिए गुणवत्ता नियंत्रण तकनीक का उपयोग करें कि क्या यह पूर्व निर्धारित विकास प्रगति को पूरा करती है। यदि विकास लक्षणों और गुणवत्ता (जैसे नाइट्रोजन उर्वरक सामग्री, तने की लंबाई, आदि) में अंतर हैं, तो पर्यावरण नियंत्रण मापदंडों के समायोजन और प्रबंधन के संदर्भ के रूप में, मौजूदा उत्पादन प्रक्रिया की जानकारी और फसल शारीरिक डेटा के आधार पर न्याय करें।

5. प्रबंधन प्रणाली की अंतर्निहित वेबसाइट कंपनी की प्रशासनिक इकाइयों को विभिन्न क्षेत्रों में प्रासंगिक उत्पादन जानकारी प्राप्त करने के लिए नेटवर्क का उपयोग करने के लिए प्रदान कर सकती है। नेटवर्क के माध्यम से ऑनलाइन देखने के लिए डाउनस्ट्रीम ग्राहकों को फसलों की वृद्धि स्थिति प्रदान की जा सकती है।