Система управления климатом на предприятии

Федеральное агентство по образованию 
 

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ

УПРАВЛЕНИЯ  И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР) 

Кафедра промышленной электроники (ПрЭ) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ОТЧЕТ

по  преддипломной практике 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнила:

студент гр. з-365-б

_________ Д.В.Сергушев

«___» ________ 2011 г. 

Руководитель  практики:

___________ А.В. Топор

«___» ________ 2011 г. 
 
 
 
 
 
 
 
 

2011

 

СОДЕРЖАНИЕ

 
 
 

 

ВВЕДЕНИЕ

       В настоящее время человечество сталкивается с проблемой выращивания сельскохозяйственной продукции необходимой для обеспечения людей продовольствием. Таким странам приходится закупать продовольствие за пределами своих территорий, что сразу повышает стоимость продукта. Выходом из этой ситуации является внедрение в сельское хозяйство теплиц, в которых можно добиться более высокого урожая и качества.

           С каждым годом эффективные современные технологии выращивания растений, такие как гидропоника, капельный полив, аэропоника, выращивание растений на гидрогеле, занимают всё большее место в современном растениеводстве. Наверное нет ни одного современного магазина, где на полках не была бы представлена продукция, выращенная одним из этих методов. Салаты, зелень, томаты, огурцы, клубника, медицинские и лекарственные растения, корнеплоды — огромный ассортимент качественной продукции стал доступен потребителю именно благодаря развитию новых технологий производства растений. Иногда покупатели сетуют на слабо выраженный вкус приобретенных овощей, объясняя это недостатками технологии гидропонного выращивания. Однако это не так, это связано в основном с тем, что выращенные в Аргентине или Израиле томаты необходимо транспортировать до места продажи, и если бы плоды собирались в зрелом состоянии, то время их хранения было бы очень коротким. Поэтому производители в погоне за наживой отодвигают на второй план качество продукции. Гидропоника способна производить растения высочайшего качества, поскольку в отличие от привычного выращивания в грунте, гидропоника полностью контролируема и управляема, что даёт возможность получить  экологически чистые продукты превосходного вкуса.  При гидропонных способах выращивания используются удобрения, изготовленные из солей высокой очистки и чистая вода, что гарантирует отсутствие в урожае таких «побочных» элементов, как свинец, ртуть или радионуклеиды, от которых невозможно избавиться при выращивании растений в грунте. Так же урожай, выросший на гидропонике, отличается пониженным содержанием нитритов и нитратов по сравнению с урожаем, полученным с грунта, особенно при промышленном выращивании.

Вредны  ли продукты на гидропонике?

Возможно, вы искренне верите, что петрушка и  салат, растущие на ваших дачных грядках, лишены нитратов и других вредных  веществ, поскольку вы не вносили  в почву удобрений, не обрабатывали зелень пестицидами. А как быть с автомобилями, которые разъезжают по садовому поселку, и самолетами, курсирующими над приусадебным хозяйством? Соли свинца и других тяжелых металлов, попадающих в воздух из топлива, имеют пренеприятнейшее свойство накапливаться в листовых овощах!

Ученые  убеждены: сегодня нереально вырастить  экологически чистый продукт в открытом грунте. Тут нужна гидропоника: ведь промышленные примеси, загрязняющие внешнюю  среду, обнаруживаются даже в начисто  лишенной индустрии Гренландии! Технику в таком хозяйстве тоже использовать нежелательно, чтобы не вносить в почву бензин и машинное масло - допускается только ручной труд или механизмы, работающие на электричестве.

Овощи и фрукты, произведенные с соблюдением  этих условий, имеют давно забытый нами натуральный вкус и аромат, не идущий ни в какое сравнение с ощущением на языке, которое оставляют "пластмассовая" клубника и "восковые" яблоки из супермаркета. Экологически чистые овощи и фрукты никогда не замораживают и не пичкают консервантами, поэтому они, как правило, долго не хранятся: такую еду доставляют обычно потребителю домой в свежем виде. Гидропоника отлично подходит для выращивания не только овощных или ароматических растений. Привычные домашние любимцы, такие как спатифиллум, фикусы, монстера, эписция, эухарис, даже кактусы и суккуленты, а так же многие другие, поразят вас бурным ростом и обильным продолжительным цветением, какого добиться при выращивании в горшках с землёй крайне сложно или вообще не возможно. Жаль только, что органические продукты не каждому по карману, да и обеспечить ими все население Земли — при наших-то экологических проблемах! — невозможно. 

1. ХАРАКТЕРИСТИКА  ПРЕДПРИЯТИЯ

 

1. Общие сведения

       В условиях нашей страны промышленное производство овощной продукции, например в фермерских хозяйствах, требует сооружения капитальных теплиц с полным набором мер обеспечения микроклимата.

       Выращивание сельскохозяйственной продукции в  тепличных условиях представляет собой  достаточно сложную технологическую  проблему. На величину урожая влияет множество факторов, такие как точность поддержания температурного режима в зависимости от внешних погодных условий, вида выращиваемой культуры и степени ее зрелости. Также важным фактором является поддержание заданной влажности, которая зависит от режима параметра датчиков, температуры воздуха в теплице, насыщенность воздуха СО2.

       Контроль  параметров теплицы осуществляется с помощью датчиков температуры воздуха, температуры воды, контроль питательных растворов, контроль PH-Ec, контроль СО2.

       Управление  температурой воздуха в теплице  производится по-разному, а именно: управление подачей газа при использовании  газо-нагревательных отопительных агрегатов; управление подачей горячей воды в системах с водяным отоплением; управление мощностью электронагревательных приборов (используется для небольших теплиц); включением и выключением вентиляционных установок (может применяться совместно с выше перечисленными способами).

       Наибольшей  экономичностью обладают системы с  водяным и газовым отоплением.

       Управление поддержанием заданной влажности производится с помощью датчиков влажности. При понижении влажности ниже заданного значения открываются вентили водопровода и происходит орошения теплицы.

       Таким образом, система автоматического  контроля технологических параметров теплицы функционально состоит из двух независимых управляющих устройств: контроля и поддержания заданной температуры воздуха и его вентиляция в теплице и контроля и поддержания заданной влажности почвы при постоянном контроле температуры поливочной воды.

           Возможно и автоматизирование процесса ввода удобрений, что также высвобождает дополнительное время владельцу и существенно снижает финансовые затраты на их приобретение.

           С помощью специальных дозирующих устройств, с определенной периодичностью, из маточного раствора отбираются небольшие порции и разбавляются чистой водой прошедшей дезинфекцию

           Контроль концентрации удобрений ведется специальным прибором — кондуктометром. Изготовление дозирующих устройств, как и контролирующих приборов, доступно каждому.

           Включение и время действия некоторых функций, например подсветки растений с помощью ламп в пасмурную погоду, должно осуществляться в строго определенные часы в течение суток или возможное подключения дополнительных датчиков подсветки.

          То же касается и увлажнения воздуха. То есть эти и другие функции должны обладать периодичностью, которая задается и контролируется программным устройством, входящим в состав системы обеспечения микроклимата.

          Обеспечение нормальных условий роста растений в теплицах, приближенных к оптимальным, наиболее просто решается путем создания систем контроля и регулирования с обратной связью. Это так называемые следящие системы.

         Электронные системы в данном случае наиболее приемлемы: они обладают высокой гибкостью контроля параметров среды в больших диапазонах, возможностью создания компактных и дешевых функциональных блоков и узлов, практически не обладают инерцией, не требуют какого-либо дорогостоящего оборудования и приспособлений для их создания. 
 

       1.2. Регулирования параметров и блоков контроля.

       Использование в замкнутых объемах теплиц электронных  систем обеспечения микроклимата экономит время и средства их владельцу, а  автоматический режим работы допускает и длительное отсутствие владельца. Такая система позволяет, как минимум, осуществлять контроль и регулирование следующих параметров:

       -температуру воздуха;

       -температуру питательных растворов;

       -влажность воздуха;

       -влажность почвы;

       -PH контроль почвы;

       -освещенность;

       -насыщенность СО2 в воздухе;

       -дезинфекции воды;

           В систему также входят электронные часы с автономным питанием для выполнения дополнительных функций, таких как периодическое контролирование и коррекция влажности воздуха, снижение температуры воздуха и почвы в ночное время, отключение в ночное время системы подсветки и другие сервисные устройства.

           При наличии электронных часов, а также воды и электроэнергии, процессы контроля и регулирования микроклимата полностью автоматизированы и не требуют присутствия владельца. Это особенно удобно для горожан, которые зачастую могут выезжать на участок только в выходные дни.

            В соответствии с перечисленными контролируемыми параметрами и дополнительными функциями, система обеспечения микроклимата в теплице формируется из следующих функциональных блоков контроля и регулирования (БКР):

         БКР текущего значения температуры  воздуха;

         БКР предельно допустимого максимального  значения температуры воздуха;

         БКР текущего значения температуры почвы или питательного раствора;

         БКР текущего значения влажности  воздуха;

         БКР предельно допустимого максимального  значения влажности воздуха;

         БКР текущего значения влажности  почвы;

         БКР текущего значения освещенности;

         блок контроля наличия питательного раствора;