Автоматизация досвечивания растений в теплицах

Тепличное растениеводство является крайне энергоемкой и в то же время самой энергоэффективной отраслью из тех, которые для достижения поставленных целей своей деятельности используют искусственное освещение.

Последнее, в свою очередь, успешно ликвидирует зависимость между количеством света, поступающего к выращивающимся культурам, и местоположением строения, удлиняя продолжительность сезона вегетации.

Понятие досвечивания

Системы электрического досвечивания предназначены для организации дополнительного освещения при невысокой продолжительности светового дня и характеризующейся такими же низкими параметрами интенсивности испускаемой солнцем лучистой энергии, поэтому их актуальность особенно возрастает при наступлении осенне-зимнего периода.

Разным видам растений требуется разное количество света. Например, популярным тепличным культурам – томатам, перцу, огурцам – нужен 10-часовой световой день. Больше всего солнца им необходимо, когда они находятся на стадии рассады. Взрослые растения в этом плане уже не настолько прихотливы.

В определении эффективности системы участвует ряд показателей, среди которых уровень обеспечивающейся освещенности, спектральный состав генерирующегося излучения, КПД, влияющий на величину эксплуатационных расходов. Практические данные свидетельствуют о том, что оптимальным можно считать значение в 20 тыс. люкс на кв.м, сопряженное с 18-20-часовым суточным периодом.

Для развертывания досвечивания должны использоваться только лампы с максимально приближенной к оригиналу имитацией видимого светового спектра. их следует подбирать, руководствуясь двумя ключевыми показателями: цветовой температурой, применимой к конкретному виду культур, и мощностью лучей, которые создаются ими в процессе работы.

Растениям больше всего подходят натриевые лампы высокого давления. В этой группе искусственных источников света рекомендуется выбирать модели, мощность которых составляет 0,4 и 0,6 кВт.

Особенно эффективно они функционируют в связке с отражателями, коэффициент полезного действия которых может достигать 90%. Чтобы добиться таких показателей, за основу конструкции берется ячеистый алюминий.

Для теплиц также выпускают специальные светильники, рассчитанные на обслуживание именно этого вида сооружений. Они довольно громоздкие и крепятся к верхнему ребру или фиксируются с помощью держателя.

Автоматическое управление досвечиванием

Управление электрическим досвечиванием осуществляется пультами, комплектующимися коммуникационным и защитным оборудованием. ПУ распределяют энергию между группами приемников и включают светильники согласно агротехническим требованиям. их количество, а также число подконтрольных каждому устройству источников света рассчитывается с учетом необходимости решения оптимизационной задачи, призванной минимизировать потери электричества.

Автоматизация системы реализуется путем размещения на территории объекта щитов управления досвечиванием. Каждая теплица оснащается собственным ЩУД, который инициирует включение всех ламп, присутствующих в помещении, или только некоторых из них. При этом администрирование может быть централизованным (команды для всех НКУ поступают из единого пункта управления), дистанционным (настройки задаются оператором) или автоматическим (алгоритм контроллера прописывается в программе).

АСУ, отвечающие за микроклимат, частью которых обычно являются такие щиты, способны, кроме всего прочего, в зависимости от текущего сезона года и, соответственно, от того, сколько часов длится световой день, производить изменение времени и интенсивности досвечивания.

Шкафы управления

искусственное облучение культур – система, в которую входят управляющая и силовые электроустановки. Они в автоматическом или ручном режимах последовательно задействуют или отключают светильники тепличного блока, содержащие в конструкции как электронные, так и электромагнитные пускорегулирующие аппараты.

В составе интеллектуального комплекса выделяется два функциональных блока.

Главный их них – ШУО. Этот шкаф управляет работой как ЩД, так и групповыми искусственными источниками света, подсоединенными к своему щиту досвечивания.

Если выбран автоматический режим, в качестве источника команд выступает климатический ПК. Для организации обмена данными между ним и ШУО, передачи управляющих сигналов используются аналоговые или цифровые каналы. Связь шкафа со щитом (и наоборот) налаживается по протоколу Modbus (последовательная линия RS-485).

ШУ оборудуется программируемым логическим контроллером, который можно считать основным звеном построения логики функционирования агрегата. ПО обычно подгоняется под конкретную систему. Чтобы визуализировать данные, ввести параметры и вручную отрегулировать их значения, применяется операторская панель, вмонтированная в дверь корпуса НКУ.

Второй элемент – щиты ЩД. Они принимают энергию и распределяют ее по групповым линиям искусственных источников света. В них предусмотрены местный и дистанционный режимы эксплуатации, а команды передаются шкафом ШУО. НКУ этого вида имеют встроенную автоматическую защиту (представлена задержкой по времени), исключающую повторное ручное включение приемников, классифицированное как несанкционированное. Функция реализована на базе программируемого реле, размещенного в щите.

Определение числа ЩД на каждый тепличный блок, их мощности и количественного состава групп потребителей, запитанных от них, проводится на стадии разработки комплекса и указывается в конечном варианте проекта. На перечисленные параметры влияют высота секций сооружения, необходимая интенсивность облучения, светоотдача ламп, протяженность линий и сечение кабелей.