Розробка та дослідження комп’ютерно-інтегрованої системи керування температури повітря в промисловій теплиці з використанням КТЗ SIEMENS

Abstract

Кліматичні умови України зумовлюють сезонний характер вирощування овочевих культур у відкритому ґрунті, що унеможливлює їх рівномірне отримання протягом року. Основний обсяг споживання — до 90% — припадає на літньо-осінній період (липень–вересень), тоді як у першій половині року він не перевищує 6%. У несезонний час забезпечення населення овочами є нестабільним. За таких обставин суттєво зростає значення тепличного овочівництва, яке дає змогу більш рівномірно забезпечувати споживачів свіжою продукцією у зимово-весняний період. Досягнення високих результатів у вирощуванні рослин у закритому ґрунті вимагає дотримання ряду умов, серед яких найважливішою є підтримка відповідного мікроклімату, оптимального для кожної культури. Для аграрної галузі критично важливими залишаються не лише питання підвищення врожайності, а й ефективне управління витратами, пов’язаними з створенням необхідних умов для росту рослин. В умовах поточної економічної ситуації, що характеризується стрімким зростанням цін на енергоносії, електроніку та інші матеріали, а також відставанням реалізаційної вартості продукції від темпів зростання витрат, аграрний сектор стикається з серйозними труднощами. Тепличні господарства відіграють ключову роль у забезпеченні населення овочами в міжсезоння. У розвинених країнах тепличне виробництво є однією з пріоритетних галузей сільського господарства, оскільки дозволяє отримувати врожайність до 50 кг з 1 м², незалежно від погодних умов, тоді як у відкритому ґрунті цей показник становить близько 591 ц/га. У середньому тепличне вирощування дає 35–40 кг з 1 м², а застосування автоматизованих систем регулювання клімату (САР) та методів стимуляції дозволяє досягати показників до 50 кг огірків з 1 м², що забезпечує не лише значне зростання прибутків, а й сприяє швидкій окупності витрат на автоматизацію. Температура повітря відіграє ключову роль у врожайності овочів у тепличному господарстві. Однак існуючі системи контролю температури мають певні недоліки: вони не враховують температуру на поверхні рослин, вплив сонячного випромінювання, зовнішню температуру, властивості матеріалів огородження та інших факторів, які носять випадковий характер. Щоб тепличне овочівництво стало більш продуктивним і конкурентоспроможним на міжнародному рівні, потрібні суттєві зміни, що принесуть реальну користь. Насамперед, слід активно впроваджувати автоматизацію в тепличних господарствах. Відмова від централізованих котелень і встановлення систем автоматичного регулювання умов для рослин дозволить не лише знизити витрати на паливо і енергоресурси, а й скоротити потребу в людському втручанні в процес. Завдяки сучасним системам можна суттєво підвищити як якість, так і кількість продукції, що неодмінно призведе до зниження її вартості. Це зробить тепличні овочі більш привабливими для споживачів і дасть можливість тепличникам значно збільшити свій прибуток.