Розробка автоматизованої системи керування мікрокліматом в теплиці

Abstract

Розроблено автоматизовану систему керування температурним режимом блочної теплиці площею 1 га для вирощування солодкого перцю. Теплицю проаналізовано як об'єкт керування, побудовано її математичну модель (інерційна ланка першого порядку із запізненням: K₀ = 0,68; T₀ = 1100 с; τ = 350 с) і синтезовано трипозиційний ПІД-закон (Kp = 18,2; Ti = 1250 с; Tд = 132 с) з цифровою реалізацією на вітчизняному регуляторі МІКРОЛ МІК-21. Підібрано засоби автоматизації (датчик E+E EE160 із сигналом 4…20 мА, триходовий клапан Belimo H780N з реверсивним приводом EV230A-TPC, насос Wilo TOP-S) і розроблено електротехнічну частину системи. Техніко-економічне обґрунтування: капітальні витрати 400 тис. грн, річна економія ≈ 789 тис. грн, термін окупності ≈ 6 місяців. An automated air-temperature control system was developed for a 1-ha block greenhouse growing sweet pepper. The greenhouse was analysed as a control object; its mathematical model was built (first-order lag with transport delay: K₀ = 0.68; T₀ = 1100 s; τ = 350 s) and a three-position PID law (Kp = 18.2; Ti = 1250 s; Td = 132 s) was synthesised and digitally implemented on the Ukrainian-made controller MIKROL MIK-21. The automation equipment was selected (E+E EE160 sensor with a 4–20 mA signal, Belimo H780N three-way valve with an EV230A-TPC reversible actuator, Wilo TOP-S pump), and the electrical part of the system was developed. Feasibility study: capital cost UAH 400,000, annual saving ≈ UAH 789,000, payback period ≈ 6 months