Комп’ютерно-інтегрована система керування мікрокліматом в теплиці із використанням комплексу технічних засобів Schneider Electric

Abstract

Актуальність теми зумовлена зростанням вимог до ефективного та енергоощадного ведення тепличного господарства в умовах сучасного агропромислового виробництва. Підвищення вартості енергоносіїв, необхідність забезпечення стабільного отримання врожаю незалежно від сезонних і погодних коливань, а також посилення вимог до якості сільськогосподарської продукції зумовлюють потребу впровадження комп’ютерно-інтегрованих систем керування мікрокліматом. Використання сучасних засобів автоматизації, зокрема обладнання компанії Schneider Electric, дозволяє забезпечити точне регулювання параметрів внутрішнього середовища теплиці, зменшити вплив людського фактору та підвищити енергоефективність технологічних процесів. Об’єктом дослідження є процес формування та підтримання мікроклімату в теплиці як складної багатопараметричної динамічної системи, що включає взаємопов’язані процеси тепло- та вологообміну, а також вплив зовнішніх кліматичних факторів. Предметом дослідження є методи та засоби комп’ютерно-інтегрованого керування параметрами мікроклімату теплиці, зокрема температурою та вологістю повітря, із застосуванням програмно-апаратних засобів автоматизації на базі промислових контролерів, датчиків і виконавчих механізмів, а також використання математичної моделі об’єкта для аналізу динамічних властивостей системи керування. Метою дослідження є підвищення ефективності підтримки мікроклімату в теплиці шляхом розробки та обґрунтування комп’ютерно-інтегрованої системи керування мікрокліматом, що забезпечує стабілізацію основних параметрів середовища та оптимізацію енергоспоживання. Для досягнення поставленої мети передбачається вирішення задач з аналізу існуючих систем керування мікрокліматом теплиць, розробка структурної та функціональної схеми системи, обґрунтування вибору технічних засобів автоматизації, формування алгоритмів регулювання температури та вологості, а також визначення динамічних властивостей об’єкта керування шляхом отримання його передатних функцій для відповідних каналів впливу. Методи дослідження базуються на положеннях теорії автоматичного керування, системного аналізу складних об’єктів, а також методах ідентифікації динамічних систем, що дозволяють отримати передатні функції об’єкта за каналами регулювання температури та вологості повітря в теплиці. Додатково застосовуються методи математичного моделювання, аналізу перехідних процесів і проектування комп’ютерно-інтегрованих систем керування із використанням сучасних промислових засобів автоматизації.