مكونات نظام التحكم الذكي في الدفيئة: أجهزة الاستشعار وأجهزة التحكم والفيديو والإدارة عن بعد

نظام التحكم الذكي في الدفيئة ليس وحدة تحكم واحدة. إنه نظام هندسي منسق يربط بين أجهزة الاستشعار البيئية ومراقبة الفيديو وخزائن التحكم ومعدات الري ومعدات التهوية والوصول المحمول ومنصة البرامج. والغرض من ذلك هو الحفاظ على درجة الحرارة والضوء والماء والأسمدة وCO2 ضمن نطاق محصول عملي مع تقليل حمل الفحص اليدوي. (CO2)

بالنسبة للموزعين ومقاولي الدفيئة ومتكاملي الأنظمة، فإن مسألة الشراء الرئيسية لا تقتصر فقط على نوع المستشعر الذي يجب شراؤه. والسؤال هو كيف تصبح بيانات الاستشعار أمر تحكم، وكيف يتجاوز المشغلون المنطق التلقائي، وكيف يتم الاحتفاظ بالسجلات لإدارة المحاصيل. تستخدم هذه المقالة تركيبة نظام الدفيئة الموصوفة في مادة المشروع وتحولها إلى دليل اختيار عملي.

مكونات النظام وموقعها

1. طبقة المراقبة الذكية

تقوم طبقة المراقبة بجمع درجة حرارة التربة ورطوبة التربة ودرجة حرارة الهواء والرطوبة وCO2 والإضاءة والمتغيرات الأخرى. تعد مستشعرات RS485 / Modbus مناسبة عندما يجب أن تدخل عدة نقاط قياس إلى بوابة واحدة أو خزانة وحدة تحكم واحدة. (CO2)

2. طبقة مراقبة الفيديو

لا يحل الفيديو محل أجهزة الاستشعار، ولكنه يساعد المشغلين على التحقق من نمو المحاصيل ونشاط العامل وتشغيل المعدات. بالنسبة لإدارة الدفيئة عن بعد، غالبًا ما يكون الفيديو هو أسرع طريقة لتأكيد ما إذا كان الإنذار يتطلب إجراءً ميدانيًا فوريًا.

3. طبقة التحكم الذكي

تربط طبقة التحكم عتبات أجهزة الاستشعار بالمراوح والستائر وصمامات الري والوسادات المبللة والمضخات ومعدات التدفئة. يجب أن يدعم النظام الوضع اليدوي والوضع التلقائي ومنطق التوقف في حالات الطوارئ.

4. منصة الهاتف المحمول والبرمجيات

يتيح الوصول عبر الهاتف المحمول للمديرين عرض البيانات البيئية وحالة المعدات. تقوم المنصة بتخزين المنحنيات وسجلات الإنذارات وسجلات التشغيل بحيث يمكن مراجعة أداء الدفيئة من خلال دورة المحاصيل.

خلفية المشروع والطلب على التطبيقات الصناعية

غالبًا ما تبدأ مشاريع الدفيئة بمتطلب بسيط: مراقبة درجة الحرارة والرطوبة. وفي التشغيل الفعلي، يحتاج المشترون قريبًا إلى نظام أوسع. تؤثر رطوبة التربة على الري، ويؤثر CO2 على التمثيل الضوئي والتهوية، ويؤثر الضوء على التظليل، ويساعد الفيديو في تأكيد ما إذا كانت المعدات وحالة المحاصيل تتطابق مع قيم المستشعر.

ولذلك ينبغي أن تصف وثيقة الشراء الدفيئة بأنها مساحة إنتاج. يؤثر نوع المحصول وهيكل الامتداد وعدد المناطق وطريقة الري والستائر والمراوح والوسادات المبللة ونوافذ السقف وموقع خزانة الطاقة على تصميم التحكم.

حدود التكوين للمشتريات

ينبغي تقسيم مشروع التحكم في الدفيئة إلى مستويات المراقبة فقط، والمراقبة بالإضافة إلى الإنذار، والمراقبة بالإضافة إلى مستويات التحكم. تتطلب مشاريع المراقبة فقط أجهزة استشعار وبوابة وسجلات النظام الأساسي. تتطلب مشاريع المراقبة والإنذار قواعد عتبة وتسليم الرسائل. تتطلب مشاريع المراقبة والتحكم واجهة مشغل أو مرحل أو منطق PLC وتجاوز يدوي وقفل أمان.

يجب على المشتري عدم طلب التحكم الآلي قبل التأكد من قائمة المعدات الفعلية. تتمتع المراوح والوسادات المبللة ونوافذ السقف والستائر الجانبية والمضخات ومعدات الأسمدة بواجهات كهربائية ومتطلبات أمان مختلفة. يمنع الجدول الزمني الواضح للمعدات تحديد وحدة التحكم بدون قنوات إخراج كافية.

نموذج التنفيذ للمتكاملين

يمكن تقسيم التنفيذ العملي إلى المسح، وتخطيط المستشعر، وتصميم الخزانة، وتكوين المنصة، والتشغيل الميداني، وتدريب المشغلين. أثناء المسح، يؤكد الفريق حجم الدفيئة ونوع المحاصيل وقائمة المعدات. أثناء تخطيط المستشعر، يقرر الفريق المكان الذي يجب أن يتم فيه وضع أجهزة استشعار المناخ الداخلي والتربة وCO2. أثناء تصميم الخزانة، يقوم الفريق بفصل دوائر الطاقة ودوائر الإشارة. (CO2)

لا ينبغي إكمال عملية التشغيل في اختبار تسجيل دخول قصير واحد. يجب على الفريق إنشاء العديد من أحداث التشغيل: تشغيل المروحة، فتح الستارة، فتح الصمام، إطلاق الإنذار، والتجاوز اليدوي. يجب أن يترك كل حدث سجلاً للمنصة. وهذا يعطي المشتري دليلاً على أن النظام يمكنه دعم التشغيل اليومي للدفيئة.

توافق الاتصالات والبروتوكول

بالنسبة لأتمتة البيوت الزجاجية، يظل RS485 / Modbus RTU مفيدًا لأنه يدعم الأسلاك متعددة السقوط ومسافة الكابل الطويلة والتكامل مع العديد من أجهزة الاستشعار الزراعية. يمكن للبوابة تحويل بيانات Modbus إلى تنسيقات 4G أو Ethernet أو النظام الأساسي السحابي. يجب أن تقوم خزائن التحكم بفصل أسلاك أجهزة الاستشعار ذات الجهد المنخفض عن أسلاك طاقة المشغل لتقليل التداخل.

سيناريوهات التطبيق والقيمة الهندسية

دفيئة نباتية متعددة الامتدادات

تحدي الموقع:تتميز العديد من المناطق باختلاف متطلبات الرطوبة والري.

خطة تكامل النظام:استخدم أجهزة استشعار الهواء وأجهزة استشعار التربة وأجهزة استشعار CO2 ومخرجات التحكم حسب المنطقة؛ ربط البيانات بالمنصة والخزانة المحلية.

قيمة المستخدم: يمكن لمشغليإدارة الري والتهوية وفقًا لظروف المنطقة الفعلية.

الدفيئة الزهرية والحضانة

تحدي الموقع:تؤثر تغيرات الضوء والرطوبة على الجودة وضغط المرض.

خطة تكامل النظام:إضافة الإضاءة والرطوبة ودرجة الحرارة ومراقبة الفيديو؛ استخدام أجهزة الإنذار للتظليل ومراجعة التهوية.

قيمة المستخدم: يمكن لمديريالحفاظ على ظروف إنتاج أكثر اتساقًا.

مشروع تحديث الدفيئة

تحدي الموقع:تم بالفعل تركيب المراوح والمضخات والستائر الموجودة ولكنها تفتقر إلى التحكم المركزي.

خطة تكامل النظام:قم بتركيب بوابة وشبكة استشعار وواجهة مرحل/وحدة تحكم مع الحفاظ على التحكم اليدوي.

قيمة المستخدم:يقوم المشتري بتحسين الإدارة دون استبدال جميع المعدات.

مزرعة مظاهرة عن بعد

تحدي الموقع:يحتاج المالك إلى المشاهدة عن بعد وسجلات البيانات للزوار أو المستثمرين.

خطة تكامل النظام:اجمع بين أجهزة الاستشعار والفيديو وتطبيقات الهاتف المحمول ولوحة القيادة السحابية.

قيمة المستخدم:يمكن للمزرعة عرض بيانات التشغيل الحقيقية بدلاً من صور المعدات فقط.

طريقة القبول لأنظمة التحكم في الدفيئة

يجب أن يتم القبول منطقة تلو الأخرى. تأكد أولاً من ظهور كل مستشعر تحت اسم الدفيئة واسم المنطقة الصحيحين. ثم تحقق مما إذا كانت القراءات معقولة مقارنة بالظروف المحلية. بعد ذلك، اختبار قواعد الإنذار وأوامر التحكم اليدوية. يجب اختبار التحكم الآلي فقط بعد تأكيد التحكم اليدوي والتوقف في حالات الطوارئ.

بالنسبة لسجلات التشغيل، يجب أن تعرض المنصة على الأقل القيم في الوقت الفعلي والمنحنيات التاريخية وتاريخ الإنذارات وسجلات تشغيل المعدات. تعتبر هذه السجلات مهمة لإدارة المحاصيل لأنها تشرح ما حدث قبل حدوث المرض، أو حدث الحرارة، أو خلل في الري.

معلومات الاستفسار التي تعمل على تحسين جودة عرض الأسعار

• نوع الدفيئة وحجم الامتداد والمحصول وعدد مناطق الإنتاج.

• قائمة المعدات الموجودة بما في ذلك المراوح والستائر والمضخات والوسادات المبللة والصمامات.

• متغيرات المستشعر المطلوبة وما إذا كانت المراقبة بالفيديو مطلوبة.

• موضع خزانة الطاقة وحالة الاتصال ومتطلبات المنصة.

• سواء كان المشروع يحتاج إلى مراقبة فقط أو إنذار أو تحكم آلي.

دليل الاختيار

• تحديد مناطق المحاصيل والتحكم قبل اختيار أجهزة الاستشعار.

• استخدم مستشعرات RS485 لتكامل الخزانة والمراقبة متعددة النقاط.

• تأكد مما إذا كانت أوامر التحكم تقوم بتشغيل الصمامات أو الستائر أو المراوح أو الوسادات المبللة أو المضخات.

• احتفظ بالتجاوز اليدوي لكل حلقة تحكم تلقائية.

• اطلب مخططات الأسلاك وسجلات Modbus ودعم التشغيل قبل الشراء.

ملاحظات تكامل النظام

لا تقم بتصميم أتمتة الدفيئة فقط من قائمة أجهزة الاستشعار. بناء تدفق الإشارة: نقطة الاستشعار، جامع البيانات، العتبة، أمر التحكم، ردود فعل المعدات وسجل الإنذار. بالنسبة للبيوت الزجاجية ذات الرطوبة العالية، تحتاج غدد الكابلات وحماية الموصل وتهوية العلبة إلى الاهتمام.

يجب أن يتضمن الاستفسار المفيد حجم الدفيئة ونوع المحصول وعدد المناطق وقائمة المعدات وحالة الطاقة وطريقة الاتصال ووظائف النظام الأساسي المطلوبة وما إذا كانت هناك حاجة للمراقبة بالفيديو.

كيف يساعد هذا المحتوى المشتري على اتخاذ القرار

بالنسبة للمشتري الذي يقارن الموردين، فإن الفرق المفيد هو ما إذا كان الاقتراح يوضح العلاقة بين بيانات الاستشعار وإجراءات المعدات. الاقتباس الذي يسرد أجهزة الاستشعار فقط غير مكتمل. تُظهر وثيقة المشروع الأقوى أسماء المناطق وكائنات التحكم والوضع اليدوي وقواعد الإنذار وتصدير البيانات ومسؤولية الصيانة.

استراتيجية الارتباط الداخلي والتوسع

غالبًا ما يتم توسيع نظام التحكم الذكي في الدفيئة على مراحل. المرحلة الأولى قد تراقب درجة الحرارة والرطوبة والضوء ورطوبة التربة. قد تضيف المرحلة الثانية CO2 والتحكم في الفيديو والمعدات. وقد تربط المرحلة الثالثة بين ري الأسمدة وإدارة الطاقة وسجلات الإنتاج. إن تصميم المرحلة الأولى باستخدام عنوان RS485 ومساحة الخزانة الاحتياطية وقواعد التسمية المتسقة يجعل التوسع اللاحق أسهل.

الأسئلة الشائعة حول قرار المشروع

س1: ما الذي يجب أن يتضمنه نظام التحكم الذكي في الدفيئة؟

ج: ينبغي أن تشتمل على أجهزة استشعار بيئية، ووحدة تحكم أو بوابة، وخزانة تحكم، ومشغلات، وسجلات برمجية، وإمكانية الوصول عبر الهاتف المحمول، ومراقبة فيديو اختيارية.

س2: متى يكون الرصد فقط كافياً؟

ج: تعتبر المراقبة فقط كافية عندما يحتاج المشتري إلى الرؤية والتقارير ولكنه لا يريد أن يقوم النظام بتشغيل المراوح أو الصمامات أو الستائر تلقائيًا.

س3: متى يجب إضافة التحكم الآلي؟

ج: يجب إضافة التحكم التلقائي عندما تكون عتبات المستشعر متصلة بإجراءات معدات محددة مع التجاوز اليدوي ومنطق السلامة.

س 4: لماذا يعد RS485 مفيدًا في خزانات الدفيئة؟

ج: يدعم RS485 شبكات الاستشعار السلكية متعددة النقاط ويسمح لبيانات Modbus بالدخول إلى وحدات التحكم أو البوابات أو أنظمة PLC.

س5: كيف يجب تسمية مناطق التحكم؟

ج: يجب أن تتبع أسماء المناطق مخطط الدفيئة، وكتل المحاصيل، وصمامات الري، وأقسام التهوية حتى يتمكن المشغلون من التعامل مع الإنذارات بسرعة.

س6: هل تحل مراقبة الفيديو محل بيانات المستشعر؟

ج: لا. يؤكد الفيديو حالة المحاصيل والمعدات، بينما توفر المستشعرات قيمًا مُقاسة للإنذارات والاتجاهات وقواعد التحكم.

س7: ما هو الخطر الرئيسي في المشاريع التحديثية؟

ج: يتمثل الخطر الرئيسي في توصيل أجهزة الاستشعار الجديدة بالمعدات القديمة دون التحقق من الواجهات الكهربائية والوضع اليدوي وسعة قناة الإخراج.

س8: ما الذي يجب اختباره أثناء التسليم؟

ج: اختبار قراءات المستشعر، وعتبات الإنذار، والأوامر اليدوية، والإجراءات التلقائية، وسجلات التوقف في حالات الطوارئ وتشغيل المنصة.

س9: ما هي المعلومات التي يجب على المشترين تقديمها أولاً؟

ج: قم بتوفير حجم الدفيئة ونوع المحصول وعدد المناطق وقائمة المعدات وأجهزة الاستشعار المطلوبة وموضع خزانة الطاقة واحتياجات المنصة.

س10: كيف يخلق هذا النظام قيمة المشروع؟

ج: إنه يربط بيانات مناخ الاحتباس الحراري بإجراءات المعدات وسجلاتها، مما يساعد المديرين على تقليل التشغيل اليدوي الأعمى وتحسين مراجعة دورة المحاصيل.

ملخص

يجب شراء نظام التحكم الذكي في الدفيئة كنظام تشغيل متكامل، وليس مجموعة من الأجهزة. عندما يتم تصميم أجهزة الاستشعار والفيديو ومنطق التحكم وسجلات المنصة والتشغيل اليدوي معًا، تصبح إدارة الدفيئة أسهل في الإدارة والتوسع.

(do)