Academic literature on the topic 'Автоматизації теплиці'

Приведено состояние производства овощей закрытого грунта в Российской Федерации за последние 5 лет. Показана структура производимой продукций, а также площади и урожайность по основным овощным культурам — огурцам и томатам. Представлены данные по среднегодовым ценам на томаты и огурцы. Выявлены основные факторы, влияющие на производство овощей закрытого грунта. Предложены пути развития отрасли, которые позволят достичь полного самообеспечения по всем основным группам овощей к 2024 г. Для достижения прогнозируемых результатов по валовым сборам овощей закрытого грунта необходимо возобновить государственную поддержку на строительство и реконструкцию теплиц, развивать собственную селекцию для получения высокоурожайных культур, адаптированных к условиям Российской Федерации. Также необходимо внедрение современных технологий в производство, в том числе многоярусное выращивание овощей и использование светодиодных источников света для досветки растений. Перспективными направлениями для изучения являются: влияние спектрального состава света на рост и развитие растений в разные стадии роста; получение овощей в условиях урбоэкосистем — «сити-фермерство»; полная автоматизация и интеллектуализация в малогабаритных теплицах.

Дана стаття присвячена розробці автоматизованої системи керування тепличним господарством. В останній час тема використання теплиць для забезпечення продуктами харчування стала доволі популярною. Особливо це стосується власників дачних ділянок та приватних будинків. Але тепличне господарство потребує постійного огляду для підтримки необхідних параметрів, що не завжди є можливим. В такому разі постає питання використання автоматизованої системи. В даній роботі проводиться дослідження існуючих рішень для автоматизації процесів у тепличному господарстві з використанням бездротової передачі даних для керування параметрами та проводиться аналіз існуючих стандартів бездротової передачі даних. Також було проведено огляд існуючих публікацій на тему автоматизації тепличного господарства і проаналізовані основні сучасні стандарти забезпечення бездротового зв’язку у IoT-системах. В результаті було розроблено схему автоматизованої системи керування тепличним господарством з можливістю дистанційного керування за допомогою бездротової передачі даних та ручного налаштування параметрів мікроклімату, освітлення і поливу.

Актуальність теми дослідження. З огляду на те, що за останні десятиліття кількість нещасних випадків, збоїв обладнання, у тому числі нещасних випадків на вертольотах, становило понад десять, актуальною науково-практичною задачею являється діагностика і прогнозування змін стану авіаційного генератора. Постановка проблеми. Основна мета цієї роботи – розробка нейронної мережі, яка буде враховувати основні технічні та експлуатаційні характеристики авіаційного генератора вертольота з метою діагностики і подальшого прогнозування його стану, скорочуючи час обчислень і збільшуючи рівень достовірності результатів. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Проблема інформаційної діагностики авіаційної техніки описана в роботах, в яких застосовуються різні методи визначення несправностей авіаційної техніки. Використання нейронних мереж у вирішенні завдань управління динамічними системами вивчається вченими і дослідниками, робота яких демонструє високий потенціал об'єднання двох обчислювальних технологій – штучних нейронних мереж і генетичних алгоритмів для вирішення задач синтезу інтелектуальних систем керування. Виділення недосліджених частини загальної проблеми. Нині є безліч підходів до проблеми діагностики складних динамічних об'єктів, у тому числі авіаційного генератора вертольота, найбільш поширеним з яких є інформаційна діагностика, одним із методів якої є використання нейронних мереж. Використання нейронних мереж управління дозволяє істотно усунути математичні проблеми аналітичного синтезу та аналізу властивостей досліджуваного об'єкта. Це пояснюється тим, що якість процесів управління в нейронних системах багато в чому залежить від фундаментальних властивостей багатошарових нелінійних нейронних мереж, а не від аналітичних розрахованих оптимальних законів. Багатошарові нейронні мережі мають ряд переваг, що дозволяє їх використовувати в задачах управління динамічними об’єктами. Постановка завдання. Метою цієї роботи є створення нейронної мережі, яка буде враховувати основні технічні та експлуатаційні характеристики авіаційного генератора вертольота. Виклад основного матеріалу. При діагностуванні авіаційного генератора вертольота повинні враховуватися такі параметри: теплові параметри генератора, рівень шуму генератора, частота обертання генератора, опір ізоляції контурів ротора, струм зворотної послідовності, рівень вібрації генератора, биття валу генератора, відхилення напруги, коливання напруги, коефіцієнт несинусоїдальності кривої напруги, коефіцієнт n-й гармонійної складової напруги непарного (парного) порядку, коефіцієнти нульової послідовності, відхилення частоти імпульсної напруги. Водночас необхідно швидко обчислити вихідний стан генератора в поточному режимі роботи для даної функції. Найбільш оптимальним методом вирішення проблеми є використання нейронних мереж, що скоротить час обчислень, підвищить рівень надійності результатів. Висновки відповідно до статті. У статті виконано синтез нейрорегулятора прогнозу NN Prediction Controller для вирішення завдання автоматизації діагностики стану авіаційного генератора вертольота в реальних режимах роботи шляхом розробки моделі нейромережевої системи в Simulink програмного пакету MATLAB. Також встановлено, які параметри істотно впливають на якість регулювання та визначено оптимальні значення параметрів. Використання нейромережевої моделі для автоматизації діагностики стану авіаційного генератора вертольота забезпечило високу якість ідентифікації параметрів нейрорегулятора. Це дозволило вибрати оптимальні значення параметрів нейрорегулятора, що забезпечить високі динамічні характеристики системи діагностики стану авіаційного генератора вертольота.

У даній статті автор вивчає та аналізує особливості гідропонної технології вирощування рослин, які споживає людина. Спустошення родючих земель України, через недостатню кількість опадів і надмірне використання пестицидів, гербіцидів та інсектицидів, вирощування рослинних культур значно ускладнилось. Грибкові збудники хвороб, віруси та бактерії мають властивість пристосовуватись до препаратів та залишаються у ґрунті на тривалий час у життєздатному стані. Так як гідропоніку починали використовувати ще при існуванні стародавніх племен Південної Америки, сучасні гідропонні системи є результатом адаптації інноваційних технологій до індивідуальних вимог та потреб у вирощуванні аграрних культур. Особлива увага в даній статті приділяється оцінюванню рівня складності установки гідропонних конструкцій, доцільності та ефективності використання різновидів субстратів. Основним недоліком у ході дослідження виявлено те, що суцільна автоматизація системи вимагає постійного контролю за станом обладнання. Одним з основних переваг, при дослідженні цього питання, визначено те, що при менших площах використовуваної землі та споживанні прісної води, при застосуванні гідропонних технологій, врожай можна отримувати протягом 7 – 8 місяців, тобто більш тривалий період, тоді як в умовах традиційної аграрної діяльності найвища інтенсивність збору врожаю 5 – 6 місяців. Так як на зелень та овочеві культури існує цілорічний попит, використання гідропоніки є найбільш вигідним з точки зору реалізації. При цьому висока ефективність застосування гідропоніки і можливість створити сприятливі умови для вирощування практично в кожній теплиці, дозволяє розвивати бізнес у будь-яких регіонах. Тому, роблячи висновок з аналізу ефективності гідропонного методу, можна стверджувати, що цей метод має потужні перспективи використання в Україні.

В даній роботі розроблена та створена система для автоматизації теплиці. Була підібрана найбільш оптимальна платформа для реалізації даного проекту, підібрані компоненти для реалізації функціоналу. Етап реалізації системи складався з трьох частин – підготовка апаратної платформи, створення віддаленого керування та реалізації проекту.

Об’єктом дослідження є розумна теплиця. Розроблено програмне забезпечення для автоматизації теплиці за допомогою платформи Arduino. Проведене імітаційне моделювання та експериментальні дослідження системи керування мікрокліматом теплиці.

Магістерська дисертація на здобуття ступеня магістру на тему “ Система підтримки життєдіяльності рослин у теплиці ”: 101с., 23 рис., 26 табл., 8 додатки, 21 джерел. Об'єкт дослідження – автоматизація процесу зрощення рослин. Мета роботи – розробка системи, що забезпечить можливість покращеного зрощення рослин шляхом підтримки ідеальних параметрів середовища з мінімальним втручанням людини. У магістерській дисертації розглянуто проблему автоматизації зрощення рослин. Отримано перелік параметрів, зміну та підтримку яких система має автоматизувати. Отримано уяву про взаємодію елементів системи з можливими елементами, зображеними у додатку Д. Також спроектовано діаграму прецедентів, зображену у додатку Ж. Визначено основні елементи органів системи. Побудована структура на основі якої побудовано функціональну схему. Описано взаємодію кожного елемента для кожного органу системи, їх призначення, методи взаємодії. Створено алгоритм, за яким система має змінювати параметри суміші. На основі структурної, функціональної схеми, алгоритму та технічного завдання спроектовано програмне забезпечення для мікроконтролера. Розроблено механізм зберігання сценаріїв. Створено «захоплюючий портал» для первинного підключення пристрою до мережі Інтернет. Отримано програмне забезпечення готове до завантаження у МК. Отримано робочу систему. Отримано результати роботи системи, що задовольняють потреби. Система підтримує параметри кислотності у границях «задана – 0.5 од» < задана < «задана + 0.5 од», що є допустимим для проходження росту рослини, подає потрібні кількості добрив та кількість чистої води. Проведено аналіз ринку та розробка стратегії запуску стартап-проєтку. враховано всі ризики, маркетингові стратегії та ключові переваги концепції потенційного продукту, побудовано бізнес-план подальшого розвитку системи.
Master's thesis for master's degree on the topic " Plant’s life support system in greenhouse": 101p, 23 figures, 26 tables, 8 annexes, 21 sources. Object of study – plant’s grow process automation. The purpose of the work – develop plant automation system to obtain better growing experience by maintaining ideal plant’s environment parameters. Also the goal is to free user from maintaining this parameters manually. In the master's thesis the problem of automation of plant growing is considered. The list of changing parameters which the system should automate is determined. An idea of the interaction of the elements of the system with the possible elements determined. The diagram of precedents is also designed. Identified the main elements of the system. The interaction of each element for each unit of the system, their purpose, methods of interaction are described. An algorithm has been created according to which the system must change the parameters of the mixture. Based on the structural, functional scheme, algorithm and technical task, the software for the microcontroller is designed. A mechanism for storing scripts has been developed. A "captive portal" has been created for the initial connection of the device to the Internet. Got working system able to be tested. The results of the system operation that meet the needs are obtained. The system maintains the acidity parameters within the limits: “set – 0.5 units" < set < "set + 0.5 units", which is acceptable for the growth of the plant, provides the required amount of fertilizers and the amount of clean water. The market analysis and development of the strategy of launching a startup project are carried out. All risks, marketing strategies and key advantages of the potential product concept are taken into account, a business plan for further development of the system is built.

У цій роботі розроблені системи автоматичного поливу рослинних зон у теплиці. В якості мікропроцесорних систем керування поливом рослинних зон були використані програмований логічний контролер ОВЕН ПЛК 100 у випадку промислової сільськогосподарської сфери та платформу ARDUINO UNO у випадку розумний будинок. Розроблена система автоматичного поливу реалізує: постійний моніторинг вологості та температури ґрунту, мікроклімату теплиці і рівень води у резервуарі; регулювання поливу для кожної окремої рослинної зони; розпізнавання аварійної ситуації під час припинення подачі дощової води у резервуар та подальше повідомлення про неї на блок керування, який включає подачу води з водопровідної труби; захист насосу від холостого ходу; підтримання необхідного рівня води у напірному баку; перегляд в реальному масштабі часу показників вирощуваних культур і теплиці; оптимальний алгоритм керування поливом рослинних зон у теплиці; візуалізацію процесу автоматичного поливу зон.

У цій роботі розроблені системи автоматичного поливу рослинних зон у теплиці. В якості мікропроцесорних систем керування поливом рослинних зон були використані програмований логічний контролер ОВЕН ПЛК 100 у випадку промислової сільськогосподарської сфери та платформу ARDUINO UNO у випадку розумний будинок. Розроблена система автоматичного поливу реалізує: постійний моніторинг вологості та температури ґрунту, мікроклімату теплиці і рівень води у резервуарі; регулювання поливу для кожної окремої рослинної зони; розпізнавання аварійної ситуації під час припинення подачі дощової води у резервуар та подальше повідомлення про неї на блок керування, який включає подачу води з водопровідної труби; захист насосу від холостого ходу; підтримання необхідного рівня води у напірному баку; перегляд в реальному масштабі часу показників вирощуваних культур і теплиці; оптимальний алгоритм керування поливом рослинних зон у теплиці; візуалізацію процесу автоматичного поливу зон.

Робота виконана на кафедрі автоматизації технологічних процесів і виробництв факультету прикладних інформаційних технологій та електроінженерії Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя Міністерства освіти і науки України. Захист відбудеться «23» грудня 2020р. о 14.00год. на засіданні екзаменаційної комісії №22 у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя
У данній кваліфікаційній роботі було розроблено апаратно-програмний комплекс контролю параметрів в теплиці. Проведено аналіз використання апаратно-програмних комплексів для автоматизації процесу вирощування овочевої продукції. Описано необхідні параметри температури та вологості для різних овочевих культур, періоди їх дозрівання та існуючі схемні рішення для підтримки цих параметрів в заданих межах. Викладено вимоги, що пред'являються до апаратно-програмного комплексу, визначено мету і завдання проектування. Розроблена системно-алгоритмічна модель апаратно-програмного комплексу контролю параметрів в теплиці з визначенням логічних зв'язків між її компонентами та описом процесу їх взаємодії. Зроблено вибір апаратних та виконавчих компонентів комплексу та розроблено схему їх підключення. Реалізовано програмну частину комплексу, що включає в себе початкову ініціалізацію при включенні живлення, реалізацію підтримки заданої температури і вологості, а також роботу клавіатури і відображення інформації на LCD-індикаторі. На завершення приведена інструкція для користування. Також обгрунтований вибір засобів розробки програмного забезпечення Комплекс контролю параметрів в теплиці володіє наступними технічними і технологічними особливостями: мінімальна участь оператора в процесі виробництва продукції; застосовування даної системи в теплицях різної посадкової площі; забезпечення комплексу спеціальними роз'ємами, що виключають неправильність збірки, підключення вузлів і компонентів; комплекс має модульний принцип побудови і розрахований на багаторазовий монтаж і демонтаж.
In this qualification work, a hardware-software complex of control of parameters in the greenhouse was developed. The analysis of use of hardware and software complexes for automation of process of cultivation of vegetable production is carried out. The necessary parameters of temperature and humidity for different vegetable crops, periods of their ripening and existing circuit solutions to maintain these parameters within the specified limits are described. The requirements to the hardware and software complex are stated, the purpose and tasks of designing are defined. The system-algorithmic model of the hardware-software complex of control of parameters in the greenhouse with definition of logical communications between its components and the description of process of their interaction is developed. The choice of hardware and executive components of the complex is made and the scheme of their connection is developed. Implemented software part of the complex, which includes the initial initialization when turning on the power, the implementation of maintaining the specified temperature and humidity, as well as keyboard operation and information display on the LCD-indicator. Finally, there are instructions for use. The choice of software development tools is also reasonable The complex of control of parameters in the greenhouse has the following technical and technological features: the minimum participation of the operator in the production process; application of this system in greenhouses of different planting area; providing the complex with special connectors that eliminate incorrect assembly, connection of components and components; the complex has a modular principle of construction and is designed for multiple installation and dismantling.
Зміст Вступ 1 Аналіз сучасного стану питання виробництва рослинницької продукції в теплиці 1.1 Характеристика умов навколишнього середовища при виробництві овочевих культур 1.2 Основи технології вирощування огірків в теплицях 1.3 Вимоги, що пред'являються до сучасних АСУМТ 1.4 Узагальнена архітектура автоматизованого комплексу підтримки параметрів мікроклімату 1.5 Функціональні можливості комплексу, мета і завдання роботи 2 Системно-алгоритмічна модель апаратно-програмного комплексу автоматичного контролю параметрів мікроклімату теплиці 2.1 Структурна схема АПК контролю параметрів теплиці 2.2 Логічна схема взаємодії компонентів комплексу 2.3 Вибір апаратних компонентів комплексу 3 Технологічна частина 3.1 Вибір виконавчих пристроїв 3.2 Командна архітектура комплексу 3.3 Розробка алгоритмів взаємодії компонентів комплексу 4 Конструкторська частина. реалізація програмної частини апаратно-програмного комплексу 4.1 Вибір засобів розробки 4.2 Програмна реалізація секції ініціалізації комплексу 4.3 Програмна реалізація роботи клавіатурної матриці 5 Спеціальна частина 5.1 Програмна реалізація 1-Wire інтерфейсу для зв'язку з цифровим термометром 5.2 Програмна реалізація вимірювання вологості 5.3 Програмна реалізація відображення інформації на LCD-індикаторі 5.4 Інструкція користувачеві 6 Охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях 6.1 Аналіз небезпечних і шкідливих факторів 6.2 Заходи щодо обмеження негативних впливів небезпечних і шкідливих факторів 6.3 Пожежна безпека 6.4 Організація робочого місця оператора ЕОМ Висновки Перелік посилань

Робота виконана на кафедрі автоматизації технологічних процесів і виробництв факультету прикладних інформаційних технологій та електроінженерії Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя Міністерства освіти і науки України. Захист відбудеться «17» червня 2021 р. о 9.00 год. на засіданні екзаменаційної комісії №21 у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя.
Дана кваліфікаційній робота складається з таких розділів: – вступу, де проводиться опис актуальності автоматизації котельних установок для тепличних господарств, за допомогою сучасного обладнання; – аналітичної частини, в якій проведено аналіз а також порівняння відомих засобів опалення теплиць, контролю і регулювання які використовуються в котельнях, що лежить в основі завдання на проектування; – проектної частини, в якій проводиться опис роботи обладнання і всіх вузлів, що використовується в спроектованій котельні для обігріву блоку теплиць; – спеціальної частини, в якій приведено опис використаних в дипломній роботі систем автоматизованого проектування; – безпеки життєдіяльності, основи охорони праці, де подано заходи по забезпеченню захисту робітників та безпечної експлуатації котельні.
This thesis consists of the following sections: - introduction, which describes the relevance of automation of boiler plants for greenhouses, using modern equipment; - analytical part, in which the analysis and comparison of known means of heating greenhouses, control and regulation used in boilers, which is the basis of the design task; - design part, which describes the operation of equipment and all components used in the designed boiler room for heating the greenhouse unit; - a special part, which provides a description of the automated design systems used in the thesis; - life safety, basics of labor protection, where measures are taken to ensure the protection of workers and safe operation of the boiler room.
ВСТУП 8 1 АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА 10 1.1 Аналіз комплексу технічних засобів для автоматизації теплопостачання блоку теплиць 10 1.2 Схеми та принцип роботи перетворювачів для вимірювання тиску 17 2 ПРОЄКТНА ЧАСТИНА 24 2.1 Характеристика технологічного процесу в основному і допоміжному технологічному устаткуванні 24 2.2 Аналіз системи теплопостачання і вибір схеми одержання теплоносія 40 2.3 Розробка структурно-компонувальної схеми системи теплопостачання 41 2.4 Підбір стандартного обладнання 55 2.5 Опис принципу роботи підсилювального пристрою дифманометрів. 57 2.6 Опис принципу роботи блоку перетворення тиску в електричний сигнал. 59 2.7 Розробка блок-схеми блоку, який використовується в перетворювачі. 62 2.8 Розрахунок двополярного блоку живлення. 64 2.9 Розрахунок параметрів тензодавача. 65 2.10 Розрахунок на надійність системи керування. 68 3 СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА 73 3.1 Опис та принцип роботи пакету ACAD 73 3.2 Функціонування програми. Головне меню 74 3.3 Команди, які використовуються в системі ACAD 79 4 БЕЗПЕКА ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ, ОСНОВИ ХОРОНИ ПРАЦІ 81 4.1 Захисні споруди тепличного господарства, вимоги до їх планування та системи життєзабезпечення. 81 4.2 Пожежна профілактика в котельні 88 4.3 Характеристика котла з точки зору охорони праці 95 ВИСНОВКИ 98 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 99