На основе аппаратных средств ОВЕН специалисты компании НПК Фазис и ТК Ярославский создали автоматизированные системы управления водоснабжением и освещением для тепличных хозяйств. Системы обеспечивают удаленный контроль и управление исполнительными механизмами. Каждые три секунды параметры работы обновляются и сохраняются в архиве. Информация используется для анализа, принятия решения и устранения нештатной ситуации. SCADA-система и управляющий контроллер одновременно фиксируют все изменения параметров и неполадки.
Комплексы защищенного грунта работают во всех регионах страны, но особенно востребованы в зонах «неустойчивого земледелия», средней полосы и северных территорий. Урожай в них зависит от многих факторов, в том числе от условий окружающей среды. Для повышения урожайности в тепличных хозяйствах применяются системы автоматизированного управления.
Базовая задача управляющей системы – это мониторинг жизненно важных для растений параметров: уровня освещения, температуры и влажности. Мониторинг позволяет выбрать оптимальный сценарий управления для создания благоприятных условий выращивания и при необходимости скорректировать эти показатели для получения максимально возможного урожая сельхозпродукции.
Тепличный комбинат Ярославский
ТК Ярославский – инновационное предприятие в Ярославской области – занимается круглогодичным выращиванием овощей (огурцы, томаты, салат) в защищенном грунте. Общая площадь тепличного комплекса более 9 Га. Применение передовых технологий выращивания позволяет обеспечить экологически чистыми, свежими овощами весь Центральный Федеральный округ и соседние регионы в течение всего года.
Автоматизация тепличного комплекса
Специалисты компании НПК Фазис создали для тепличного комбината Ярославский автоматизированные системы управления водоснабжением и досветкой. Системы управляют поддержанием технологических параметров в установленных диапазонах по заданным алгоритмам. В нештатной ситуации система сигнализирует о необходимости вмешательства. То есть автоматика реализует те же задачи, что и обычный персонал, только с большей точностью, оперативно и своевременно.
Систему образуют набор датчиков, программно-аппаратный комплекс для сбора и обработки поступающей информации и формирования управляющих сигналов. Универсальную систему можно заказать в составе комплексного решения или добавить в уже готовую архитектуру. Управлять системой можно на местах, а также удаленно через web-интерфейс: на компьютере, ноутбуке, планшете или смартфоне. Сельхозпроизводитель получает доступ к управлению и настройкам, имеет возможность собирать и анализировать информацию и строить прогноз.
Система водоснабжения
Источником водоснабжения комбината служат 6 скважин с погружными насосами, расположенные на территории комплекса. Вода используется для технологических нужд, полива теплиц и промывки фильтров. Для бесперебойной подачи воды система водоснабжения оборудована буферной емкостью и баками водозапаса, станцией промежуточной перекачки в баки водозапаса. Вода из скважин проходит очистку от механических и химических примесей на фильтровальной установке.
Связь между скважинами, станцией перекачки, фильтровальной установкой, накопительными емкостями и диспетчерским пунктом оператора организована по радиоканалу. Для уверенного приема радиосигнала на каждой точке установлен ретранслятор. Расстояние между крайними точками составляет в среднем 300 м и определяется количеством ретрансляторов в самоорганизующейся сети.
Система управления водоснабжением включает несколько шкафов управления, разделенных по технологическим задачам: главный шкаф, шкафы управления накопительной емкостью, скважинами, перекачивающими насосами.
Оператор на диспетчерском пункте контролирует состояние датчиков и исполнительных механизмов, может задавать в SCADA-системе режимы работы и получать отчеты в табличном и графическом виде. Мнемосхемы показывают состояние исполнительных механизмов, датчиков, аварийных сигналов, уровень заполнения накопительной емкости и бака запаса. В отдельных окнах фиксируется время включения/выключения насосов. Есть возможность составления отчетов расхода воды и времени наработки каждого насоса. Менять параметры и контролировать работу можно так же на экране панельного контроллера.
Система водоснабжения обеспечивает:
- одновременную или последовательную работу насосов по заданному алгоритму в зависимости от производительности каждой скважины и времени наработки насосов;
- поддержание запаса воды в баках;
- учет объема потребленной воды на каждой скважине с автоматическим составлением отчета;
- учет времени наработки каждого насоса;
- контроль состояния исполнительных механизмов и уровней воды в емкостях в режиме реального времени;
- заполнение журнала событий.
Система может работать в местном, ручном и автоматическом режимах. Местное управление осуществляется с лицевой панели шкафа управления, ручное – с рабочего места оператора или с экрана панельного контроллера.
В автоматическом режиме поддерживается установленный уровень воды в емкостях. Для измерения уровня в буферной и накопительных емкостях установлены основной и резервный гидростатические датчики давления. Включение и отключение скважинных насосов, станции перекачки и фильтровальной установки происходит по заданному оператором алгоритму.
Шкаф управления скважиной соединен с центральным шкафом управления беспроводной двухсторонней связью. Система обеспечивает:
- местное и удаленное вкл./выкл. насосов в ручном и автоматическом режимах;
- защиту насоса от «сухого хода»;
- защиту насоса от перегрузки по току и некачественной питающей сети;
- снятие информации со счётчика расхода воды;
- управление работой скважинных и перекачивающего насосов по заданному алгоритму.
Для учета количества потребленной воды каждая скважина оборудована расходомером. Он же служит контролирующим элементом аварии или «сухого хода» насоса.
В системе водоснабжения применяется оборудование ОВЕН:
- программируемое реле ПР200;
- сенсорный панельный контроллер СПК107;
- блок сетевого фильтра БСФ;
- монитор напряжения сети МНС1 для защиты оборудования;
- блоки питания БП15, БП30.
Шкаф автоматического управления досвечиванием теплицы
Большинство овощных культур эффективно плодоносят при освещенности 15-20 тыс. люкс. Такое освещение наблюдается в солнечную погоду с марта по август. Слабая интенсивность естественного освещения в осенне-зимний период не позволяет выращивать овощные культуры без искусственного досвечивания.
В тепличном комбинате Ярославский, помимо штатного освещения, организована система досвечивания – для поддержания оптимального уровня освещения в соответствии с временем года и продолжительностью светового дня. В 2018 году под круглогодичное выращивание овощей в ТК Ярославский введено в действие 7 Га зимних теплиц с уровнем искусственного досвечивания 195 Вт/м2. Система обеспечивает автоматический режим работы светильников по определенному алгоритму.
Шкаф автоматического управления досвечиванием (ШАУД-С) управляет группами светильников по карте досветки в каждой конкретной теплице. Информация о текущем состоянии светильников выводится на сенсорную панель оператора ОВЕН СП310, установленную в шкафу. С этой же панели можно управлять светильниками в ручном режиме – включать/выключать любой ряд светильников.
Преимущество внедрения автоматизированной системы управления – повышение эффективности работы осветительных систем и значительное снижение пиковых токов при розжиге светильников.
Возможности наращивания системы управления
Как и любую модульную структуру систему управления можно модифицировать и расширять. Например, ввести мониторинг состояния технологического оборудования для контроля состояния аппаратных узлов и заблаговременного устранения повреждений. В результате затраты предприятия на ремонт будут снижены, а урожайность увеличится за счет совершенствования алгоритмов интеллектуального управления.
Выбор системы мониторинга и управления зависит от бизнес-задач сельхозпроизводителя. Некоторые аграрии предпочитают обойтись минимальным набором базовых функций, которыми оснащаются все автоматизированные системы управления. Комплекс будет измерять необходимые параметры, принимать решения и запускать нужные действия. Другие – заинтересованы в развитии приобретенных систем и расширении их функционала.
Предлагаемая система управления и мониторинга может расширяться и функционально, и масштабно, поэтому востребована как конечными пользователями – фермерами и владельцами тепличных хозяйств, так и производителями теплиц. С помощью комплексных решений они могут повысить привлекательность своей продукции на рынке, продавая не просто строительно-монтажный объект, а высокотехнологичное решение.
По вопросам автоматизации объектов можно обращаться по тел.: +7 (4852) 580-969 или по адресу: vmv@fazis-yar.ru
