Nhà kính hoạt động dựa trên một lời nói dối đơn giản: rằng thời tiết sẽ hợp tác. Ngay khi nó không — một cơn nóng đột ngột, một cơn bão gió, một cúp điện vào buổi trưa — cây trồng phải trả giá, và người trồng phải thanh toán hóa đơn. Một PLC nhỏ gọn không kiểm soát thời tiết, nhưng nó kiểm soát phản ứng, và đó là nơi có tiền.
Gói nhà kính cổ điển: quạt thông gió, màn che, van tưới nước, và một chuỗi đo nhiệt độ/độ ẩm. Tất cả đều vừa vặn trên một CPU nhỏ gọn với một vài đầu vào tương tự và đầu ra rơ le — kích thước chính xác mà gia đình SR/PR được thiết kế cho.
Logic Thông gió Nghĩ Trước
Các bộ điều chỉnh nhiệt độ đơn giản bật và tắt quạt — và làm cho chúng chạy ngắn, điều này gây khó khăn cho động cơ. Phiên bản PLC sử dụng độ trễ: quạt một bắt đầu ở 26°C, dừng ở 24°C; quạt hai bắt đầu ở 29°C; một báo động nhiệt độ cao ở 33°C kích hoạt che chắn và gửi SMS. Dải độ trễ là một tham số khối, thay đổi trong phần mềm mà không cần chạm vào bảng điều khiển.
Thêm một bộ hẹn giờ giai đoạn và các quạt sẽ luân phiên chạy, làm đều sự hao mòn. Đó là sự khác biệt giữa thiết bị bền và thiết bị cần thay thế mỗi mùa.
Phản ứng Che chắn và Ánh sáng
Màn che không nên cuộn ra chỉ vì một cơn gió, và nó nên cuộn lại khi mặt trời trở lại. Một cảm biến ánh sáng trên một đầu vào tương tự, cảm biến tốc độ gió trên một đầu vào kỹ thuật số, và một máy trạng thái nhỏ trong FBD xử lý toàn bộ chuỗi: nắng sáng cộng với yên tĩnh → che chắn; báo động gió → che chắn vào; đêm hoặc nhiều mây → che chắn vào, và độ trễ thu hồi ngăn chặn sự rối loạn.
Có thể khoảng hai mươi khối. Nó thay thế một máy tính khí hậu chuyên dụng có giá gấp năm lần và không làm gì khác.
Tưới nước theo Lịch trình và Cảm biến
Tưới nước cần đúng thời gian cộng với điều kiện: một lịch trình hàng tuần từ RTC — mà, nhớ rằng, giữ lịch của nó trong hai mươi ngày mà không có điện — được kiểm soát bởi một đầu vào độ ẩm đất hoặc mức nước trong bể. Đất khô và thời gian theo lịch? Tưới nước. Đang mưa hoặc bể trống? Bỏ qua chu kỳ và ghi lại. Bộ hẹn giờ mùa hè/đông của RTC thậm chí giữ lịch đúng trong suốt sự thay đổi DST.
Nhật ký rất quan trọng. Người trồng tranh luận về việc sử dụng nước; nhật ký dữ liệu giải quyết điều đó.
Cài đặt Thực tế: Một Vườn ươm Bốn Khu vực
Bốn khu vực, mỗi khu vực có quạt thông gió, màn che và van tưới nước riêng; một trạm thời tiết chia sẻ cho cả bốn. Một CPU dòng PR duy nhất với các mô-đun mở rộng điều khiển toàn bộ khu vực: 32 I/O, một mô-đun tương tự cho các cảm biến, và một liên kết Modbus đến một máy tính văn phòng nhỏ chạy các màn hình miễn phí easySCADA. Người trồng giờ đây theo dõi cả bốn khu vực từ một màn hình duy nhất và nhận SMS khi bất kỳ khu vực nào trôi ra ngoài phạm vi.
Hoàn vốn: một mùa tránh được mất mùa. Lời của người trồng: "Tôi lẽ ra nên làm điều này năm năm trước."
Chiến lược Cảm biến cho Nhà kính
Sử dụng cảm biến PT100/PT1000 cho nhiệt độ nơi dây điện cho phép — chúng đọc trực tiếp trên các đầu vào tương tự của CPU mà không cần bộ phát. Sử dụng 0-10V hoặc 4-20mA cho các bộ phát ánh sáng và độ ẩm. Giữ cáp cảm biến ra khỏi các ống dẫn điện; nhà kính là môi trường điện ồn ào và lá chắn, được nối đất ở một đầu, là không tùy chọn.
Mô hình Khí hậu: Độ trễ, Giai đoạn, và Phản ứng Chậm
Các quy trình nhà kính diễn ra chậm — đó là món quà của chúng cho kỹ sư điều khiển. Một sự thay đổi nhiệt độ mất vài phút, không phải mili giây, điều này có nghĩa là bộ điều khiển có thời gian để nhẹ nhàng: dải độ trễ, quạt giai đoạn, bộ hẹn giờ độ trễ trên mỗi chuyển tiếp. Bộ điều chỉnh nhiệt độ bật-tắt mà chạy ngắn một quạt không phải là một vấn đề điều khiển; đó là một lựa chọn thiết kế, và PLC tồn tại để chọn tốt hơn.
Xây dựng các giai đoạn với cây trồng trong tâm trí: quạt một ở 26°C, quạt hai ở 29°C, che chắn ở 32°C, báo động ở 34°C — mỗi cái với một độ trễ ngăn chặn các quạt tìm kiếm. Nhà kính không cần phản ứng mili giây; nó cần phản ứng có kỷ luật, và các khối hẹn giờ cung cấp điều đó với một vài tham số. Kết quả là một khí hậu trôi nhẹ nhàng thay vì dao động, và cây trồng nhận thấy sự khác biệt trong cột năng suất.
Ghi lại các giá trị khí hậu. Khi người trồng hỏi tại sao năng suất cải thiện hoặc quạt bị hỏng, nhật ký trả lời bằng dữ liệu thay vì giai thoại. Nhật ký đó cũng là đầu vào cho các cải tiến của mùa tới — nguồn sự thật yêu thích của kỹ sư điều khiển.
Khôi phục sau Cúp điện mà không ai Kiểm tra
Đây là bài kiểm tra đưa vào mà mọi người đều bỏ qua và mọi nhà kính cuối cùng cần: ngắt điện, xem điều gì xảy ra, và khôi phục lại. Bộ điều khiển ngây thơ trở về trạng thái mặc định — quạt tắt, van đóng, màn che ở vị trí cũ — và nhà kính bị nấu chín hoặc ngập nước trong khi không ai theo dõi. Bộ điều khiển chuẩn bị khôi phục trạng thái an toàn cuối cùng, tiếp tục lịch trình từ RTC — mà đã giữ lịch của nó qua sự cố — và báo động nếu môi trường trôi dạt trong khoảng trống.
Bộ nhớ dự phòng hai mươi ngày của RTC và các lựa chọn bộ nhớ giữ quyết định những gì tồn tại sau sự cố. Thiết kế logic phục hồi một cách có chủ đích: trạng thái nào là an toàn khi khởi động lại, cái gì cần xác nhận của người vận hành, và cái gì tự động chạy lại. Kiểm tra nó một lần, có chủ đích, trong quá trình đưa vào — không phải trong cơn bão mùa hè đầu tiên.
Bài kiểm tra cúp điện mất mười phút và phân tách các lắp đặt sống sót khỏi những cái làm tiêu đề. Chạy nó, ghi lại, và tiếp tục với cây trồng.
Tự động hóa nhà kính không phải là khoa học tên lửa. Đó là logic có kỷ luật áp dụng cho thời tiết không chịu hợp tác — điều mà bộ điều khiển lập trình làm tốt nhất.
