Система климат-контроль в овощехранилище

Задача автоматизации

Создание автоматизированной системы поддержания микроклимата в овощехранилищах.

Особенности технологии хранения картофеля

Существуют различные способы хранения картофеля: насыпью, в закрытых или открытых контейнерах. Выбор способа обработки и хранения зависит от вида хранилищ, состояния закладываемых клубней, сроков реализации продукта и от оснащенности хозяйств техническими средствами, но в любом варианте в условиях промышленного хранения применяются регулирующие системы микроклимата. Автоматизированные системы обеспечивают отвод продуктов обмена веществ, подавление повышенной активности дыхания, прорастания и гниения, предохранение клубней от замерзания, а также сохранение ценных органических веществ, включая воду.

Особенностью технологии хранения картофеля является то, что разные фазы хранения предполагают поддержание разных параметров микроклимата – температуры и относительной влажности. При этом строгое соблюдение оптимальных температур и влажности должно соотноситься с эффективностью энергозатрат. Кроме того, в каждом конкретном случае необходим индивидуальный подход к температурно-влажностному режиму с учетом сортотипа картофеля и его назначения. Справиться с такими задачами могут только полуавтоматические системы, которые поддерживают заданные параметры температуры, влажности, времени проведения вентилирования, нагревания, охлаждения и прочее.

Реализация проекта и выбор средств автоматизации

Сотрудниками компании «АгроИнжиниринг» при участии компании «Ebmpapst» и института ВНИИКХ им. Лорха была разработана и многократно внедрена система полуавтоматического управления микроклиматом в хранилищах картофеля и других овощных культур вместимостью 100-2000 тонн. Схема хранилища показана на рис. 1.

Основу управляющего комплекса хранилищ корнеплодов составляет оборудование ОВЕН:

• модуль аналогового ввода ОВЕН МВА8 или ОВЕН МВ110;
• восьмиканальный модуль управления исполнительными механизмами ОВЕН МВУ8;
• ПИД-регуляторы управления задвижками ОВЕН ТРМ212 с интерфейсом RS-485;
• графическая панель оператора ОВЕН СП270 с оригинальной программой управления;

А также в систему входят: первичные датчики, электромеханические задвижки, вентиляторы, обогреватели, увлажнитель.

АСУ обеспечивает непрерывный режим работы в течение длительного времени и выполняет основные операции для поддержания микроклимата. Система (рис. 2) управляет оборудованием по выбранному алгоритму и выполняет следующие основные функции:

• контроль температуры и влажности наружного воздуха, температуры в воздушных распределительных каналах и воздуха внутри хранилища, температуры продукта, влажности в хранилище;
• управление вентиляторами, приточными клапанами;
• управление системой увлажнения и охлаждения воздуха;
• сигнализация;
• обогрев овощехранилища.

Модуль управления является «мозговым центром» системы. Его основу составляет панель оператора СП270 с сенсорным управлением (фото 1). Панель отображает параметры режимов, показания датчиков, расчетные и реальные значения системы. Оператор при помощи панели СП270 имеет возможность устанавливать режимы работы исполнительных устройств, наблюдать изменения показаний датчиков, получать информацию о работе отдельных элементов и системы в целом.

Модуль ввода МВА8 усиливает, фильтрует и преобразует в цифровую форму сигналы от датчиков температуры и влажности и передает по цифровому интерфейсу RS-485 на панель СП270. Количество используемых модулей зависит от размеров хранилища и используемого числа первичных датчиков. В качестве первичных датчиков применяются термосопротивления ДТС50М с различной длиной монтажной части.

После выбора оператором режима система переходит в автоматическое управление исполнительными механизмами. Модуль исполнительных элементов обычно расположен рядом с силовым оборудованием венткамеры и управляет заслонками и вентиляторами в соответствии с полученными сигналами контроллера. Для управления впускными/выпускными клапанами используется ПИД-регулятор управления задвижками ОВЕН ТРМ212 с интерфейсом RS-485. Включение остального оборудования производится управляющим модулем ОВЕН МВУ8.

В зависимости от конструкции хранилищ и требований решаемых задач меняется число и вид исполнительных элементов, количество первичных датчиков. В фермерском хозяйстве «СеДеК» управление производится четырьмя независимыми венткамерами, в хозяйстве «Селигер» применяется система, состоящая из двух венткамер. В других системах управление осуществляется одной венткамерой. Для расширения функциональных возможностей системы управления микроклиматом «АГРО-ххх» в дальнейшем предполагается использование свободно программируемых контроллеров ОВЕН.

Результат автоматизации

Созданная система управления микроклиматом овощехранилищ в процессе эксплуатации показала себя с надежной стороны. В программе управления учтены требования технологии хранения картофеля, логика алгоритмов взаимосвязана и оптимизирована. Функционал прост и не вызывает трудностей при его освоении. Протокол управления легко запоминается, не создает затруднений при выборе режимов, чтении информации и управлении системой.

Созданные системы управления обслуживают овощехранилища в Рязанской области – ООО «АХ-АГРО» (800 т картофеля), в Тверской области – ООО «Экоферма Нелидово» (350 т) и ООО «Заборский» (1800 т), в Каширском районе – фермерское хозяйство «СеДеК» (600 и 1600 т).