گلخانه ها با تنظیم دقیق شرایط محیطی، دمایی و رطوبت مورد نیاز بهره وری را به میزان چشمگیری بهبود داده اند. گلخانه هوشمند بهترین روش برای رسیدن به حداکثر بهره وری است. مدیریت هوشمند فرآیندهای گلخانه توسط یک سیستم هوشمند قابل انجام است. عملکرد مطمئن سیستم کنترل کننده نقش موثری در رسیدن به بهره وری گلخانه ها دارد. استفاده از تجهیزات اتوماسیون صنعتی زیمنس خیال شما را از عملکرد صحیح سیستم راحت می کند.
عملکرد مطمئن پی ال سی زیمنس در کنار قابلیت اطمینان سایر محصولات این برند بدیهی است. در ادامه به بررسی نیازهای گلخانه و راهکارهای زیمنس برای رفع آن خواهیم پرداخت. تا انتهای این مقاله از وبلاگ زیمنس کالا با من همراه باشید.
گلخانه و بهبود بهره وری
افزایش بی رویه مواد غذایی، تامین غذا را به یکی از چالش های بزرگ زندگی بشر تبدیل کرده است. یکی از راهکارهای اساسی غلبه بر این چالش، افزایش بهره وری منابع است. در راستای نیل به بهره وری بیشتر روش های مختلفی از جمله آبیاری قطره ای و … پیشنهاد شد. اما یکی از بهترین و بهینه ترین روش ها، استفاده از کشت گلخانه ای است.
فضای گلخانه امکان تنظیم تمام پارامترهای حیاتی مرتبط با رشد و باروری گیاه را فراهم می کند. از سوی دیگر امکان کنترل آفات و مریضی ها و بهینه سازی مصرف آب دیگر مزایای استفاده از این تکنولوژی است. گلخانه های سنتی به صورت دستی و توسط کاربر انسانی مدیریت می شوند. اگرچه گلخانه های سنتی به نسبت سیستم های کشت رایج بهره وری بیشتری دارند اما نمی توان انتظار حداکثر بهره وری را در این سیستم ها داشت. برای نیل به این هدف باید به گلخانه هوشمند مهاجرت کنیم.
بخش های مختلف گلخانه را می توان توسط سیستم های هوشمند کنترل کرد. در ادامه به معرفی تجهیزات زیمنس که قابلیت استفاده در گلخانه دارند می پردازیم و سپس امکانات گلخانه هوشمند را بررسی خواهیم کرد.
تجهیزات زیمنس برای گلخانه ها
بسته به قابلیت ها و امکانتی که برای گلخانه در نظر گرفته می شود، تجهیزات متفاوتی مورد نیاز است. هر سیستم هوشمند یا به عبارت بهتر اتوماسیون، به یک مغز متفکر نیاز دارد. عموما پی ال سی این نقش را در کاربردهای صنعتی بر عهده می گیرد. در گلخانه هوشمند نیز می توان از پی ال سی به عنوان پردازنده مرکزی بهره برد. پی ال سی زیمنس در نمونه های متنوع و متناسب با نیاز کاربردهای مختلف به بازار عرضه شده است. میزان پیچیدگی فرآیندها تعیین کننده نوع پی ال سی مورد استفاده است. کنترل کننده های صنعتی زیمنس در سری های زیر عرضه می شوند:
از سوی دیگر در گلخانه های بزرگ از تجهیزات فشار ضعیف زیمنس، درایو زیمنس و سافت استارتر زیمنس جهت رسیدن به حداکثر بهره وری استفاده می شود. جهت درک بهتر کاربرد این تجهیزات، نگاهی به نیازها و راهکارهای گلخانه هوشمند خواهیم داشت.
قابلیت های گلخانه هوشمند
در بخش های قبل به برخی از قابلیت ها و راهکارهای گلخانه هوشمند برای افزایش محصول و بهره وری منابع اشاره کردیم. کنترل میزان مصرف آب، پایش و کنترل دما و کنترل آفات نباتی مهمترین امکانات قابل ارائه در گلخانه های هوشمند است. علاوه بر این می توان به مدیریت مصرف کود و مواد مغذی گیاهان نیز اشاره کرد. اما چگونه می توان این امکانات را در سیستم پیاده کرد؟ با استفاده از محصولات زیمنس همه این قابلیت ها به راحتی در دسترس خواهد بود.
کنترل دمای گلخانه
برای کنترل دمای محیط یک چرخه ساده وجود دارد. کاربر دمای مطلوب مورد نیاز هر محصول را تعیین می کند. برای این کار می توان از ترموستات های مکانیکی یا در نمونه های پیشرفته از ترموستات دیجیتال استفاده کرد. دمای محیط توسط سنسورهای دما اندازه گیری و به پی ال سی گزارش می شود. در ادامه پی ال سی با مقایسه دمای موجود و دمای مطلوب نسبت به خاموش یا روشن شدن سیستم های گرمایش (سرمایش) تصمیم گیری می کند.
سنسورهای دما در دو نوع دیجیتال و آنالوگ موجود هستند. نمونه های آنالوگ را می توان به ورودی های آنالوگ لوگو 8 یا 1200 متصل کرد. همچنین در صورت استفاده از سنسورهای دیجیتال می توان آن را به ورودی های دیجیتال پی ال سی متصل کرد. ثبت دما توسط کاربر نیز می تواند از طریق HMI زیمنس یا ترموستات هوشمند انجام شود. لازم به ذکر است در صورت استفاده از ترموستات هوشمند امکان اتصال آن به پی ال سی از طریق پروتکل های استاندارد باید بررسی شود. تا اینجای کار ثبت و تصمیم گیری در مورد دمای گلخانه هوشمند را بررسی کردیم.
تامین گرما (در زمستان) و سرمای (در تابستان) مورد نیاز برای گلخانه از طریق تجهیزات متفاوتی امکانپذیر است. تجهیزات برودتی به کولرها محدود می شوند. برای کنترل عملکرد کولر می توان از کنتاکتور زیمنس استفاده کرد. لازم به ذکر است سیگنال فعالساز کنتاکتورها توسط مدار فرمان ارسال می شود. برای تولید گرما نیز می توان از هیترهای برقی و مشعل های گازی استفاده کرد. کنترل هیتر برقی یکی از وظایف کنتاکتور در تابلو برق است و به کمک این تجهیزات به راحتی انجام می شود.
آبرسانی و تامین مواد مغذی در گلخانه هوشمند
آبیاری گیاهان در گلخانه ها به روش های نوین و بهینه انجام می شود. این سیستم شامل لوله هایی برای آبیاری گیاهان و همچنین لوله هایی برای سیستم مهپاش (اسپری آب) جهت تامین رطوبت مورد نیاز هوا است. آب مورد نیاز از طریق پمپ به لوله ها هدایت می شود. جهت تامین فشار مورد نیاز و افزایش عمر لوله های آبرسانی گلخانه هوشمند می توان از درایو استفاده کرد. درایو V20 زیمنس انتخابی مناسب برای این منظور است.
زمان روشن و خاموش شدن پمپ ها توسط پی ال سی تعیین می شود. سنسورهای اندازه گیری رطوبت هوا و خاک داده های مورد نیاز برای تصمیم گیری پی ال سی را گردآوری می کنند. رطوبت مورد نیاز برای گیاهان مختلف متفاوت است و توسط کاربر تعیین می شود. مواد غذایی مورد نیاز گیاهان نیز عموما به صورت مایع بوده و از طریق سیستم آبرسانی تامین می شود.
تامین نور گلخانه
گیاهان به کمک نور خورشید فوتوسنتز کرده و نیازهای خود را تامین می کنند. با توجه به اهمیت بالای نور در چرخه حیات گیاهان، تامین نور کافی برای گلخانه هوشمند ضروری است. نور کم سبب کندی رشد گیاهان و در نتیجه افزایش زمان مورد نیاز برای آماده سازی محصول می شود. بسته به موقعیت جغرافیایی گلخانه ها روش های متفاوتی برای تامین نور مورد استفاده قرار می گیرد. در نقاطی که نور آفتاب کمی دارند از لامپ های مخصوصی برای این منظور استفاده می شود.
نکته مهم دیگری که باید مورد توجه قرار بگیردنیاز به کاهش میزان نور در نقاط کویری است. برای این منظور نیز می توان از سایبان های هوشمند استفاده کرد که با فرمان پی ال سی باز و بسته می شوند. لازم به ذکر است نور گلخانه توسط سنسور اندازه گیری شده و به پی ال سی گزارش می شود.
جمع بندی
انواع مختلفی از تجهیزات زیمنس را می توان در گلخانه هوشمند مورد استفاده قرار داد. از پی ال سی گرفته تا کنتاکتور و سافت استارتر و درایو کاربردهای مختلفی در گلخانه ها دارند. علاوه بر این تجهیزات حفاظتی زیمنس نیز در گلخانه ها مورد استفاده قرار می گیرند. از جمله این تجهیزات می توان به موارد زیر اشاره کرد:
بسته به شرایط محیطی، محصولی که در گلخانه کشت شده و فصلی که در آن هستید نیازهای گلخانه هوشمد متفاوت خواهد بود. به نظر شما از کدام محصول دیگر زیمنس می توان در گلخانه ها استفاده کرد.