طراحی و ساخت سیستم کنترلی گلخانه بر پایه منطق فازی

 

چکیده:

برای پرورش مناسب گیاه، گلخانه باید یک محیط کنترل شده با نور خورشید، درجه حرارت و رطوبت کافی باشد. به طور کلی شرایط رشد بهتر در گلخانه­ ها با حفظ دمای مطلوب داخلی گلخانه به ­دست ­می­ آید. هدف از این تحقیق طراحی، ساخت و ارزیابی سیستم کنترل فازی برای گلخانه­ هایی می­ باشد که قابلیت اندازه ­گیری، کنترل و پایش شرایط گلخانه را داشته باشد. متغیر­های قابل کنترل در داخل گلخانه، دمای هوا، رطوبت نسبی محیط، شدت نور، میزان دی­ اکسید کربن هوا است، که باید به طور دقیق اندازه­ گیری و کنترل شود. با استفاده از سیستم­ های کنترل کننده هوشمند برپایه منطق فازی می­ توان تمامی تجهیزات موجود در سالن از جمله هیتر، فن، مه پاش، دریچه­­ ها و .... را کنترل کرد. نتایج حاصل از بررسی سیستم کنترل فازی نشان می­ دهد که این سیستم به خوبی می­ تواند با کنترل تجهیزات و اندازه گیری دقیق پارامتر­ها، شرایط محیطی گلخانه را کنترل کند.

مقدمه:

یکی از روش­ های پربازده در صنعت کشاورزی، تولید محصولات گلخانه ­ای است. هدف اصلی یک گلخانه بهبود شرایط محیطی برای رشد بهتر گیاهان است. که کنترل مناسب آب و هوا در محیط گلخانه می­ تواند موجب بهبود شرایط شود. عوامل محیطی اصلی که در شرایط گلخانه موثر هستند عبارت اند از: دما، رطوبت نسبی، نور خورشید، غلظت co2، گردش هوا(تهویه) و روشنایی. محیط گلخانه تحت تاثیر متغیر­های مختلف در داخل و خارج، شرایطی کاملا ناپایدار دارد و به­طور پیوسته تغییر می­ کند. در دستیابی به بهترین و کارآمدترین محیط رشد، کنترل دقیق شرایط محیطی گلخانه بسیار ضروری است که به کمک یک سیستم کنترلی هوشمند فازی می ­توان این مهم را انجام داد. منطق فازی با هدف بررسی دانش و استدلال به زبان انسان بسیار نزدیک است. درواقع سیستم­ های کنترلی بر­پایه منطق فازی عملکرد بهتری نسبت به مابقی سیستم ­های کنترلی و همچنین روش­ های سنتی دارند. علاوه بر این، سیستم­ های کنترل فازی در کنترل کردن دریچه­ های گلخانه و کنترل تهویه به خوبی عمل می­ کنند.

 

کلیات پژوهش:

سیستم اتوماسیون صنعتی سامتک، یک سیستم کنترل کننده هوشمند بر پایه منطق فازی می ­باشد که می­ تواند تمام پارامتر­های مهم در گلخانه از جمله دما و رطوبت را به صورت دقیق اندازه­گیری و کنترل ­کند. از مزیت­ های این سیستم طراحی اختصاصی برای هر گلخانه با توجه به شرایط و تجهیزات موجود می­باشد. به علت پیچیدگی عوامل تاثیر­گذار در گلخانه ­ها، سیستم­های کنترل کننده به صورت همزمان نمی ­توانند تمام شرایط گلخانه را کنترل کنند و همچنین دمای تنظیم شده برای روز و شب را یکسان فرض می­ کنند. اما سیستم اتوماسیون صنعتی سامتک، می­ تواند دما، رطوبت و دی­ اکسید­کربن گلخانه را در یک سیستم فازی به طور همزمان کنترل کند. همچنین با توجه به نیاز گیاه در شبانه روز، این سیستم می­ تواند محیط مناسبی را برای رشد گیاه ایجاد کند.

سیستم اتوماسیون صنعتی سامتک، متغیرهای کنترلی داخل گلخانه شامل دمای هوا، رطوبت نسبی محیط، میزان دی­اکسید­کربن هوا به طور دقیق اندازه­ گیری می کند و توسط تجهیزات سالن (سیستم گرمایش، سیستم سرمایش، سامانه آبیاری، تنظیم دی­ اکسید­کربن، تهویه و تنظیم رطوبت) این پارامترها را بر پایه منطق فازی کنترل می­ کند. امروزه با گسترش گلخانه­ های هیدروپونیک در سطح کشور و نیاز شدید گلخانه­ ها به کنترل پارامترهای ضروری، سیستم اتوماسیون صنعتی سامتک، با طراحی اختصاصی برای هر سالن به کنترل و مدیریت سالن­ ها می پردازد.

 

نتیجه گیری:

سیستم اتوماسیون صنعتی سامتک که بر پایه منطق فازی طراحی شده است به خوبی می­ تواند دمای گلخانه، رطوبت، تهویه و میزان دی­ اکسید­کربن را در حد مطلوب، با بالاترین دقت کنترل کند. همچنین علاوه بر بهینه شدن مصرف انرژی کیفیت محصول نیز افزایش پیدا می­ کند. درواقع این سیستم کنترل­ کننده باعث کاهش هزینه­ ها در راستای مصرف انرژی و خطای انسانی می­ شود و همچنین باعث تولید محصولاتی با کیفیت بالاتر می­ شود. برنامه­ های کنترل کننده بر پایه منطق فازی قابل طراحی برای هر سالن و قابل اجرا برای گلخانه ­ها در هر شرایط آب و هوایی در سطح کشور می ­باشند که سیستم اتوماسیون صنعتی سامتک با طراحی اختصاصی برای سالن­ های گلخانه در سراسر کشور در این امر پیشرو می ­باشد.