Sistemas de control de cultivos en invernaderos

Con el desarrollo de la sociedad, el número de invernaderos hortícolas y de cultivo aumenta constantemente. Algunos de estos invernaderos también están equipados con diversos equipos de calefacción, humidificación, ventilación y refrigeración, pero el funcionamiento de los equipos correspondientes todavía se realiza en su mayoría de forma manual.

Cuando la superficie del invernadero alcanza miles de metros cuadrados o incluso más, la intensidad de trabajo de los operadores se vuelve muy alta y la regulación de la temperatura y la humedad en el invernadero ya no se puede realizar solo a mano.

Un invernadero es un lugar donde se puede modificar el entorno para el crecimiento de las plantas, creando mejores condiciones para el crecimiento de las mismas y evitando los efectos de los cambios de estación y del duro clima exterior. Utiliza material de cobertura de luz como material estructural total o parcial y permite cultivar plantas en invierno o en otras estaciones que no son adecuadas para el crecimiento de plantas en campo abierto.

La producción en invernadero tiene como objetivo regular el período de producción, promover el crecimiento y el desarrollo, controlar plagas y enfermedades y mejorar la calidad y el rendimiento. La tecnología clave en las instalaciones de invernadero es el control ambiental, y el objetivo final de esta tecnología es mejorar el control y la precisión operativa.

El ambiente de un invernadero se refiere al espacio sobre el suelo donde crece el cultivo en el invernadero. El ambiente de un invernadero está formado por factores como la luz, la temperatura, la humedad y la concentración de CO2. Estos factores pueden regularse mediante el sistema de control del invernadero, es decir, el control ambiental, para proporcionar las mejores condiciones de crecimiento para el cultivo.

El control del invernadero se basa en la temperatura, la humedad y la luz del entorno externo, así como en la velocidad y dirección del viento, las precipitaciones y otros factores climáticos para controlar la temperatura, la humedad, la ventilación y la luz en el invernadero y crear un ambiente propicio para el crecimiento de los cultivos. En el control real, las magnitudes controladas, como la temperatura, la humedad y la luz, se influyen mutuamente, y un cambio en una de ellas afectará a las demás.

El PLC convierte los parámetros relevantes recogidos por los sensores, como la temperatura y la humedad, en señales digitales y almacena estos datos temporalmente, los compara con los valores dados y, tras un determinado algoritmo de control, proporciona las señales de control correspondientes para el control. Este sistema también puede enviar datos al ordenador superior a través de una interfaz de comunicación en serie. Esto permite funciones más potentes, como la gestión de datos, la toma de decisiones inteligente y el análisis estadístico de datos históricos, así como la visualización, edición, almacenamiento e impresión de los datos.

El sensor convierte los parámetros biológicamente relevantes (temperatura, humedad, etc.) en señales de tensión, que se transforman en las señales de tensión requeridas por el convertidor de tensión a frecuencia mediante un circuito de procesamiento de señales compuesto por un amplificador operacional. La corriente de salida del sensor de temperatura es proporcional a la temperatura absoluta y presenta una rápida respuesta térmica, buena linealidad y una salida de corriente de alta impedancia, ideal para transmisiones a larga distancia.