LedFarm.by: автоматизация сити-фермы
Контроллер Wiren Board позволяет легко масштабировать сити-ферму от контейнера до крупного подвального помещения — достаточно увеличить число модулей для каждой линииАлександр Гришанович, ведущий инженер по системам автоматизации LedFarm.by
О компании
LedFarm.by — это команда профессионалов, которые проектируют, разрабатывают и продают системы светодиодного освещения для растений. Также они разрабатывают и внедряют системы автоматизации для выращивания растений: салата, картофеля и ягод.
Компания LedFarm.by сравнительно молодая, но уже активно сотрудничает с Академией наук Беларуси по нескольким проектам.
С контроллером Wiren Board ведущий инженер Александр Гришанович познакомился, когда искал достаточно простую в программировании многофункциональную систему, которую можно гибко подстроить под свои нужды.
Задачи и проблемы
Сити-ферма — это теплица или стеллажная система, которая в городских условиях позволяет круглый год получать экологически чистый урожай. В нашем случае используется стеллажная система, для которой солнце совсем не требуется: за облучение растений отвечают светодиодные лампы. Поэтому такую систему можно установить где угодно: в подвале, на складе, в контейнере. Главное, чтобы было электричество и вода.
Сити-ферма работает на гидропонике, когда вместо грунта используется субстрат, который регулярно смачивается питательным раствором с заданной кислотностью и растворенными микроэлементами. Плотность посадки растений можно повысить, и тогда урожай будет без частиц грунта, а салат — всегда чистым.
В помещении поддерживается чистая среда без вредителей и сорняков, поэтому использование пестицидов или гербицидов не требуется.
Сити-фермы оборудуют системой автоматизации, что сводит человеческий фактор к минимуму, как и затраты на обслуживающий персонал. Особенно важно автоматизировать освещение и полив, контролировать температуру и влажность в помещении. При необходимости можно добавить другие функции.
Интегратору требовались надёжность, гибкость реализации и хорошая техническая поддержка. Сразу отпали облачные решения, так как при потере связи или банкротстве сервиса они перестают работать.
Китайских производителей тоже не рассматривали, так как при относительно низкой стоимости оборудования у них нет сервисной поддержки. Европейские контроллеры и модули к ним при схожих характеристиках стоят гораздо дороже и имеют большой срок поставки.
Решение
Во «взрослом» отделении сити-фермы — 136 поддонов, то есть одновременно можно выращивать около 4 300 растений. Они сгруппированы по 17 секциям, по восемь поддонов в каждой. В темном боксе проращивания установлены четыре поддона, в рассадном отделении — 24 поддона. На максимальной производительности раз в три дня можно проращивать около 700 растений (четыре поддона по 174 растения). Через три недели они превращаются в 24 поддона во взрослом отделении, то есть в три секции. А еще через три недели 24 поддона позволят собрать 700 растений общим весом около 140 кг.
Сити-ферма оборудована системой автоматизации на базе контроллера Wiren Board 6. Контроллер и модули Wiren Board были выбраны не только по причине разумной цены, но и по своей функциональности.
Автоматизированы освещение и полив. Это самые трудозатратные операции: лампы нужно плавно включать и выключать «утром» и «вечером», регулировать длительность светового дня, а поливать растения нужно восемь раз в сутки. Планируется добавить управление перемешиванием раствора в баках.
Освещение регулируется модулями аналогового вывода 0-10В WB-MAO4 отдельно для каждой секции (линия поделена на четыре секции). Использование диммирования позволило избежать высоких пусковых токов, на закате лампы плавно гаснут, на рассвете — плавно увеличивают яркость до требуемого технологами уровня. Продолжительность восхода и заката — 30 минут. Работа ламп запрограммирована через wb-rules на контроллере Wiren Board, к которому подключены модули WB-MAO4 через RS-485.
Реле WB-MR6CU v.2 используют для полива (подача раствора из растворного узла в бак линии и из бака на линию). Насос включается по расписанию (восемь раз в сутки) примерно на 5-15 минут. Этого времени достаточно, чтобы раствор смочил субстрат, растения получили достаточный запас питательных веществ и воды.
Для контроля влажности и температуры используются датчики MSW.
Контроллер автоматизации смонтирован в щите, а модули управления — на стеллажах, и подключены к контроллеру по шине RS-485. Поэтому в будущем систему можно расширять. В планах — добавление автоматического перемешивания растворов. Для новых функций потребуется установить дополнительные модули и подключить их к контроллеру. Причем пересобирать щит не потребуется — модули можно устанавливать «по месту», прямо на стеллажах.
Преимущества
Автоматизация позволяет исключить человеческий фактор и сделать так, чтобы «все работало само». При организации сити-фермы в подвале выбраны проверенные решения, которые ранее успешно отработали на тестовой площадке: контроллер, модули диммирования и реле Wiren Board. Подключение везде проводное.
На оборудовании Wiren Board автоматизировано освещение и полив стеллажных систем. Контроллер Wiren Board собирает информацию с датчиков и, основываясь на заданных алгоритмах, управляет несколькими системами одновременно. Выбор универсального контроллера позволяет гибко расширять возможности системы по мере необходимости. Например, можно добавить управление обогревом, вентиляцией и кондиционированием. Системой автоматизации можно управлять через веб-интерфейс контроллера с рабочего места оператора или удалённо.
Наличие на контроллере Wiren Board стандартного языка программирования, позволяющего управлять оборудованием, а также готовые интеграции с несколькими SCADA-системами, позволяет без проблем выстроить решение автоматизации под требования заказчика.
Компания Wiren Board даёт на всё оборудование двухлетнюю гарантию с заменой оборудования без предварительной отправки в сервисный центр, а инженеры технической поддержки готовы помочь в решении как типовых, так и нестандартных задач.
Дополнительные материалы
- Сити-ферма: майним зелень в подвале
- Автоматизируем теплицу на Linux
- LedFarm.by: автоматизация теплиц и стеллажных систем выращивания растений
Прочее