Колку автоматизација навистина е потребна за една комерцијална хидропонска фарма?

Колку автоматизација навистина е потребна за една комерцијална хидропонска фарма?

Автоматизацијата е една од првите теми што се покренуваат во многу дискусии за комерцијални хидропонски проекти. Купувачите прашуваат дали дозирањето на хранливи материи може да биде автоматско, дали наводнувањето може да се контролира од далечина и дали целата фарма може да работи со многу малку луѓе.

Тоа се разумни прашања, но можат да доведат до погрешна почетна точка. Целта на автоматизацијата не е да се отстрани секоја рачна задача. Таа е да се подобри конзистентноста таму каде што човечкото доцнење, повторување или грешка би создале значаен ризик во производството.

Фармата со висок степен на автоматизација не е автоматски и попрофитабилна. Ако контролниот систем е посложен отколку што локалниот тим може да управува, тежок за сервисирање или слабо прилагоден на обемот на проектот, тој може да додаде трошоци без да додаде сигурност. Вистинското ниво на автоматизација е она што бизнисот може да го користи, одржува и оправда.

Автоматизацијата треба да започне со оперативен ризик

Пред да се изберат контролери и сензори, проектниот тим треба да идентификува кои настани би предизвикале најголема загуба доколку се пропуштат. Неуспешен циклус на наводнување, празен резервоар за хранливи материи, дефект на пумпата, екстремна температура или неправилно дозирање може брзо да влијаат на голема површина на земјоделски култури.

Ова се силни кандидати за автоматизација бидејќи им е потребна постојана контрола или непосредно предупредување. Спротивно на тоа, задачите што бараат проценка на посевите, физичка инспекција или неправилно ракување сепак може подобро да ги извршува обучен персонал.

Овој пристап базиран на ризик ги спречува купувачите да плаќаат за карактеристики што изгледаат напредни во предлогот, но малку придонесуваат за дневното производство.

Наводнувањето е обично прв приоритет

Комерцијалното наводнување честопати треба да работи неколку пати на ден во повеќе зони. Ослонувањето целосно на рачно префрлување го прави времето помалку конзистентно и го зголемува притисокот врз работната сила, особено како што фармата се шири.

Практичен автоматизиран систем за наводнување може да ги управува почетните времиња, времетраењето на циклусот, редоследот на зоните и работата на пумпата. Понапредните конфигурации може да одговараат на условите на животната средина, однесувањето на дренажата, мерењата на подлогата или фазата на земјоделска култура.

Автоматизацијата не ја отстранува потребата од инспекција. Филтрите можат да се блокираат, вентилите можат да се заглават, емитерите можат да се затнат, а цевките можат да протекуваат дури и кога контролорот ќе пријави дека циклусот е завршен. Контролниот систем управува со командите; оперативниот тим сè уште треба да потврди дека водата стигнала до посевите како што се очекувало.

Автоматското дозирање на хранливи материи може да ја подобри конзистентноста

Подготовката на хранливи материи е друга област каде што автоматизацијата може да обезбеди јасна вредност. Рачното мешање може да биде соодветно за мал пилот-проект, но повтореното прилагодување станува потешко како што се зголемуваат волуменот на растворот, зоните на културите и фреквенцијата на работа.

Автоматскиот систем за дозирање може да ги следи EC и pH вредностите, да ги активира дозирните пумпи и да помогне во одржувањето на хранливиот раствор во дефинираните работни опсези. Може да ја намали повторувачката работа и да ги ограничи големите корекции предизвикани од доцнење на рачниот одговор.

Сепак, опремата за дозирање е сигурна само колку што се доверливи нејзината калибрација, основниот раствор, сондите и одржувањето. Сензорите поместуваат, цевките за дозирање се абат, а концентрираните хранливи материи можат да кристализираат. Затоа, на системот му се потребни процедури за инспекција и рачна верификација, наместо слепа доверба.

Климатската автоматизација зависи од објектот

Потребното ниво на контрола на климата значително се разликува помеѓу природно вентилирана стаклена градина, ладена стаклена градина и внатрешна вертикална фарма. Во стаклена градина, автоматизацијата може да контролира вентилатори, отвори за вентилација, засенчување, ладилни перничиња, грејачи или замаглување. Внатрешниот објект може да има потреба и од координирано осветлување, ладење, одвлажнување, проток на воздух и управување со јаглерод диоксид.

Климатската опрема треба да биде дизајнирана како еден оперативен систем. На пример, осветлувањето додава топлина, ладењето може да влијае на влажноста, а вентилацијата може да ги промени нивоата на јаглерод диоксид. Независните уреди со спротивставена контролна логика можат да трошат енергија или да создадат нестабилни услови.

Точното решение зависи од барањата на земјоделските култури, локалните временски услови, перформансите на зградата и количината на потребна контрола на животната средина во текот на целата година.

Далечинското следење не е исто што и далечинското земјоделство

Далечинските платформи можат да прикажуваат температура, влажност, ниво на вода, EC, pH, статус на опремата и аларми. Тие се вредни за супервизорите кои управуваат со повеќе од една локација или реагираат надвор од нормалното работно време.

Но, контролната табла не може да види сè. Може да покаже дека пумпата работи без да потврди рамномерен проток кај секое растение. Може да покаже нормална собна температура додека една зона на култура има слаб проток на воздух. Не може да го замени директното набљудување на држењето на растението, санитарните услови, корените, протекувањата, необичните звуци или оштетената опрема.

Далечинскиот мониторинг е најефикасен кога ја проширува видливоста на тимот. Не треба да се користи како причина за отстранување на рутинските инспекции на фармите.

Алармите честопати нудат поголема вредност од дополнителната автоматизација

Некои од највредните контролни функции не извршуваат сложени дејства. Тие едноставно го алармираат тимот доволно рано за да реагира.

Високо или ниско ниво на вода, откажување на пумпата, абнормална EC или pH вредност, прекумерна температура, губење на струја, прекин на комуникацијата и неочекувано исклучување на опремата се примери за услови што можат да оправдаат аларм. Вредноста доаѓа од намалувањето на времето помеѓу почетокот на проблемот и човечкиот одговор.

Дизајнот на алармот мора да биде и практичен. Премногу лошо приоритизирани известувања водат до замор од алармот. Важните предупредувања треба да бидат јасни, насочени кон вистинското лице и поврзани со договорена постапка за одговор.

Бербата и ракувањето со земјоделските култури бараат поинаков пристап

Не секоја задача што бара многу труд е лесна за автоматизирање. Сеењето, пресадувањето, движењето на културите, бербата, чистењето, сортирањето и пакувањето вклучуваат одлуки за различни големини на културите и квалитетот. Целосната автоматизација може да биде технички можна, но не е секогаш финансиски оправдана.

Многу фарми добиваат повеќе со подобрување на работниот тек пред купување на машини. Подобрата работна висина, поширокиот пристап, подвижните канали, организираниот проток на материјали и практичниот распоред на пакувањето можат да ја намалат работната сила без воведување на сложена роботика.

За повеќето проекти, механизацијата треба да се оцени откако процесот на одгледување на култури ќе биде стабилен и откако ќе бидат достапни фактички податоци за работната сила. Во спротивно, фармата може да автоматизира работен тек кој подоцна треба да се редизајнира.

Автоматизацијата мора да одговара на можностите за локална услуга

Секоја автоматизирана компонента на крајот треба да се калибрира, исчисти, поправи или замени. Купувачите треба да размислат дали сензорите, дозирните пумпи, релеите, контролерите и електричните компоненти можат да бидат поддржани локално.

Софистициран увезен систем може да создаде долго време на застој ако мал сопственички дел е тешко да се замени. На некои пазари, користењето на употребливи индустриски компоненти и јасна документација за поврзување обезбедува поголема долгорочна вредност отколку изборот на најнапредната достапна платформа.

Оперативниот тим треба да може рачно да ги извршува основните функции за време на одржување или прекин на комуникацијата. Фармата не треба да го изгуби целосното наводнување само затоа што еден екран, мрежна врска или контролер станува недостапен.

Кибербезбедноста и контролата на пристап се исто така важни

Како што фармите стануваат поврзани, пристапот треба внимателно да се управува. Не секој вработен или надворешен давател на услуги треба да може да ги менува поставките за наводнување, дозирање, клима или аларм.

Комерцијалните системи треба да користат дефинирани кориснички улоги, безбедни акредитиви, контролиран далечински пристап, сигурни резервни копии и евиденција за важни промени во поставките. Контролната опрема поврзана со интернет треба да биде одвоена и од повремените канцеларии или мрежите на посетители, каде што е практично.

Овие мерки се основна оперативна дисциплина. Тие го намалуваат ризикот од случајни промени и го олеснуваат решавањето проблеми кога со системот работат повеќе луѓе.

Практичен модел на автоматизација на три нивоа

За цели на планирање, купувачите можат да размислат за автоматизација на три широки нивоа.

Основната комерцијална конфигурација може да вклучува временски ограничено наводнување, заштита на пумпата, контрола на нивото на водата и основни аларми. Ова може да биде соодветно за помали проекти со искусни оператори и управливи трошоци за работна сила.

Средната конфигурација може да додаде автоматско дозирање на EC и pH, зонирано наводнување, сензори за животната средина, евидентирање на податоци и далечински известувања. Ова често е практична рамнотежа за растечки комерцијални операции на кои им е потребна подобра конзистентност без прекумерна сложеност.

Напредната конфигурација може да интегрира контрола на климата, осветлување, рецепти за хранливи материи, третман на вода, управување со енергија, следливост и централизиран надзор низ неколку зони или објекти. Ова ниво има смисла кога вредноста на земјоделските култури, обемот, економијата на трудот и оперативниот капацитет го оправдуваат.

Пресметајте ја вредноста пред да додадете функции

Деловната логика за автоматизација треба да земе предвид повеќе од заштеда на работна сила. Корисните придобивки може да вклучуваат помалку загуби на земјоделски култури, подобра униформност, побрз одговор на грешки, подобрена следливост, постабилен квалитет на производот и можност за управување со дополнително производство без зголемување на надзорот со иста брзина.

Купувачите треба да вклучат и калибрација, резервни делови, софтвер, комуникациски услуги, обука и одржување во проценката на трошоците. Карактеристика што заштедува мала количина на работна сила, но бара специјализирана поддршка, можеби нема да понуди голема заработка.

Најдобрите одлуки за автоматизација се поврзани со мерлив производствен или управувачки проблем.

Практичен заклучок

Комерцијалната хидропонска фарма не бара автоматизирање на секоја достапна задача. Потребна е сигурна контрола врз процесите каде што недоследноста или бавниот одговор би го довело производството во опасност.

Наводнувањето, дозирањето на хранливи материи, критичните климатски функции, заштитата на опремата, евидентирањето на податоци и алармите обично заслужуваат рано внимание. Инспекцијата на посевите, санитарните услови, одржувањето и многу задачи за ракување сè уште зависат од обучени луѓе.

Кога автоматизацијата е избрана според обемот на проектот, локалната работна сила, вредноста на земјоделските култури, услужните можности и мерливиот ризик, таа ја зајакнува фармата. Кога е избрана главно за да се направи предлогот да изгледа напреден, таа може да стане скап извор на сложеност.