Model ve Kontrol Tarım Otomasyon Sistemlerine Blok Diagramları Kullanımı

Modern tarımda, otomasyon sistemleri artan verimlilikte temel bir rol oynar, iş maliyetlerini azaltır ve ek verim sağlar. Çiftlikler daha sofistike bir teknoloji olarak, net, sistematik tasarım ve analiz yöntemlerin geliştirilmesine ihtiyaç duyar.Bu karmaşık sistemlerin tasarımı ve kontrolü, bu karmaşık sistemler blok diyagramları kullanımı ile ilgilidir. Bloklar, tarımsal otomasyon sistemi içinde bileşenleri ve etkileşimlerin görsel bir gösterimini sağlar, sorun giderme, planlama ve analiz yöntemlerinin geliştirilmesini sağlar.

Blok Diagrams Nedir?

Blok diyagramları, bir sistemin işlevsel birimlerini çizgilerle tanımlayan şemalardır. Her blok diyagramları belirli bir süreci, işletim veya donanım elemanı temsil eder - bir sensör, kontrolcü veya eylemci gibi. Bağlantı hatları, bu bileşenler arasındaki bilgi, kontrol sinyalleri veya fiziksel miktarları gösterir.

Konsept erken elektrik mühendisliği ve sinyal işlemede ortaya çıktı olsa da, blok diyagramları endüstriler boyunca sistem modellemesi için evrensel bir dil haline geldi.Mühendisler, karmaşık bir sistemi yönetilebilir parçalara ayırabilmelerine, etkileşimleri analiz etmelerine ve herhangi bir fiziksel prototip oluşturmadan önce davranış taklit etmelerine izin verirler.

Tarım otomasyonu için blok diyagramları aynı amaca hizmet eder: bir dağınık, çok değişkenli gerçek dünya süreci temiz, mantıksal modele dönüştürürler. Bu model programlama kontrolörleri için mavi baskı haline gelir, donanım seçimi ve sistem yanıtlarını tahmin ederler.

Tarımsal Otomasyon Sisteminin Temelleri

Tarımda blok diyagramlarını etkili bir şekilde kullanmak için, biri ilk önce bloklar olarak görünen temel bileşenleri anlamalıdır. Her bir bileşen ayrı bir işleve sahiptir ve onların düzenlemesi sistem davranışını belirler.

Sensörler

Sensörler bir otomasyon sisteminin gözleri ve kulaklarıdır. Toprak nemi, sıcaklık, nem, ışık yoğunluğu, pH, besin konsantrasyonu veya hatta hayvancılık hareketi gibi fiziksel koşulları ölçtüler.Bir blokta, sensör blokta, ölçümler aynı kalır: bir sensör, bir basınç sensörü, bir gerilimin hacimsel su içeriği ile değişir.Modern sensörler genellikle I2C, SPI veya Modbus gibi protokolleri ile iletişim kurar.

kontrolörler

Kontrol sistemi beyindir. Sensörlerden gelen sinyalleri tek bir bilgisayar çalışan özel koda uygular (örneğin, sensörlerden gelen bir veya daha fazla giriş sinyallerine sahip) ve hangi eylemlerin hareket ettirilmesine karar verir.

Türbeler

Akıcılar, kontrol komutlarını yürüten kaslardır. Ortak tarım eylemcileri, bir valf, taşıyıcı kemerleri veya konumlandırma droneları için motorlar, besin teslimi için pompalar ve bir blok diyagramında, eylemci blokta bir kontrol sinyali alır ve fiziksel bir eylem üretirler - bir valf açar, bir havalandırma fanı yetiştirmek.

İletişim Bağlantıları

Her blok diyagramı, bileşenleri bağlayan altyapıyı yalanlar. İletişim bağlantıları - teld (RS-232, RS-485, Ethernet) veya kablosuz (Zigbee, LoRa, Wi-Fi) - veri ve kontrol sinyalleri ile iletişim bağlantılarını iletmeleri, sık sık sık sık sık sık uzaktan algılama veya bulut tabanlı karar verme sistemleri tasarlarken kritik olabilir. Modern hassas tarım, merkezi sunuculara veri gönderen IoT cihazlara giderek daha fazla güveniyor ve blok diyagramları bu verileri modellemeye yardımcı olur.

Geri bildirim Yolları

Kapalı-loop kontrol sistemlerinin tanımlı bir özelliği geri bildirim yoludur. Bir blok diyagramında, bu, bir hata sinyalini hesaplamak için istenen sıcaklıktan geri döndüğü bir satır tarafından gösterilir. Örneğin, bir sıcaklık kontrollü sera, kontrol edilen bir görüntüyü korumak için geri döndürür: bir sensör önlemi gerçek ısıyı kullanır ve onu geri gönderir ve bir hata sinyalini hesaplamak için istenen sıcaklığın geri çekilmesini sağlar.

Blok Diagrams ile Kontrol Sistemleri Tasarımı

Blok diyagramları sadece statik resimler değildir; kontrol mantığını tasarlamak için araçlardır. Blok diyagramları ve geri bildirim döngüleri ile mühendisler uygulamadan önce dinamik yanıtlar ve ayar parametreleri simüle edebilir. iki temel kontrol mimarisidir. [FONTD:0]open-loop).