HI5000 – zasilacz dla małych gospodarstw
Wielu rolników, którzy uprawiają rośliny w małych gospodarstwach, które zapewniają intensywny rozwój roślin poprzez nawożenie, do dziś wykonuje samo nawożenie ręcznie. A to wymaga dużej precyzji, uwagi i musi być wykonywane codziennie. Nie można tego powierzyć innym – jeśli się to zepsuje, mogą wyrządzić ogromne szkody. Rozwiązaniem może być automatyczne karmienie, ale wymagałoby to inwestycji w wysokości 2-3 milionów forintów, co nie jest łatwe w przypadku małych gospodarstw. Tymczasowym rozwiązaniem może być na przykład system karmienia HI5000 mini, który należy do tańszej kategorii karmienia, ale niektóre jego elementy są bardzo profesjonalnie rozwiązane. Zaletą HI5000 jest to, że instaluje się go na istniejącym systemie nawadniania i zasilania, dzięki czemu można w pełni wykorzystać istniejące części. W naszym artykule przedstawiamy wiedzę niezbędną do obsługi HI5000 – jest to uniwersalna baza wiedzy o sterownikach zasilania. W tym artykule nie zmieścimy wszystkiego, co chcielibyśmy powiedzieć o działaniu sterowników zasilania, ale będziemy kontynuować w kolejnych artykułach.
Części i funkcje zasilacza
Niezależnie od tego, jakiego urządzenia do fertygacji używamy, wszystkie mają wspólne elementy. Pożywki przygotowuje się z wody i nawozów. Jeśli chcemy zmechanizować ten proces, musimy wcześniej przygotować jeden lub kilka roztworów stężonych (A+B+…). W tym artykule nie zajmujemy się ich przygotowaniem ani składem; stwierdzamy jedynie, że zawartość soli w stosowanych roztworach stężonych jest około stukrotnie wyższa niż stężenie pożywki potrzebnej roślinom. Urządzenie do fertygacji zapewnia więc rozcieńczanie roztworów stężonych wodą. Stukrotne rozcieńczenie jest korzystne również dlatego, że ze 100 litrów roztworu stężonego uzyskamy po stukrotnym rozcieńczeniu 10 m3 Dzięki temu łatwo jest zapewnić materiał do roztworu odżywczego nawet na tydzień wcześniej.
Najważniejsze elementy zasilaczy wykonują funkcjonalnie te same zadania zarówno w systemach prostych, jak i automatycznych. Są to funkcje (patrz rysunek poniżej):
- Dostarczanie wody do zbiornika
- Absorpcja i dozowanie roztworów macierzystych do roztworu pożywienia
- Przenoszenie wody i roztworu pokarmowego w systemie
- Pomiar pH i EC
- Sterowanie procesem: sterowanie dozowaniem na podstawie wyników pomiarów do osiągnięcia ustawionych wartości pH i EC
- Pompowanie roztworu odżywczego do roślin.
Procesy przygotowania roztworu w HI5000 Mini Feeder
Wiele firm oferuje kalkulatory odżywcze, które różnią się od siebie sposobem, w jaki ich twórcy rozwiązali poszczególne fazy. Zrozumiałe jest, że można rozwiązać zadanie za pomocą prostych i bardziej złożonych narzędzi. Celem jest, aby kalkulator odżywczy przygotował roztwór odżywczy zgodnie z wymaganą recepturą z akceptowalną dokładnością.
2.Zasada działania zasilacza: na przykładzie zasilacza HI5000
Części zamienne do HI5000 Mini Power Meter są zaprojektowane tak, aby użytkownik mógł dostosować je do swoich potrzeb. Poniższy rysunek ilustruje elementy zasilacza. Na tym zdjęciu nie widać zbiornika, pompy i wskaźnika poziomu wody, ponieważ te części nie są dołączone do zestawu HI5000.
Zielona strzałka po lewej stronie pokazuje drogę roztworu odżywczego ze zbiornika do systemu, a następnie zielona strzałka na dole pokazuje, jak opuszcza on dozownik. Czujniki EC i pH dozownika są zintegrowane z rurociągiem zgodnie z przepisami (o tym pisaliśmy już na naszym blogu, zobacz tutaj…Czujniki są podłączone do miernika pH/EC HI9913. Następnie roztwór zasilający przechodzi przez dwie rurki Venturiego. Próżnia wytworzona w rurce Venturiego zasysa roztwór macierzysty ze zbiorników. Aby zapewnić wystarczającą próżnię, należy zapewnić odpowiednie ciśnienie na wlocie rurki Venturiego, a więc zależy to od ciśnienia wody wytwarzanego przez pompę. Roztwory główne (niebieskie strzałki) przepływają przez przepływomierz, a następnie przez zawory elektromagnetyczne i docierają do wejścia do komory Venturiego. Włączanie/wyłączanie zaworów elektromagnetycznych jest kontrolowane przez sterownik HI9913 w zależności od różnicy między wartością zmierzoną przez czujnik EC a wartością określoną podczas programowania.
Do dozowania kwasu w systemie HI5000 wykorzystywany jest dozownik kwasu BL10-2. Dozownik kwasu posiada możliwość precyzyjnego ustawienia przepływu kwasu. Napięcie zasilania dozownika kwasu pochodzi ze sterownika HI9913, a sterownik decyduje o jego włączeniu/wyłączeniu w zależności od tego, co sonda pH zmierzyła na wejściu w porównaniu z zaprogramowaną wartością pH. Jeśli te dwie wartości nie są zgodne, włącza dozownik. Jeśli jednak pH jest niższe niż wartość nastawiona, dozowanie kwasu zostaje wyłączone.
Jak już wspomniano, jedną z największych zalet HI5000 jest elastyczność, czyli możliwość dostosowania go do własnego systemu lub własnych potrzeb.
Średnica rur z tworzywa sztucznego może być zmieniana, a tym samym zmienia się szybkość przepływu. sterowanie nie zmienia się, jeśli chcemy uzyskać mieszanie roztworu zasilającego 1000 litrów na godzinę lub 3000 litrów na godzinę. Czujniki działają do maksymalnego ciśnienia 6 barów, co jest wystarczające do bardzo szerokiego zakresu mieszania roztworu zasilającego.
Powyższe zdjęcia to tylko kilka przykładów z sieci, jak użytkownicy modyfikowali system.
3.Podłączenie sterownika zasilania HI5000 do istniejącego systemu nawadniania
Na poniższym rysunku przedstawiono możliwą wersję systemu z wykorzystaniem zestawu zasilania HI5000. Istnieją elementy na schemacie, bez których system może działać (np. programowalny czas lub regulator poziomu wody), ale ogólnie obowiązuje zasada, że to, czego nie wykonuje maszyna, wykonuje człowiek.
Jeśli rolnik ma już zbiornik mieszający i sprawdzoną pompę do nawadniania i nawożenia, może wykorzystać istniejący system do zasilania nawoźnika, dodając dwa zawory regulacji przepływu. Jeśli potrzebny jest system o większej pojemności, należy zwiększyć średnicę rur i pojemność pompy, a także wymienić wentylatory na większe, ale elektronika nie ulegnie zmianie. Oznacza to, że za stosunkowo niewielkie pieniądze można nawet podwoić wydajność systemu.
4. Obliczenia równań: Obliczanie równań dla systemów równań różniczkowych.
Przygotowanie roztworu odżywczego jest zasadniczo procesem rozcieńczania, w którym zaangażowana jest woda (rozcieńczalnik) i roztwór macierzysty (roztwór stały, który ma być rozcieńczony). Rezultatem końcowym jest średnio rozcieńczony roztwór (w naszym przypadku gotowy roztwór odżywczy). Jeśli więc zmienimy proporcje między wodą a roztworem macierzystym, Możemy stworzyć dowolną wartość roztworu odżywczego. (ale nie większą niż EC roztworu macierzystego).
Zobaczmy, jak będzie działał nasz system, jeśli mamy zbiornik mieszający o pojemności 1000 litrów, ale chcemy dostarczać naszym roślinom co najmniej 3000 litrów roztworu odżywczego na godzinę.
Aby uzyskać roztwór żywiący o EC = 2,0 mS/cm z wody o EC = 0,5 mS/cm i roztworu macierzystego o EC = 200 mS/cm, należy dodać do 3000 litrów wody X 200 mS/cm na godzinę (w zależności od X (Wyświetla się wartość, którą chcemy obliczyć).
Dane wyjściowe.
Przewodność wody EC= 0,5 mS/cm, a z wody pobieramy 3000 litrów (w ciągu 1 godziny)
Przewodność roztworu macierzystego EC = 200 mS/cm i pobieramy z niego X litr (Cóż, to jest to, co chcemy obliczyć)
Przewodność gotowego roztworu pokarmowego powinna wynosić EC = 2,0 mS/cm
Objętość gotowego roztworu odżywczego (3000 + X ) litrów, ponieważ do wody dodaje się roztwór macierzysty.
Równanie procesu rozcieńczania jest proste:
Wprowadź odpowiednie wartości liczbowe:
3000 x 0,5 + X x 200 = (3000+X) x 2,0
Wykonajmy obliczenia:
1500 + 200 X = 6000 + 2 X
198 X = 4500,
X= 22,7 litra.
Tak więc, aby przygotować 3023 litrów roztworu żywicznego o wartości 2,0 mS/cm na godzinę, należy wymieszać 22,7 litra roztworu macierzystego o wartości 200 mS/cm z 3000 litrami wody o wartości 0,5 mS/cm na godzinę.
Prędkość procesów zachodzących w zbiorniku.
Może być przydatne, aby ułatwić konfigurację, jeśli wykonamy jeszcze trochę obliczeń (kto nie lubi tej części, przeczytaj tylko wnioski na końcu, a potem zrozumiesz, dlaczego obliczenia są ważne) i Rozumiemy logikę procesów..
Jeśli pompa mieszania obraca się z prędkością 1000 litrów na godzinę, to prędkość przepływu roztworu przez dozownik wynosi 16,7 l/min. Prędkość zasysania Venturiego zmienia się w zależności od ciśnienia, ale biorąc średnią 1:30, odpowiada to prędkości zasysania około 0,56 l/min.
Obliczmy dwa przypadki.
Początek.
Jeśli początkowo w zbiorniku znajduje się tylko 500 litrów wody o EC równym 0,5 mS/cm, a chcemy uzyskać na wyjściu EC=2,0 mS/cm, do 500 litrów trzeba dodać 3,8 litra roztworu stężonego o przewodności 200 mS/cm. Korzystając z wyznaczonej powyżej wydajności zasysania 0,56 l/min, otrzymujemy, że system fertygacji potrzebuje około 6,8 minuty na pompowanie wymaganego roztworu macierzystego.
W trakcie realizacji
Jeśli w zbiorniku znajduje się już 500 litrów pożywki o EC równym 1,5 mS/cm, a chcemy uzyskać na wyjściu EC=2,0 mS/cm, do 500 litrów trzeba dodać 1,26 litra roztworu stężonego o przewodności 200 mS/cm. Korzystając z wyznaczonej powyżej wydajności zasysania 0,56 l/min, otrzymujemy, że system fertygacji potrzebuje około 2,3 minuty na pompowanie wymaganego roztworu macierzystego.
Jeśli jednak na początku 500 litrów roztworu w zbiorniku ma wartość EC 1,8 mS/cm, wówczas dostarczyciel roztworu musi dostarczyć do systemu tylko 0,5 litra roztworu macierzystego, aby osiągnąć oczekiwaną wartość i utrzymać ją na poziomie ok. Może wykonać w 0,9 minuty.
Wniosek:
- Im bliższa jest wartość EC roztworu zasilającego do wartości zadanej, tym mniej czasu potrzebuje sterownik dostarczania roztworu, aby osiągnąć dokładną wartość.
- Aby uzyskać dokładniejszą pracę, należy najpierw uruchomić system w trybie mieszania, a nie w trybie dozowania. System potrzebuje około 5-8 minut, aby osiągnąć odpowiednią wartość EC. Jeśli różnica nie jest już duża, automatyczne sterowanie systemu będzie szybciej śledzić zmiany i delikatnie i dokładnie utrzymywać odpowiednią wartość EC. Dopiero potem wlej wodę i rozprowadzaj gotowy roztwór odżywczy na roślinach.
WSTĘP: Czym jest regulacja proporcjonalna? Jak działają profesjonalne zasilacze? Cóż, o tym będzie mowa w naszym następnym artykule.
