The purpose of the work was to present the methodology of modeling technological processes taking place in specialized agricultural facilities (greenhouses, mushroom farms, storage rooms) for the purpose of controlling the microclimate in these buildings. In the work, the author wanted to share her experience of many years in the field of process modeling and microclimate control, pointing out the difficulties and problems that must be overcome while formulating models and presenting recommendations to overcome these difficulties. In addition, the work discusses the possibilities of using the developed models during the design of microclimate control systems and during the control of thermal and humidity parameters.
PL
Celem pracy było przedstawienie metodyki modelowania procesów technologicznych zachodzących w specjalistycznych obiektach rolniczych (szklarniach, pieczarkarniach, przechowalniach) dla potrzeb sterowania mikroklimatem w tych budynkach. W pracy autorka chciała podzielić się swoimi wieloletnimi doświadczeniami z zakresu modelowania procesów i sterowania mikroklimatem, wskazując na trudności i problemy, które należy pokonać podczas formułowania modeli oraz przedstawiając zalecenia odnośnie sposobów pokonania tych trudności. Ponadto w pracy omówiono możliwości wykorzystania opracowanych modeli podczas projektowania systemów sterowania mikroklimatem i podczas sterowania parametrami termiczno-wilgotnościowymi.
The aim of the study was to investigate the possibility of using optimization methods for the design of energy-saving microclimate control system in specialized agricultural buildings, such as mushroom-growing cellars or storage of potatoes as well for the microclimate control in these facilities. The results of simulation studies have shown that the use of optimization in microclimate control systems in specialized agricultural buildings enables implementation of the variables depending on the needs of the control strategy (e.g. control during which energy consumption is minimized or technological losses are minimized). This is not possible in the systems currently in use.
PL
Celem pracy było zbadanie możliwości wykorzystania metod optymalizacji podczas projektowania energooszczędnego systemu sterowania mikroklimatem w specjalistycznych obiektach rolniczych, takich jak pieczarkarnie czy przechowalnie ziemniaków, a także podczas sterowania mikroklimatem w tych obiektach. Wyniki badań symulacyjnych wskazały, że zastosowanie optymalizacji w układach sterowania mikroklimatem w specjalistycznych budynkach rolniczych umożliwia realizację zmiennych, zależnych od potrzeb strategii sterowania (np. sterowania podczas którego minimalizowane jest zużycie energii lub minimalizowane są straty technologiczne). Nie jest to możliwe w aktualnie stosowanych układach.
The aim of the study was to investigate the applicability of DMC control algorithm to control the temperature of potatoes in the storage. Principle of regulating the temperature of stored potatoes using the above algorithm, and simulations were performed. The obtained results were compared with the effects of currently used in the storage of potatoes control algorithms: the two-position and the PID (proportional-integral-differential). Preliminary results of the temperature control system simulation of potatoes in storage, exercising control algorithm DMC indicated that this system compared with conventional control systems makes it possible to achieve the desired temperature of potatoes in less time, and also provides more accurate control without overshoot. Thus a better quality of regulation, lower technological losses and the required quality of stored potato tubers are ensured. Moreover, taking into account the weights in the objective function of optimizer allows such a process control that optimizes energy consumption.
PL
Celem pracy było zbadanie możliwości zastosowania algorytmu sterowania DMC do regulacji temperatury ziemniaków w przechowalni. Przedstawiono idee regulacji temperatury magazynowanych ziemniaków z wykorzystaniem powyższego algorytmu, a także przeprowadzono symulacje. Otrzymane efekty sterowania porównano z efektami sterowania uzyskanymi z wykorzystaniem aktualnie stosowanych w przechowalnictwie ziemniaków algorytmów dwupołożeniowego i PID (proporcjonalno-całkująco-różniczkowego). Wstępne wyniki badań symulacyjnych układu regulacji temperatury ziemniaków w przechowalni, realizującego algorytm sterowania DMC wskazały, że układ ten w porównaniu z konwencjonalnymi układami sterowania umożliwia osiągnięcie żądanej temperatury ziemniaków w krótszym czasie, a także zapewnia dokładniejsza regulacje, bez przeregulowań. Tym samym zapewnia lepszą jakość regulacji, a co się z tym wiąże niższe straty technologiczne i wymagana jakość składowanych bulw ziemniaka. Ponadto uwzględnienie wag w funkcji celu optymalizatora pozwala na takie sterowanie procesem, które optymalizuje zużycie energii.
Celem pracy było opracowanie matematycznego modelu wymiany ciepła i masy w powietrzu wewnątrz wielkogabarytowej szklarni, w której prowadzona jest towarowa uprawa roślin. Podczas formułowania modelu wykorzystano m.in. modele opisane w literaturze i wyniki badań eksperymentalnych. Opracowany model matematyczny został zaimplementowany do programu MATLAB/Simulink, a symulacje przeprowadzone z udziałem modelu komputerowego wykorzystano do przeprowadzenia graficznej i statystycznej walidacji modelu. Analiza wyników symulacji pozwala na stwierdzenie logicznej poprawności opracowanego modelu, a także umożliwia określenie punktów krytycznych niedopasowania modelu. Na dokładność opracowanego modelu wymiany ciepła wpływa przede wszystkim stopień jego uproszczenia. Aby opracowany model mógł być wykorzystany, np. do celów sterowniczych, wymaga większego uszczegółowienia.
EN
The objective of the paper was to draw up a mathematical model of heat and mass exchange in air inside a big-size greenhouse, where a commodity cultivation of plants is carried out. During formulation of the model, inter alia, models described in literature and results of experimental research were used. A developed mathematical model was implemented to MATLAB/Simulink programme and simulations carried out with a computer model were used for carrying out graphical and statistical validation of a model. Analysis of simulation results allows statement of logical correctness of the developed model and makes possible to determined critical points of failure to adjust the model. Degree of simplification of the developed heat exchange model influences precision of the developed model. In order to use the developed model e.g. for control purposes, it requires to be more detailed.
W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania zbiorów rozmytych do modelowania procesów inżynierii rolniczej oraz sterowania mikroklimatem w specjalistycznych budynkach rolniczych. Opisano przykładowo lingwistyczny model procesów wymiany ciepła i masy oraz system adaptacyjnego sterowania mikroklimatem w szklarni.
EN
The article presents possibilities of application of fuzzy sets in modelling agricultural engineering processes and microclimate control in specialistic agricultural buildings. An exemplary linguistic model of heat and mass exchange processes and a microclimate adaptive control system in a greenhouse were described.
W pracy przedstawiono wyniki badań symulacyjnych, procesów technologicznych zachodzących w pieczarkarni, przeprowadzone z wykorzystaniem kompleksowego modelu pieczarkarni. Wyniki badań wykorzystane zostały do optymalizacji sterowania ze względu na maksymalną dokładność sterowania oraz na minimum zużycia energii.
EN
The study presents results of simulative research and technological processes which take place in a mushroom - growing cellar, carried out with the use of a complex model of a mushroomgrowing cellar. Results of the research were used for optimisation of control on account of the maximum control precision and the minimum energy consumption.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
A comprehensive, mathematical and a computer model of a mushroom-growing cellar was presented in this paper. This model includes models of a manufacturing processes occurring in a mushroom, models of air conditioning and ventilation systems, and also a control system model. The results of simulation tests on a mushroom-growing cellar carried out with the MATLAB software environment were presented in a subsequent part of the paper.
PL
W pracy omówiono kompleksowy, matematyczny i komputerowy model pieczarkarni. W jego skład wchodzą modele procesów technologicznych występujących w pieczarkarniach, a także modele układów wentylacji i klimatyzacji oraz model systemu sterowania. Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych pieczarkarni, przeprowadzonych z wykorzystaniem środowiska programowego MATLAB.
W pracy dokonana zostanie krytyczna analiza funkcjonalna aktualnie stosowanych w pieczarkarniach układów sterowania i na tej podstawie określone zostaną mankamenty ich działania. Następnie przedstawione zostaną propozycje zmian, które można wprowadzić do systemu sterowania mikroklimatem w pieczarkarni w celu poprawy jego funkcjonowania.
EN
The work will consist of a critical functional analysis of control systems being used in mushroom-growing cellars and weak points of their operation will be determined on such basis. Then proposals of changes that can be entered into the microclimate control system in the mushroomgrowing cellar will be presented for the improvement of its functioning.
W pracy omówiony zostanie matematyczny i komputerowy model procesów wymiany ciepła i masy, z którymi mamy do czynienia w pieczarkarniach. Następnie przedstawione zostaną wyniki badań symulacyjnych, przeprowadzonych z wykorzystaniem środowiska programowego MATLAB.
EN
In this work, the mathematical and computer model of heat and mass exchange processes that occur in mushroom-growing cellars will be discussed. Later, results of simulation tests carried out with the use of the MATLAB program environment will be presented.
W pracy przedstawiona zostanie propozycja systemu sterowania, wykorzystującego układy sterowania adaptacyjnego oraz dwupołożeniowego do regulacji czynników wzrostu roślin w szklarni. Przedmiotem rozważań będzie budowa i funkcjonowanie warstwy sterowania bezpośredniego oraz warstwy sterowania adaptacyjnego układów sterowania adaptacyjnego zastosowanych w szklarni.
EN
The paper proposes a control setup using adaptive and two-position control systems for adjustment of factors determining growth of plants in a greenhouse. Considered issues will include design and functioning of direct control layer and adaptive control layer in adaptive control systems used in a greenhouse.
W pracy przedstawiono komputerowy model układu sterowania procesami wymiany ciepła i masy w jabłkach oraz powietrzu w przechowalni. Model opracowany został w środowisku programowym MATLAB.
EN
The paper presents a computer model of control system for heat and mass exchange processes in apples and in storehouse air. The model was developed using the MATLAB programming environment.
W pracy przedstawiono ideę sterowania adaptacyjnego pewną, scharakteryzowaną klasą procesów inżynierii rolniczej. Budowę i funkcjonowanie adaptacyjnego systemu sterowania omówiono na przykładzie sterowania mikroklimatem w przechowalni jabłek.
EN
The paper presents the concept of adaptive control for certain, characterised class of agricultural engineering processes. The structure and functioning of an adaptive control system has been discussed using the example of microclimate control in an apple store.
W pracy przedstawiono model matematyczny i komputerowy procesu przepływu powietrza w kanałach wentylacyjnych pieczarkarni. Równomierny rozpływ powietrza w pieczarkarni uzyskano dzięki zastosowaniu metod optymalizacyjnych do obliczeń pól powierzchni otworów nawiewowych w kanale wentylacyjnym.
EN
The paper presents mathematical and computer model of the air flow process in ventilation ducts of mushroom-growing cellar. Even spreading of air in mushroom-growing cellar was obtained owing to the use of optimisation methods for computing air supply holes in a ventilation duct.
W pracy przedstawiono trudności związane z formułowaniem i rozwiązywaniem równań stanowiących model procesów wymiany ciepła i masy w warstwie ziemniaków.
EN
The paper presents difficulties involved in the formulation and solving of equations constituting models of heat and mass exchange processes in a potato layer.
W pracy omówiono lingwistyczny model procesów wymiany ciepła i masy zachodzących w szklarni. Model ten może być praktycznie wykorzystany podczas predykcyjnego lub adaptacyjnego sterowania mikroklimatem w szklarni. Komputerowe symulacje przebiegu procesów przeprowadzono z wykorzystaniem pakietu programowego MATLAB.
EN
The paper presents linguistic model of heat exchange and mass transfer processes taking place in a greenhouse. This model may be used in practice during predictive or adaptive control of greenhouse microclimate. Computer simulations of the processes were performed using the MATLAB software package.
W pracy omówiono układ regulacji poziomu cieczy, w którym zastosowano regulator rozmyty. Regulator ten został zaimplementowany w środowisku programowym MATLAB.
EN
The paper presents liquid level control system utilizing fuzzy controller. The controller has been implemented in the MATLAB software environment.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Omówiono, opracowane dla potrzeb sterowania mikroklimatem, matematyczne modele procesów wymiany ciepła i masy w magazynowanych jabłkach i otaczającym je powietrzu w przechowalni. Symulacje komputerowe procesów przeprowadzono z wykorzystaniem pakietu programowego MATLAB.
EN
The paper discusses mathematical models of heat and mass exchange in stored apples and the air surrounding them in a storage facility. Computer simulation of processes were done with the application of MATLAB software pack.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Omówiono zastosowanie teorii zbiorów rozmytych do komputerowego wspomagania podejmowania decyzji podczas sterowania temperaturą ziemniaków w przechowalni.
EN
Paper discussed the application of fuzzy set theory to computer - aided decision making at temperature contrat in potato stores.
Przedstawiono koncepcję układu sterowania mikroklimatem, przeznaczonego dla małej przechowalni o pojemności 120 ton warzyw. Układ ten realizuje wymagania technologiczne przechowalnictwa warzyw.
EN
SYSTEM FOR MICROCLIMATE CONTROL IN VEGETABLES STORES The paper presents the optimal microclimate conditions required by technological processes in vegetables stores. The microclimate control system which satisfies all the above conditions is also described.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.