专利名称：温室机械通风的控制方法及控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及农业环境控制技术领域，尤其涉及温室机械通风的控制方法，还涉及温室机械通风的控制系统。
背景技术：
中国是个农业大国，土地资源比较匮乏，人均可耕地面积不足0. I公顷。因此，中国必须走集约型的农业道路，不断致力于发展高效设施农业。大型温室农业生产和大规模集约型养殖是提高农业现代化生产的重要手段，但是，在农业建筑总能耗中，气候环境调控的能耗约占全部的30%。因此，大型农业生产建筑的能耗问题是导致农产品生产和养殖生产成本增加的主要因素，并严重制约了高效农业的可持续发展。 通风能够为温室要提供新鲜空气防止室内二氧化碳的缺失，为养殖建筑中需不断地提供新鲜空气以净化内部空气，所以，在农业建筑物的气候环境调控中起到非常重要的作用，温室通风不仅需要考虑通风降温效果、换气效果、室内气流场的状况对栽培作物(动物)的生育、品质、产量和病虫害等直接影响，还要考虑通风的能耗。目前，通风被分成三种基本的类型自然通风、机械通风和混合通风。自然通风是由自然风压和热压驱动的通风，是一种低维护、低能耗的方法，但缺点是影响其通风率的因素很多，尚不能做到精确控制，只能是在被动通风的方式下工作。机械通风的优点是通风率的可控性好、降温效果明显、可靠性高，但缺点是运行过程中电能能耗高。在有些地区，以大型连栋温室为例，夏季温室降温的能耗达到总生产成本的30 40%。在电力能源日趋紧张的环境下，农业建筑机械通风能耗极大地提高了农产品的成本，已经成为温室生产的一个瓶颈，严重影响了设施农业的正常发展。混合通风是兼顾了前两种方式的优点，即在自然通风通风率不足的情况下，利用机械方式实现强制通风。目前，在国内外温室的机械通风系统中基本采用传统的开关控制方式，即风机在室内温度或湿度超过设定上限时开启，在接近或达到下限时关闭，通风时风机以恒速即定通风量间歇式运行，但是，仍然使得机械通风的能耗高。
发明内容
本发明解决的问题是现有的温室机械通风能耗高的问题。为解决上述问题，本发明提供一种温室机械通风的控制方法，用于控制温室的风机，包括如下步骤获取风机的转速、温室内外的温度、温室内外的湿度、温室的太阳总辐射；基于获取的转速、温室内外的温度、温室内外的湿度和太阳总辐射，根据温室能量平衡模型产生控制信号，将该控制信号用于控制所述风机的转动。可选地，所述温室能量平衡模型具体如下pVC = JjQsolar - Qyen - Q cov er 一 Qtrans — Qcool
dtQven = Ks 由 A T-K1 由 A e
权利要求
1.温室机械通风的控制方法，用于控制温室的风机，其特征是包括如下步骤 获取风机的转速、温室内外的温度、温室内外的湿度、温室的太阳总辐射； 基于获取的转速、温室内外的温度、温室内外的湿度和太阳总辐射，根据温室能量平衡模型产生控制信号，将该控制信号用于控制所述风机的转动。
2.如权利要求I所述的温室机械通风的控制方法，其特征是所述温室能量平衡模型具体如下
3.如权利要求I所述的温室机械通风的控制方法，其特征是所述温室能量平衡模型如下
4.如权利要求2或3中所述的温室机械通风的控制方法，其特征是所述根据温室能量平衡模型产生控制信号还包括对所述温室能量平衡模型的计算结果进行PID运算而产生控制信号，所述PID运算具体如下 U (t) = Kpe (t) +Ki / e(t)dt+KddTg/dt,该公式中，PID运算的微分单元的微分项是所述温室能量平衡模型的微分项，PID运算的比例单元和积分单元的e(t)是温室内部温度的设定值与温室内部温度的实际测量值之差。
5.温室机械通风的控制系统，用于控制温室的风机转动，其特征是包括处理器和至少一个现场处理装置，每一个现场处理装置包括二个温度传感器、二个湿度传感器、气象参 数传感器和现场控制器； 所述温度传感器连接于所述现场控制器，感测温室内部和外部的温度，并传输感测的温度至所述现场控制器； 所述湿度传感器连接于所述现场控制器，感测温室内部和外部的湿度，并传输感测的湿度至所述现场控制器； 所述气象参数传感器连接于所述现场控制器，感测温室的太阳总辐射，并传输感测的太阳总辐射至所述现场控制器； 所述处理器接收每一个现场控制器传输的温室内部的温度、温室外部的温度、温室内部的湿度、温室外部的湿度、太阳总辐射和与所述现场控制器连接的风机的转速，基于每一个风机的所述温度、湿度、太阳总辐射并结合温室能量平衡模型产生对应于风机的控制指令； 所述现场控制器接收相应的风机的所述控制指令并基于该控制指令产生控制所述风机转动的控制信号。
6.如权利要求5所述温室机械通风的控制系统，其特征是所述控制指令是温度变化率，所述现场控制器包括控制器，所述现场控制器接收相应的风机的所述控制指令并基于该控制指令产生控制所述风机转动的控制信号具体是所述控制器对所述温度变化率、温室内外的温度差进行PID运算产生控制律，所述现场控制器接收所述控制律并基于该控制律产生控制所述风机转动的控制信号。
7.如权利要求5所述温室机械通风的控制系统，其特征是所述现场控制器包括控制器和变频器，所述控制器对所述控制指令、温室内外的温度差进行PID运算产生控制律，所述变频器基于该控制律产生控制风机转动的控制信号。
全文摘要
本发明公开一种温室机械通风的控制方法和控制系统，其中，所述控制方法用于控制温室的风机，包括如下步骤获取风机的转速、温室内外的温度、温室内外的湿度和温室的太阳总辐射；基于获取的转速、温室内外的温度、温室内外的湿度和太阳总辐射，根据温室能量平衡模型产生用于控制风机转动的控制信号。本发明基于获取的转速、温室内外的温度、温室内外的湿度以及温室的太阳总辐射，能够实时的获取温室的环境条件，以这些环境条件为基础并根据温室能量平衡模型实时的调整风机的转动，不仅能够控制风机的连续转动，而且，能耗低。
文档编号A01G9/24GK102640684SQ20121011614
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月12日 优先权日2012年4月12日
发明者吴伟雄, 王斌, 赵云, 黄全风 申请人:嘉兴学院