В Мордовии создали установку для автоматизированного выращивания растений
МОСКВА, 13 мая. /ТАСС/. Ученые Мордовского государственного университета (МГУ) им. Н. П. Огарева создали доступную для небольших хозяйств гидропонную установку для автоматизированного выращивания растений. Об этом ТАСС сообщили в пресс-службе Минобрнауки России.
"Мордовские ученые решили главную проблему малых вертикальных ферм - дорогую автоматизацию. Ученые Мордовского государственного университета (МГУ) им. Н. П. Огарева разработали гидропонную установку для автоматизированного выращивания растений, которая легко интегрируется в системы управления и доступна для небольших хозяйств", - говорится в сообщении.
Гидропоника - новый метод беспочвенного выращивания растений. Ее основа - конструкции, в которых вместо грунта используется насыщенный водный раствор.
"Гидропонные установки решают проблему нехватки ресурсов, урбанизации и необходимости круглогодичного производства свежих продуктов. Однако, как показывает практика, покупка полноценного промышленного контроллера (ПЛК) и внедрение сложной системы диспетчерского управления (SCADA) для одной-двух "грядок" экономически нецелесообразна. Аграрии часто тратят средства на компоненты системы управления, которые окупаются лишь при масштабе в десятки квадратных метров, из-за чего часто разоряются на старте", - отмечается в сообщении.
Ученые МГУ им. Н. П. Огарева предложили метод бесшовного перехода управления для гидропонных систем. "В основе разработки лежит одна гидропонная ячейка с классическим методом выращивания "Глубоководная культура". Вместо дорогостоящего промышленного оборудования на первом этапе используется отечественная плата Iskra Mega. Этот микроконтроллер стоимостью в несколько тысяч рублей полностью справляется с задачами, управляет насосами, регулирует яркость фитоламп, следит за кислотностью и электропроводностью питательного раствора", - отметил преподаватель кафедры светотехники МГУ им. Н.П. Огарева Михаил Абрамов.
Преимущества разработки
Главное преимущество проекта - алгоритмы онлайн-перехвата и офлайн-миграции. Когда потребитель решает масштабироваться и подключает промышленный контроллер, система не требует перезагрузки или перезапуска циклов выращивания. Во время онлайн-перехвата промышленный контроллер подключается к шине, считывает текущее состояние системы и за миллисекунды перехватывает управление насосами. В ходе эксперимента установлено, что средний разрыв в управлении составил всего 3,4 миллисекунды, что абсолютно незаметно для медленного процесса роста салата.
Кроме того, даже если старое устройство нужно физически отключить и заменить, система "запоминает" последние данные и при включении заполняет пробел в телеметрии специальными метками. На графиках мониторинга не возникает "провалов", которые могли бы быть восприняты как авария. Так работает офлайн-миграция.
В пресс-службе отметили, что исследования подтвердили высокую надежность: ошибка переключения фаз полива не превышает 0,1%, а показатели кислотности и электропроводности приходят в норму после корректировки всего за 12-15 минут.
По данным разработчиков, на этапе 1-3 ячеек затраты на автоматику на базе микроконтроллера составляют около 9 тыс. рублей против 79 тыс. на покупку полноценного промышленного контроллера. Однако при росте до 6-12 ячеек и более стоимость промышленной системы в пересчете на одну ячейку резко падает и становится сопоставимой с "микроконтроллерной" - 20 тыс. рублей, но при этом дает колоссальные преимущества в надежности, диагностике и едином центре управления.
"Для нас важно, что этот проект реализуется в тесном сотрудничестве с реальным сектором экономики. Индустриальным партнером выступает АО "Ардатовский светотехнический завод", совместная работа с которым позволила решить другую проблему для внедрения вертикальных ферм в малом и среднем бизнесе - высокие затраты электроэнергии. Мы видим в таком сотрудничестве основу для внедрения разработок в агропромышленный комплекс и выхода на федеральный уровень", - отметил ректор МГУ им. Н.П. Огарева Дмитрий Глушко.