Mikroklimat w pomieszczeniach hodowli zwierząt

Zwierzę, też człowiek

Jarosław Sochacki, Andrzej Łobzowski, Wojciech Szkolnikowski
LAB-EL Elektronika Laboratoryjna S.J.

Artykuł publikowany w piśmie POMIAR nr 03/2010

Zmiany, jakie zachodzą w Polsce wynikające z harmonizowania przepisów prawnych i normatywnych na zgodność z obowiązującymi w Unii Europejskiej, sięgają również procesów hodowlanych, w tym hodowli drobiu. Podstawowym aktem prawnym w tej kwestii jest Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 2 września 2003 w sprawie minimalnych warunków utrzymania poszczególnych gatunków zwierząt gospodarskich (Dz. U. Nr. 167 poz. 1629), z późniejszymi  zmianami: Dz. U. Nr 47 poz. 456 z 2004.03.23, Dz. U. Nr 27 poz. 228 z 2005.02.15, Dz. U. Nr 181 poz. 1514 z 2005.09.21 oraz Dz. U. Nr 128 poz. 900 z 2007.07.18. Rozporządzenie zawiera wymagania stawiane pomieszczeniom hodowlanym oraz określa warunki mikroklimatyczne dla poszczególnych gatunków zwierząt.

Główne procesy, jakie powinny być sterowane i nadzorowane to: proces nadzoru nad zasilaniem energią elektryczną oraz wodą (w tym zasilania awaryjne), proces nadzoru parametrów mikroklimatycznych (temperatura i wilgotność względna powietrza), proces sterowania oświetleniem (sztuczny zmierzch i świt), proces analizy zawartości gazów (CO2, H2S, NH3), proces wentylacji, proces sterowania podawaniem pasz i wody, procesy związane z przechowywaniem i transportem jaj, itp. Urządzenia sterujące powinny posiadać funkcje rejestracji wartości parametrów istotnych w sterowanych procesach, umożliwiać transmisję danych do jednostki nadrzędnej, realizować odpowiednie dla procesów algorytmy sterowania, itp. Taki zintegrowany system zwany jest komputerem hodowlanym.

Regulator LB-477

Komputer hodowlany przyjmuje sygnały z obiektu takie jak temperatura, wilgotność względna, wielkości z pomiaru i analizy składu powietrza, a następnie po ich przetworzeniu wypracowuje odpowiednie sygnały sterujące ciągłe lub dyskretne. Sygnały sterujące oddziaływają na elementy wykonawcze, które w zależności od ich budowy reagują na sygnały ciągłe (analogowe) prądowe i/lub napięciowe (0/4...20mA, 0/1...5V lub 0...10V) lub na sygnały dyskretne, logiczne (zero-jedynkowe). Pomiary wielkości wejściowych realizowane są bądź poprzez elementy przetwarzające sygnały z czujników temperatury, wilgotności, itp. np. przetworniki temperatury/wilgotności na standardowe sygnały elektryczne, bądź też przyjmowane są sygnały bezpośrednio z czujników jako niestandardowe sygnały elektryczne, a urządzenie (komputer hodowlany) przekształca je na sygnały standardowe. Temperatura w pomieszczeniach hodowlanych mierzona jest przeważnie czujnikami termorezystancyjnymi Pt100 lub Pt1000 lub czujnikami termistorowymi, półprzewodnikowymi. Pomiary wilgotności, czujnikami pojemnościowymi. Bardzo często stosuje się zintegrowane przetworniki termohigrometryczne, do pomiaru temperatury i wilgotności, jako że wilgotność jest zależna od temperatury i pomiar obu wielkości w tym samym miejscu jest bardzo korzystny i wręcz wskazany. Przetworniki wielkości mierzonych mogą przekazywać do komputera hodowlanego bądź sygnały analogowe bezpośrednio z pomiarów, bądź też po ich przetworzeniu na sygnały cyfrowe. Komputery hodowlane posiadają wbudowane programowe algorytmy filtracji sygnałów, linearyzacji charakterystyk elementów pomiarowych i wykonawczych, funkcje czasowe i logiczne, algorytmy sterowania PID, Fuzzy Logic, czy też algorytmy regulacji tablicowych (strefowe, programowe, pogodowe, warunkowe, itp.). Specyfika niektórych procesów wymaga zastosowania algorytmów specjalnych, których autorem jest sam użytkownik, bo on najlepiej wie jak zoptymalizować dany proces z uwagi na najlepszą jakość sterowania przy jak najniższych kosztach. Wizualizacja sterowanego procesu na ekranie komputera czyni obsługę prostą i czytelną, umożliwiając zmianę parametrów procesów poprzez „kliknięcie myszką”, dlatego komputery hodowlane powinny posiadać możliwość podłączenia do komputera PC poprzez łącze szeregowe (port transmisji szeregowej COM lub USB).

W ofercie firmy LAB-EL występuje przyrząd zwany Regulatorem klimatu LB-477, którego przeznaczeniem jest utrzymywanie w granicach komfortu temperatury powietrza w pomieszczeniu inwentarskim, zapewniając jednocześnie wystarczający poziom wentylacji pomieszczenia. Użytkownik wprowadza do regulatora nastawę temperatur przedziału równowagi, dla którego z jednej strony nie potrzeba włączenia ogrzewania, a z drugiej wystarczającym jest  minimalny poziom wentylacji. Przedział równowagi jest określony od dołu temperaturą t.L1 i ma szerokość wyrażoną parametrem t.n.Jeśli temperatura w pomieszczeniu spadnie poniżej wartości t.L1, to załączony zostanie pierwszy stopień grzania. Jeśli temperatura spadnie poniżej wartości określonej parametrem t.L2, to zostaną załączone oba stopnie grzania.  Minimalny poziom wentylacji nadawany jest parametrem FAn.L. Minimalny poziom wentylacji jest utrzymywany w przedziale równowagi oraz w przedziale grzania. Gdy temperatura przekroczy górny poziom przedziału równowagi, wtedy wentylacja zaczyna rosnąć proporcjonalnie do przyrostu temperatury. Przedział proporcjonalnej wentylacji ma szerokość określoną parametrem t.P.

Urządzenie pozwala na zdefiniowanie dwu par progów alarmowych, przy przekroczeniu których, emitowany jest optyczno-akustyczny sygnał alarmowy. Pierwsza para progów  jest związana z wewnętrznym sygnalizatorem alarmu - wewnętrzny buczek i żółta kontrolka Alarm na płycie czołowej. Druga para progów odpowiada za włączanie zewnętrznego sygnalizatora przez wyjście przekaźnikowe.

Urządzenie posiada wyjście zasilające dla zewnętrznego sygnalizatora alarmowego, umożliwiające podłączenie sygnalizatora małej mocy, np: LB-140. Regulator LB-477 posiada 4 przyciski służące do wykonywania nastaw parametrów pracy. Dostęp do edycji parametrów zorganizowany jest na zasadzie wielopoziomowego menu. Parametry częściej zmieniane znajdują się na niższych poziomach menu (łatwiej dostępnych), a te które zmienia się rzadko na poziomach wyższych. Regulator LB-477 posiada 4 przyciski służące do wykonywania nastaw parametrów pracy. Dostęp do edycji parametrów zorganizowany jest na zasadzie wielopoziomowego menu. Parametry częściej zmieniane znajdują się na niższych poziomach menu (łatwiej dostępnych), a te które zmienia się rzadko na poziomach wyższych. W czasie pracy urządzenie wyświetla podstawowe informacje o pracy za pomocą wyświetlaczy i kontrolek.

Duży wyświetlacz pokazuje aktualną temperaturę zmierzoną przez przyrząd. Mały wyświetlacz pokazuje poziom sterowania wentylacją w [%]. Górny rząd kontrolek sygnalizuje stan wyjść sterujących urządzenia. Czerwone kontrolki (Grzanie) po lewej są włączane wraz z włączeniem przekaźnikowych wyjść sterujących nagrzewaniem. Rząd żółtych kontrolek (Wentylacja) po prawej tworzy linijkę świetlną pokazującą aktualny poziom sterowania wentylatorem. Zielona kontrolka (Równowaga) jest włączana wtedy, gdy temperatura znajduje się w przedziale równowagi. Port komunikacyjny regulatora wspiera standardy RS-232C, RS-485 oraz, jeśli zainstalowano opcjonalny moduł sieciowy, LAN / Ethernet. Każdy z interfejsów zapewnia izolację galwaniczną. Jednocześnie możliwe jest wykorzystanie tylko jednego interfejsu. Standardem komunikacji jest  Modbus-RTU. Regulator pozwala na elastyczne skonfigurowanie parametrów komunikacji - zbiór nastawialnych parametrów znajduje się w menu urządzenia. Panel może być dostarczony do Klienta ze standardową kalibracją dla czujnika Pt-1000 (bądź Pt-100), może być również skalibrowany razem z docelowo wykorzystywanym czujnikiem (indywidualna kalibracja czujników).

Dane techniczne regulatora LB-477 można uzyskać na stronie internetowej firmy LAB-EL, pod adresem http://www.label.pl/po/rek477-regulator-klimatu.html