В комплект систем автоматического управления кроме шкафов управления входят панели датчиков температуры ПД-1, влажности ПД-2, освещенности ПДО и датчик скорости ветра ДСВ. В летнем режиме система автоматики управляет форточной вентиляцией. Здесь также предусмотрено ступенчатое включение боковых и верхних фрамуг. Вначале открывается одна верхняя фрамуга, затем по мере повышения температуры — вторая верхняя и боковые фрамуги (только для ангарных теплиц). В каждой теплице установлен датчик, связанный со шкафом управления ШУ-1. Подключение каждого датчика, происходит поочередно с интервалом 30 с. Собственно регулирование, т. е. выработка управляющих воздействий, в каждой теплице происходит в течение этого периода времени. После отключения датчика все системы теплицы продолжают оставаться в том же состоянии, что и непосредственно до его отключения. При очередном взаимодействии теплицы со шкафом управления происходит коррекция управляющих воздействий.

  Для оперативного контроля за состоянием режима в теплицах служит световая индикация отклонения от заданных параметров по каждой теплице, световая и звуковая сигнализация об аварийных режимах, регистрация температуры при помощи самопишущего многоточечного моста. Предусмотрены также автоматическая коррекция температуры в зависимости от условий освещенности и независимое регулирование температуры по каждой теплице. Для защиты фрамуг от повреждения ветром предусмотрено централизованное аварийное их закрытие во всех теплицах по команде от датчика скорости ветра. Шкаф ШУ-2 управляет системами орошения, досвечивания и газации по временной программе, т. е. включение этих систем может быть произведено в соответствии с заданным временем режимом. Отработав нужное время, системы газации и досвечивания отключаются. Система орошения имеет более сложное программное управление. Режим орошения задается длительностью полива в одном цикле и количеством циклов полива, которые в совокупности определяют норму полива. Включение режима может быть осуществлено или по команде реле времени, или при помощи кнопки. Регулирование относительной влажности воздуха осуществляется при помощи регуляторов влажности типа СПР-3-04, установленных в шкафу управления ШУ-2, и датчиков, устанавливаемых в каждой теплице. Регулятор влажности — трехпозиционный, вырабатывающий команды как на осушение, так и на увлажнение воздуха. При повышении влажности воздуха сверх заданной открываются фрамуги, для увлажнения воздуха включается система увлажнения. Шкаф управления ШУ-2 оборудован световой индикацией для контроля процесса орошения теплиц и звуковой сигнализацией об аварийных режимах.

  Комплект  оборудования УТ-12-УЗ имеет смысл  использовать в теплицах, имеющих  по крайней мере пять-шесть отделений  регулирования и штатное оборудование для полива и приготовления растворов  минеральных удобрений. В теплицах с небольшим количеством отделений и упрощенной системой полива целесообразно применять отдельные промышленные регуляторы для стабилизации основных технологических параметров.

Также в России популярна система "Агротерм" предназначенная для контроля и автоматического управления температурным режимом в промышленных теплицах. Основным интеллектуальным узлом системы является персональный компьютер. В следяще-управляющую систему входят пять электроконтактных термометров ТК-6, двухпозиционный камерный влагорегулятор ВДК, электроконтактный флюгер и шкаф управления. Электроконтактные термометры используются в качестве датчиков температуры: два работаю днем, два – ночью, пятый предназначен для подачи светового и звукового аварийного сигнала при снижении температуры до минимального предельного значения. Датчики температуры и влажности размещены в шкафчике, который устанавливают в центре теплицы на высоте 1,5 – 2 м от почвы. Микропереключатель флюгера, размещенного на крыше, в зависимости от направления ветра выдает импульс на включение вентиляции левой или правой подветренной стороны верхних фрамуг теплицы. Исполнительные устройства управления температурой содержат два калорифера, установленных у торцевых стен теплицы, два электромагнитных вентиля, открывающих доступ теплоносителю в калориферы, и узел вентиляции теплиц с приводом для фрамуг. В устройства управления влажностью входят электромагнитные вентили с трубопроводами, сточные желоба, водогрейный бойлер, насосная станция и распылители. Элементы управления электрооборудованием размещены в шкафах.

Автоматическое  управление влажностным режимом  происходит следующим образом. Контакт KT2 программного реле времени выдает в дневное время через определенный интервал импульсы заданной длительности на включение системы увлажнения. Дождевание произойдет, если влажность в теплице ниже установленной, при которой замыкаются контакты датчика влажности Sf, и срабатывает реле KV4. Реле KV4 подает питание на магнитный пускатель KM1 электродвигателя M1 водонасосной станции и электромагнитный вентиль YA1, открывающий доступ воды к распылителям. Дождевание прекращается при размыкании контактов KV2, и схема возвращается в исходное положение. О работе каждого реле сигнализируют соответствующие лампы HL1…HL8. Термометр SK5 аварийной сигнализации через реле KV8 включает звонок HA и лампу HL8, когда температура станет недопустимо низкой.

В подавляющем  большинстве современные системы  автоматического управления климатическими установками и кондиционерами строятся на основе замкнутой цепи, состоящей  из датчиков и регуляторов. В частности системы автоматического управления, должны удовлетворять двум требованиям. Они должны собирать информацию, качественно её анализировать и принимать меры для приведения полученных характеристик к заданным параметрам. Исходя из этого, устройство системы автоматического управления строится с учетом многих технических характеристик. Основой, которая заложена в системы автоматического управления, являются различные датчики. Они выполняют одну из наиважнейших функций – сбор показаний. После этого они передают сигнал на контроллеры, которые в зависимости от полученной команды, начинают включать различные режимы для устранения недостатков.

По требуемой  точности измерения, и заданному  диапазону изменения регулируемой переменной выбираем датчик HIH-3602-L фирмы Honeywell.

     Рис.1. Внешний вид датчика влажности.

     Датчики этой серии предназначены для использования в многоканальных автоматизированных системах контроля параметров микроклимата на базе ПЭВМ, которые осуществляют непрерывные круглосуточные измерения относительной влажности воздуха и поддержание заданных режимов.

     В настоящее время  на практике для измерения относительной  влажности применяется несколько  технологий, использующих свойство различных  структур изменять свои физические параметры (емкость, сопротивление, проводимость и температуру) в зависимости от степени насыщения водяным паром. Каждой из этих технологий свойственны определенные достоинства и недостатки (точность, долговременная стабильность, время преобразования и т.д.).

     Среди всех типов емкостные датчики, благодаря  полному диапазону измерения, высокой  точности и температурной стабильности, получили наибольшее распространение, как для измерения влажности  окружающего воздуха, так и применения в производственных процессах.

     Компания Honeywell производит семейство емкостных  датчиков влажности, применяя метод  многослойной структуры (рис.5), образуемой двумя плоскими платиновыми обкладками и диэлектрическим термореактивным  полимером, заполняющим пространство между ними. Термореактивный полимер, по сравнению с термореактивной пластмассой, обеспечивает датчику более широкий диапазон рабочих температур и высокую химическую стойкость к таким агрессивным жидкостям и их парам, как изопропил, бензин, толуол и аммиак. В дополнение к этому датчики на основе термореактивного полимера имеют самый большой срок службы в этиленоксидных стерилизационных процессах. 

     В процессе работы водяной пар проникает  через верхнюю пористую обкладку конденсатора (рис.2) и уравновешивается с окружающим газом. Одновременно эта обкладка защищает электрические процессы, протекающие в полимерном слое, от внешних физических воздействий (света и электромагнитного излучения). Слой полимера, покрывающий пористый платиновый электрод сверху, служит защитой конденсатора от пыли, грязи и масел. Такая мощная фильтрационная система, с одной стороны, обеспечивает датчику длительную бесперебойную работу в условиях сильной загрязненности окружающей среды, с другой — снижает время отклика.

     Выходной  сигнал абсорбционного датчика влажности  представляет собой функцию от температуры  и влажности, поэтому для получения высокой точности измерения в широком диапазоне рабочих температур требуется температурная компенсация характеристики преобразования. Компенсация особенно необходима, когда датчик используется в индустриальном оборудовании для измерения влажности и точки росы.

Рис.2. Метод многослойной структуры, применяемый при изготовлении датчиков влажности

     Датчики влажности Honeywell — это интегрированные  приборы. Помимо чувствительного элемента, на той же подложке расположена схема  обработки сигнала, которая обеспечивает преобразование сигнала, его усиление и линеаризацию. Выходной сигнал датчика Honeywell является функцией от напряжения питания, окружающей температуры и влажности. Чем выше напряжение питание, тем больше размах выходного сигнала и, соответственно, чувствительность. Связь же между измеренной датчиком влажностью, истинной влажностью и температурой показана на объемной диаграмме (рис.3).

Рис.4. Связь между измеренной датчиком влажностью, истинной

       влажностью и температурой

     Она легко аппроксимируется с помощью комбинации двух выражений:

1. Прямая наилучшего соответствия при 25 °C (жирная линия на диаграмме), описывается выражением U_вых = U_пит(0,0062 · (%RH₂₅) + 0,16). Из этого уравнения определяется процент RH₂₅ при температуре 25 °C.
2. Далее производится температурная коррекция и вычисляется истинное значение RH: RH_{истинная} = (%RH₂₅) · (1,0546 - 0,00216T), где T измеряется в °C.

     Выражения выше соответствуют характеристикам  реальных датчиков со следующими отклонениями:

Рис.4. Характеристики преобразования датчика влажности Honeywell

при различных  температурах 

     Модели HIH-3602-L и HIH-3602-L-CP выполнены в корпусе TO-39 со щелевым отверстием. Они предлагают оптимальное соотношение цена/надежность. Эти датчики нашли широкое  применение в метеорологическом оборудовании и системах климат-контроля.

     1.1. Решение задачи по методу жесткого управления

Решая проблему с помощью жесткого управления, мы задаем нужный уровень влажности  и температуры. Пользуясь этим методом можно добиться, чтобы этот уровень был постоянен, но и при этом он не будет достаточно точным, при эксплуатации. Это обуславливается тем, что возможная ошибка может быть высчитана только в какой-то определенный момент времени, следовательно, при её изменении системе придется высчитывать её заново на следующем шаге, а следовательно нужный уровень влажности не будет достигнут.