بخشی از مقاله
خلاصه
در دنیای امروز استفاده بهینه از انرژی و سوخت اولویت هر صنعتی میباشد. . با توجه به نیاز صنعت طیور و پتانسیل کاربردی سیستمهای هوشمند، در این مقاله به طراحی کنترلر دمای هوشمند برای بدن طیور پرداخته شده است. در سالن های پرورش طیور باید بتوان محیطی کنترل شده را برای رشد بهتر جوجه های تازه به دنیا آمده ، با دمای مورد نیاز جوجه ها فراهم نمود . هدف از این پژوهش رساندن دمای واقعی به جوجه ها و ثابت نگه داشتن دمای مورد نیاز با استفاده از روش منطق فازی است ، که با سنسور دما انجام می شود.
سنسور دما، دمای محیط را گرفته و سپس نسبت به مقدار ولتاژ مقایسه می شود ، اگر دمای محیط کمتر از دمای تنظیم شده باشد اختلاف دمایی را می سنجیم ، در غیر این صورت رله غیر فعال می شود . پس بنابراین اگر رله فعال باشد - دما کمتر از حد - و ولتاژ برق شهر در محدوده تعیین شده باشد المنت روشن می شود . در نتیجه محاسبات ، دمای شبیه سازی شده ، مرغ مادر را برای جوجه ها فراهم می کنیم . محدوده تنظیم دما صفر تا 40 درجه می باشد.
مقدمه
همواره دغدغه برای تأمین دمای واقعی به طیور در روزهای ابتدایی بخصوص در 3 تا 7 روز اول ، بعد از تولد جوجه از تخم دارای اهمیت زیادی است . یک سیستم گرمایشی مناسب باید به خوبی از عهده گرم کردن جوجه ها برآید و از نظر اقتصادی به صرفه باشد .کنترل، رسیدگی و سرویس دهی آن ساده و استانداردهای ایمنی لازم را برای کارکنان و جوجه ها داشته باشد - چه درجوجه های تخم گذار و چه جوجه های گوشتی - ، جوجه های یکروزه در مقابل شرایط جوی و بیماری های محیطی به شدت آسیب پذیر هستند، از این رو باید تا سن 7 روزگی تحت شرایط مناسب با مراقبت های ویژه نگهداری شوند، لذا کنترل دما دارای اهمیت بسیار زیادی می باشد که در این تحقیق، به کمک منطق فازی و با استفاده از کنترل کننده هوشمند، دمای واقعی را برای جوجه ها مهیا خواهد کرد. نتایج بدست آمده از آزمون ترموگرافی نشان داده است که با حذف تلرانس دما به کمک pid ، باعث دقت بالای کنترل کننده دما شده است. که در واقع طرح پیش رو در این راستا، نیاز صنعت را برآورده میسازد.
پیشینه تحقیق
مادر مصنوعی یکی از مهمترین تجهیزات در واحد های پرورش طیور است. که در انواع مختلف دیزلی ، گازی و برقی وجود دارد . از معایب سیستم دیزلی این است که به علت وجود گوگرد در گازوئیل طی گذر زمان موجب پر سوزی در جوجه ها و مشکلات تنفسی می شود، و همچنین در سیستم گاز سوز، گاز ساطع شده در فضا موجب مشکلات تنفسی در جوجه ها میشود بخاطر این مسئله تحت هیچ عنوان در واحد های تولیدی از این دو مدل استفاده نمیشود و فقط در حد یک طرح میباشد .
مادر مصنوعی برقی از نوع مادر مصنوعی های نفتی - دیزلی - و گازی بهتر است ، حتی در نبود برق هم از طریق ژنراتور قابل بهره برداری می باشد. به دلیل بهداشتی بودن و عدم وجود دود، مادر مصنوعی برقی انتخاب بهتری می باشد . یکی از مهمترین معایب مادر مصنوعی برقی موجود نبودن کنترل دما است . باید توجه کرد که دستگاههای مادر مصنوعی الکتریکی فاقد پایه بوده و به وسیله طناب یا زنجیر به سقف آویزان می شوند و ارتفاع آنها را از زمین، ملاک ارتفاع ، تنظیم دما و یا محل نصب ترموستات، پشت پرنده محسوب میشود.
برای آن که دید خوبی نسبت به این وسیله داشته باشیم دستگاه جوجه کشی قدیمی ساخته شده با جعبه های کارتنی را به یاد بیاورید که در آن یک لامپ قرار می دادند تا جوجه ها را گرم کنند و بطوریکه بعد از آن که جوجه ها از تخم در می آمدند ، دور لامپ جمع میشدند تا گرم شوند . مادر مصنوعی موجب آن میگردد که جوجه ها در زیر آن گرم شده و استرس جوجه ها رفع گردد. - همانند کاری که پرندگان واقعی برای جوجه های خود انجام می دهند - و موجب افزایش مقاومت جوجه در برابر بیماری ها می شود .
در تحقیقات انجام شده از واحد های تولیدی دقت دمای مادرهای مصنوعی بسیار پایین و قابل کنترل نمی باشند ، منظور این است گرمای مورد نیاز به درستی به جوجه ها اعمال نمیشود . در سیستم موجود در سالن های مرغداری دمای محیط را به دمای لازم می رسانند و بعد از مادر مصنوعی استفاده می کنند که از معایب این دستگاه ها یا دمای خیلی زیاد که باعث فرار جوجه از زیر آن یا دما خیلی کم که باعث جمع شدن جوجه ها به دور هم می شود. که در هر دو حالت باعث تلفات شده و حتی در گذر زمان این مسئله موجب ضعیف شدن جوجه میشود ، به همین منظور مرغدارها راغب به استفاده از این گونه مادر مصنوعی ها نمیشوند . و در صنعت این نوع مادر مصنوعی، توجیه اقتصادی ندارد زیرا در واحد های تخم گذار ، این مسئله باعث بلوغ دیررس و عدم کیفیت لازمه یک مرغ میشود . اتلاف انرژی در این گونه مادر مصنوعی ها بالا است .
مطالعات وکارهای انجام شده
الف - توسعه و ارائه ی سیستم براورد دما برای گله ی جوجه ها ی گوشتی با تصویر برداری حرارتی ، دمای بدن جوجه های گوشتی شاخصی مهم از واکنش آنها به محیط و سلامت کلی انهاست. این تحقیق از یک دوربین حرارتی مادون قرمز برای گرفتن تصاویر حرارتی از گله ی جوجه ها در یک مرغداری استفاده نموده و بعد دمای انها را با پردازش تصویر مورد تجزیه و تحلیل قرار داده است. با توجه به عدم وجود پر در قسمت سر و پاها ،تصاویر حرارتی دمای بالایی را برای این بخش ها نشان دادند و لذا از این رو سر را بعنوان بخشی مناسب برای اندازه گیری دمای بدن در نظر گرفتند. ابتدا برای یکنواخت سازی تصاویر، فیلتر گائوسی یا میانگین بعد از استفاده از الگوریتم آستانه ی خودکار اتسو برای تعیین آستانه ی مقیاس خاکستری در بخش سر و پای جوجه ها مورد استفاده قرار گرفت و بعد از ان بخش بندی تصاویر تداخل دار از طریق روش تقسیم بندی انجام شد.
سپس فیلترینگ منطقه برای تعیین بلوک های سر جوجه ها از میان بلوک های بخش بندی شده مورد استفاده قرار گرفت. در نهایت، روش برچسب زدن برای محاسبه تعداد جوجه در هر تصویر استفاده شده است. نتایج تجزیه و تحلیل نشان می دهد که روش های پردازش تصویر ارائه شده می تواند با موفقیت شناسایی سر جوجه ها و تجزیه و تحلیل درجه حرارت از گله های جوجه های گوشتی را با گرفتن تصاویر حرارتی را انجام دهد در حالیکه دقت شناسایی 91,3 ٪. خواهد بود .[ 1 ]
ب - کنترل دمای گلخانه، به صورت فازی ، این گلخانه ها باید بتوانند محیطی کنترل شده را برای تولید گیاهان با نور خورشید، دما و میزان رطوبت کافی را فراهم نمایند. شرایط رشد بهتر در گلخانه ها عمدتا با حفظ دمای محیط داخلی بالاتر در مقایسه با دمای خارجی، قابل حصول است. بنابراین نیاز به هیتر یا گرم کننده گلخانه ای به مقدار حرارت از دست رفته از سازه مورد نظر بستگی دارد. طرح مطرح شده داده های متوالی آنلاین از دمای گلخانه را براورد نموده و قدرت گرمایش به طور برگشتی بر اساس موازنه انرژی از حجم اولیه از هوای گلخانه با استفاده از کنترل کننده های هوشمند ،بروز رسانی میشود.
نتایج و یافته های همانند سازی دینامیکی گلخانه بیان کننده ی اثر بخشی طرح مطرح شده ی مورد نظر بدون مدل ریاضیاتی دقیق از کارخانه است. بنابراین در طول ماه، از جمله شرایط اب و هوایی شدید،کنترل گر های هوشمند همواره قادر به حفظ دما بین 15 تا 20 درجه سلسیوس بدون مدل ریاضیاتی دقیقی از گلخانه میباشند. در نتیجه آسیب محصولات و زیان و کاهش تولید، به میزان زیادی تقلیل میابد .[ 2 ]
پ - پایاننامه کارشناسی ناپیوسته مهندسی برق- الکترونیک ، محافظ کولر با کنترل دما .[ 3 ] محافظ کولر همراه با دماسنج ، هدف از این پروژه محافظ برق کولربا دماسنج میباشد که با استفاده از سنسور دما انجام میشود. سنسور دما، دمای محیط را گرفته به تقویت کننده میدهد تا مقدار آن تقویت شود و سپس نسبت به ولتاژ ولوم مقایسه شده و بعد از آن به یک فلیپ فلاپ داده شده تا یک رله را ست و یا ریست کند .
از یک طرف دیگر ولتاژ برق با استفاده از یک LM324 که ولتاژهای تعیین شده بر روی پایه های آن می باشد مقایسه شده و رله مربوطه را قطع و وصل می کند. از آنجایی که تغذیه این رله با رله اول سری میباشد پس بنابراین اگر رله اول فعال - دما بیش از حد - باشد و ولتاژ برق شهر در محدوده تعیین شده باشد رله کولر فعال میشود . هدف اصلی از این پایان نامه جلوگیری از فرمان دستی به کولر می باشد،که روشن وخاموش کردن این مدار به صورت خودکار و وابسته به دمای داخل اتاق می باشد. که از طریق سنسور دما این کار صورت میگیرد.
ج - سیستم هوشمند برای کنترل دما و ر طوبت در سیستم های HVAC* با استفاده از ANFIS و بهینه سازی با رویکرد مدل سازی فازی. هدف از این تحقیق ،طراحی یک سیستم HVAC است که میزان شکاف کنترل شده توسط کنترل گر PID را تنظیم کند. یکی از دام پرورها با استفاده از درجه حرارت مورد نیاز برای کنترل حجم داخلی استفاده می کند، در حالیکه دیگری با استفاده از رطوبت برای همان حجم داخلی کنترل میشود.
