Kaip pasirinkti procentinio laiko valdiklius drėkinimo sistemų integravimo projektams?

Kas yra procentinis laiko valdiklis ir kodėl jis svarbus protingam vandens valdymui

Procentinio laiko valdiklio funkcionalumo apibrėžimas priešingai nei tradicinių fiksuoto trukmės valdiklių

Procentinės laikmatos keičia drėkinimo trukmę pagal tai, kas iš tikrųjų vyksta lauke. Jos padidina arba sumažina drėkinimo laiką tam tikru procentais priklausomai nuo įvairių veiksnių, tokių kaip esamos orų sąlygos, dirvožemio drėgnumas arba evapotranspiracijos matavimai. Tradicinės sistemos tiesiog laikosi fiksuotų grafikų nepaisydamos jokių aplinkybių, o šios protingos laikmatos pritaiko drėkinimą pagal poreikį. Pavyzdžiui, esant aukštai drėgmei dienomis jos gali sumažinti drėkinimą iki apie 80 % nuo įprastos normos. O per intensyvius karščio bangos periodus sistema gali padidinti drėkinimą iki maždaug 110 %. Pereinant nuo fiksuoto laikymo prie tokio reaktyvaus požiūrio sutaikoma vandens, augalai lieka sveikesni, neįvyksta dirvožemio nuplovimas ir išlaikoma patraukli kraštovaizdžio išvaizda – be augalų perdrėkinimo ar visiško išdžiūvimo.

Kaip evapotranspiracijos (ET) valdoma korekcija leidžia dinaminį, konkrečios vietovės vandens biudžetavimą

Evapotranspiracija, arba trumpai – ET, matuoja, kiek vandens išnyksta iš dirvožemio dėl garavimo ir kiek augalai išskleidžia per transpiraciją. Iš tikrųjų tai vienas geriausių įvesties duomenų šaltinių, kai reikia dinamiškai valdyti drėkinimo sistemas. Šiuolaikiniai procentiniai laikmatyčiai kasdien gauna ET duomenis iš patikimų šaltinių, tokių kaip Kalifornijoje veikianti CIMIS sistema arba NOAA duomenys, kad tiksliai nustatytų, ko konkrečioje vietoje reikia. Tačiau ET rodikliai keičiasi priklausomai nuo auginamų kultūrų, nuo to, kiek pavėsinės jie suteikia, netgi nuo nedidelių klimato skirtumų tarp skirtingų laukų. Būtent todėl šis metodas leidžia tikrai tiksliai sudaryti vandens biudžetą. Pavyzdžiui, šiais laikais sausumoje esančioje vynuogyno ūkininkystėje sistema pritaiko reguliavimus remdamasi fiziologinėmis sąlygomis, kurioms patys vynuogynų krūmai yra veikiami, o ne remdamasi bendrais taisyklių rinkiniais. Kai ūkininkai naudoja ET valdomus laikmatyčius, vanduo taikomas pagal tai, ko iš tikrųjų reikalauja atmosfera bet kuriuo konkrečiu metu. Tai reiškia, kad vandens taupymas tampa tiksliai matuojama ir ilgalaikiškai nuosekliai vykdoma veikla.

Užtikrinant beproblemę integraciją: protokolų suderinamumas ir infrastruktūros pasiruošimas

Susiderinanti ryšio standartai: Modbus, 4–20 mA, „Wi-Fi“ ir debesų API reikalavimai patikimai procentinio laikmačio diegimui

Tiksliai veikiančių sistemų sukūrimas labai priklauso nuo to, ar įvairios sistemos gali bendrauti tarpusavyje, o ne tik nuo to, ar atskiri komponentai gerai veikia atskirai. Rimtoms pramoninėms programoms dauguma konfigūracijų naudoja Modbus TCP protokolą, kai valdikliai turi tiesiogiai bendrauti vienas su kitu. Jutikliai paprastai jungiami per 4–20 mA signalus, nes šie signalai geriau atsparūs trikdžiams nei skaitmeniniai alternatyvūs variantai. Tikrojo laiko naujienos iš orų stoties paprastai perduodamos per Wi-Fi tinklus arba mobiliuosius ryšius, priklausomai nuo vietos apribojimų. O duomenų rinkimui iš kelių zonų gamintojai dažnai pasirenka saugias debesijos sąsajas, pvz., MQTT arba HTTPS protokolus. Pramonės žinovai žino, kad netinkamai suderinti ryšio standartai sukelia problemas maždaug trijuose iš keturių nesėkmingų įdiegimų. Prieš bet ką diegiant, atidžiai patikrinkite, ar esama įranga jau palaiko būtinąsias funkcijas, pvz., Modbus laikomuosius registrus procentinėms koreguotėms, tinkamas analoginių įėjimų įtampų ribas bei šifravimą pradinėse debesijos ryšio jungtyse. Šių veiksmų praleidimas vėliau lemia brangius taisymus ir daro neįmanoma, kad laikmatniai nuosekliai paskirstytų vandenį pagal numatytus grafikus visose susietose įranguose.

Procentinės koregavimo reikšmės kalibravimas: nuo klimato duomenų iki laukuose patvirtintų grafikų

Vietinių ET duomenų (pvz., CIMIS, NOAA) vertimas į praktiškus 10–90 % koregavimo diapazonus

Procentinės laikmačių sistemos naudoja oficialius ET (evapotranspiracijos) matavimus ir juos paverčia tikrais įsakymais drėkinimo sistemai, dažniausiai koreguodamos veikimo trukmę nuo 10 % iki 90 % to, kas paprastai numatyta. Pavyzdžiui, šaltą ir debesuotą dieną, kai užfiksuota tik 0,4 colio evapotranspiracija, laikmatis gali sumažinti drėkinimą maždaug 60 %. Tačiau jei karštosios bangos metu užfiksuojama 0,8 colio evapotranspiracija, drėkinimo trukmė gali būti padidinta maždaug 20 %. Šis diapazonas yra svarbus todėl, kad pernelyg mažas drėkinimas gali palikti augalus praradusius drėgmės, o viršijus 90 % dažniausiai pasiekiamos įrangos galimybės, o ne tikroji augalų poreikio riba. Šie skaičiai nėra sugalvoti iš niekur: jie tiksliai pritaikyti remiantis tuo, kiek drėgmės iš tikrųjų išgaruoja iš dirvožemio ir kiek augalai paprastai įsisavina, todėl visi atliekami pakeitimai lieka saugių ribų viduje, tačiau vis tiek užtikrina tinkamą darbą.

Realaus pasaulio patvirtinimas: dinaminės procentinės tvarkaraščio sudarymos naudojimas Centrinėje slėnio soduose leido vidutiniškai sumažinti vandens suvartojimą 27 %

Lauko tyrimų rezultatai daug pasako apie tai, kas iš tikrųjų veikia. Sodai visoje Kalifornijos Centrinėje slėnyje vidutiniškai sumažino vandens suvartojimą maždaug 27 %, kai perejo prie tų pagal evapotranspiraciją (ET) nustatomų procentinių laikmatavių, ir spėkite, kas nutiko? Pagal praeitais metais žurnale „Irrigation Science“ paskelbtus tyrimus, jų derliaus nuodėmiai liko tiksliai tokios pačios. Taip pat kitą istoriją pasako dirvožemio drėgmės duomenys. Tie reguliuojami laikmataviai su nustatymais nuo 10 iki 90 procentų tikrai puikiai susidorodavo su mažomis klimato sąlygų kaitomis, kurios vyko tiesiog sodų eilėse. Jie aiškiai pranašesni už senąsias fiksuoto laiko sistemas, nes šios tiesiog neatsižvelgdavo į tai, kas iš tikrųjų vyksta su temperatūra, drėgnumu ir visais kitais veiksniais, kurie kinta minutė po minutės.

Lentelė: Koreliacija tarp procentinio reguliavimo diapazonų ir patvirtintų vandens taupymo rezultatų žemės ūkio sąlygomis.

Programavimo tikslumas: Pagrindinės funkcijos, kurios maksimaliai padidina procentinio laikmačio veiksmingumą

Tikroji procentinės laiko nustatymo prietaisų galia slypi jų programavimo galimybėse, kurios orų duomenis paverčia tikrais laistymo sprendimais. Aukštesnės kokybės modeliai turi lengvai naudojamus valdymo elementus, leidžiančius ūkininkams nustatyti laistymo grafikus mažais žingsniais, pvz., po 5 % žingsnius nuo 10 % iki 90 %. Be to, jie realiuoju laiku sinchronizuojasi su šaltiniais, tokiais kaip CIMIS ar NOAA, kad gautų evapotranspiracijos rodmenis, taip pat prisimena skirtingus nustatymus įvairioms metų laikų ar augalų augimo stadijoms. Šie sistemos taip pat greitai aptinka problemas – pvz., sulaužytas vamzdžius ar defektuotus vožtuvus – beveik akimirksniu. Kai kurie aukštos klasės modeliai net naudoja „protingą“ matematiką, kad iš anksto keistų laistymo lygius remdamiesi prognozuojamomis orų sąlygomis, o ne tik analizuodami praeities sąlygas. Pagal 2022 m. Kalifornijos universiteto bendradarbiavimo plėtros tarnybos (UC Cooperative Extension) tyrimą, ūkininkai, tinkamai įdiegę šias sistemas, pranešė apie daugiau nei 30 % vandens taupymą palyginti su senaisiais laiko nustatymo pagrindu veikiančiais laistymo sistemomis. O geriausia? Dirva lieka drėgna ten, kur tai labiausiai reikalinga, o augalai nepatiria streso.

ROI vertinimas: kada procentinės trukmės laikmatis suteikia tikrąją vertę – ir kada ne

Už 'protingų' etikečių ribų: kaip išvengti pernelyg sudėtingo projektavimo – pamokos iš miestų senų pastatų modernizavimo projektų

Peržvelgus, kas vyksta miestų atnaujinimo metu, išsiskleidžia svarbus dalykas apie laistymo laikmatį. Procentinės vertės pagrindu veikiantys laikmatis duoda geriausią investicijų grąžą tik tada, kai jie tikrai reikalingi sudėtingoms situacijoms. Paimkime mažus parkus, kuriose auga tik vieno tipo žolė ir dirvožemis visur yra vienodas. Tose vietose pažangūs procentinės vertės laikmatis dažniausiai veikia prasčiau, nei tikisi žmonės. Vidurio vakarų JAV miestai tai pastebėjo ne kartą. Kai kurios vietovės net pradėjo išleisti 18 % daugiau pinigų į priežiūrą, tuo tarpu vandens taupymas palyginti su senaisiais paprastais valdikliais buvo beveik nereikšmingas. Šie pažangūs sistemos tikrai puikiai pasireiškia vietose, kur reikia atidžios valdymo priemonių. Pagalvokite apie kraštovaizdžius su įvairiais augalais, objektus, kuriems taikomos vandens naudojimo apribojimų, arba vietas su skirtingomis mikroklimatinėmis sąlygomis, kuriose garavimo ir transpiracijos (evapotranspiracijos) rodikliai labai kinta. Tačiau prieš priimant bet kokius sprendimus, pirmiausia tikslinga atlikti tam tikrus skaičiavimus. Palyginkite, kiek vandens galima būtų sutaupyti, ir kiek kainuos įranga, jos įdiegimas bei darbuotojų mokymas. Jei išlaidų grąžinimo laikotarpis trunka ilgiau nei trys metai arba jei vietos orų sąlygos išlieka gana stabilios, dažniausiai ilgainiui efektyvesnis variantas yra likti prie paprastesnių valdiklių, kuriems reguliariai vykdoma priežiūra.

DUK

Kas yra procentinė laikmačio sistema drėkinimo sistemose?

Procentinė laikmačio sistema koreguoja drėkinimo grafiką remdamasi išoriniais veiksniais, tokiomis kaip orų sąlygos ir evapotranspiracijos rodikliai, leisdama naudoti vandenį efektyviau nei tradicinės fiksuoto trukmės valdymo sistemos.

Kaip procentinė laikmačio sistema naudoja evapotranspiracijos duomenis?

Procentinės laikmačio sistemos naudoja ET duomenis, kad dinamiškai koreguotų drėkinimo grafiką, užtikrindamos, kad taikomas vanduo atitiktų konkrečias aplinkos ir augalų reikmes bet kuriuo metu, todėl optimizuojamas vandens taupymas.

Kokie ryšio standartai reikalingi procentinei laikmačio sistemai?

Norint veiksmingai įdiegti procentinę laikmačio sistemą, paprastai reikia ryšio standartų, tokių kaip Modbus, 4–20 mA jungtys, „Wi-Fi“ ir debesijos API, kad būtų užtikrintas sklandus integravimas ir patikima duomenų perdavimas.

Ar verta investuoti į procentinę laikmačio sistemą mažame parke su vienodu žole?

Vietoms su vienalyte augmenija ir nuolatine dirva procentinio laikmačio įsigijimas gali netekti reikšmingų privalumų. Jis yra naudingesnis sudėtingose reljefo sąlygose, kur sąlygos labai skiriasi ir būtini dinaminiai reguliavimai.