草莓集装箱植物工厂设计与应用

集装箱植物工厂具有可移动性强、使用地域广泛、环境可控、高密度种植和周年生产等优点。简要叙述北京市农业机械研究所有限公司设计开发的一种草莓集装箱植物工厂,该植物工厂整体设计形式呈现模块化,重点围绕栽培系统、补光系统、环境调控系统、营养液循环系统及控制系统进行创新设计,并对栽培环境进行测试。该系统在北京市通州区进行运营生产,试验及运营结果表明:草莓集装箱植物工厂可以用于草莓栽培,为集装箱植物工厂种植栽培拓宽思路;该草莓集装箱植物工厂的设计方案合理,系统配置科学,光能利用率高,种植系统安装便捷,可提高资源利用效率,达到草莓的连年生产需求,为农户创造更高价值。      

集装箱植物工厂变频空调系统设计与应用

为解决集装箱植物工厂运行时内部温度偏高且不均匀,无法满足植物生产所需最佳温度等问题,对集装箱植物工厂变频空调系统进行设计。通过对工厂的结构组成进行统计安排,以及总负荷的计算,确定变频空调系统设计方案。通过测试室内外温度、湿度和光照,结果显示,明期集装箱内温度总平均值为26.3 ℃,湿度总平均值为44.8%,光照总平均值为12 082 lx,满足集装箱植物工厂的设计要求。该设计可加快集装箱内的降温速度,实现温度的精确控制。      

植物工厂种植板物流输送系统设计与试验

植物工厂作为目前最高水平的设施农业生产方式,成为近年来研究的重点。多层式立体栽培种植模式最为常见,主要输送方式为人工搬运种植板输送,由于人工搬运效率低、成本高,存在高空作业安全隐患,严重制约了植物工厂作业效率的提高。为此,研发了一种种植板物流输送系统,以立体栽培种植模式为基础,包含地面输送系统、提升车系统及栽培架内无线引导车系统。同时,运用Flexsim软件对该种植板物流输送模式进行仿真,并进行性能试验,结果表明:系统能够实现植物工厂立体栽培模式下种植板的自动化运输作业,作业效率达到500穴盘/h,达到国内领先水平,可为相关植物工厂立体物流输送模式的设计提供理论依据和技术支撑。     

全人工光型集装箱植物工厂新疆雪菊栽培技术

雪菊是一种具有重要药用价值的一年生草本植物,近年来逐渐被开发利用,市场前景广阔。集装箱植物工厂自动化程度高且受外界环境限制小,可实现作物周年连续性生产,是未来农业发展的必然趋势之一。该文总结了全人工光型集装箱植物工厂新疆雪菊基质栽培和营养液栽培相关技术,包括育苗盘及水培箱消毒、基质配比及营养液配制、播种、定植和后期管理等方面内容,旨在为雪菊产业现代化发展提供技术理论依据。      

集装箱植物工厂新风空调一体化系统设计与应用

针对集装箱植物工厂运行时内部空气无法自动过滤、温湿度不均匀及无法满足植物生产所需最适宜环境等现状,北京市农业机械研究所有限公司进行了集装箱植物工厂新风空调一体化系统设计,以解决集装箱植物工厂内环境净化难题,达到高效节能的目的.     

集装箱植物工厂自动控制系统建立

针对集装箱植物工厂体积小、可控性强的特征,利用最适化控制原理,针对控制成本低、控制效果好的营养液管理、人工补光、箱内环境温度3个因子,基于可编程控制器建立了一套自动控制系统。该系统将人机交互触摸屏作为上位机,采用开关量控制原理进行营养液循环和LED周期补光的管理;利用闭环PID控制原理,进行箱内温度的调节,可实时监测集装箱内部温度和营养液特征变化过程。同时,采用人机友好的工作方式,通过调用管理者输入的各类参数,自动进行控制决策并执行控制程序。试验验证表明:该系统能够根据人工设定的控制参数,实现营养液分层循环、定时供液;能够按照设定时间自动控制LED光源的闭合/断开,实现不同光照周期的转换;能够实时监测温度,并根据目标温度调节制冷/供暖机构,使集装箱内温度持续保持在适宜作物生长的范围内。参照系统在集装箱植物工厂内使用情况,可以确定本系统成本低、运行稳定,能够满足集装箱植物工厂中农作物管理需求。     

JPWZ-1型微型植物工厂的研制

针对未来城市家庭蔬菜栽培和种植的需要,研制了一种适合于楼宇、家庭使用的微型植物工厂——JPWZ-1型微型植物工厂。JPWZ-1型微型植物工厂是将大型植物工厂的各项技术集成在一个小型化栽培空间中,利用温湿度精准控制、人工补光及营养液循环供养等方式种植和栽培叶菜类蔬菜作物。JPWZ 1型微型植物工厂控制系统利用S7-200PLC作为控制器,利用TPC7062K触摸屏作为人机界面,利用PID控制模式控制栽培区的温湿度环境。JPWZ-1型微型植物工厂功能齐全,布局合理,操作简单,能够让身处都市的人在家中栽培出周期短、品质高和无污染的蔬菜。      

基于高压水射流技术的植物工厂栽培板清洗研究

植物工厂以生产效率高、自动化程度高、不受自然条件影响等优点,被应用于植物生产。但植物工厂栽培板存在清洗费力、清洗不彻底问题,制约植物工厂生产效率。对比研究设计一种基于高压水射流清洗的植物工厂栽培板清洗装置,确定最优参数为水射流靶距20~60cm,水射流锥角65°,水射流压力1000Pa,口径3.5mm的扇型喷嘴。仿真分析表明植物工厂栽培板清洗装置可以达到有效清洗目的,为植物工厂清洗装置配套设计提供参考,有效提高植物工厂的工作效率。     

植物工厂自动化物流系统的设计

针对当前植物工厂自动化程度低、人工参与易携带病菌造成污染的问题,开发自动化物流系统,对关键部件输送机构、直角坐标机械臂、末端夹持机构、升降机构、双层栽培架和转向机构进行设计,实现移栽和收获工作过程中苗床的自动搬运.种植区域无人化,有效解决由于工人进入栽培室内作业而带来的病菌污染、作业安全隐患和劳动力成本上升等问题,提高...     

气雾栽培式家庭植物工厂设计

为满足城市居民的家庭种植需求,开发一种气雾栽培式家庭植物工厂系统.以触摸屏PLC一体机作为控制器,采用LED光源,对营养液循环处理系统、环境调节控制系统、人工光系统进行针对性设计和设备选型;分别进行PLC软件、触摸屏软件和移动终端应用的设计开发,实现对家庭植物工厂的设备运行状态、环境因子、营养液因子等信息的监测与执行设...     

牧草集装箱植物工厂的研发与应用

牧草生产受自然条件限制，在北方冬季，家畜只能采食青干饲料，其营养成分不能充分满足家畜生长需要。针对上述情况，北京市农业机械研究所有限公司进行了牧草集装箱植物工厂的设计开发，通过智能调控系统，达到温、光、湿、气、水、肥的精准控制，摆脱了牧草种植对自然条件的依赖，实现牧草周年高效生产。      

植物工厂栽培板自动搬运装置设计及试验

针对植物工厂采用多层栽培架培育果蔬、人工工作难度较大及自动化水平不高的问题,开发了植物工厂栽培板自动搬运物流系统装置。该系统采用一种带吊环的栽培板,导轨和机械手安装位移传感器,通过PLC实时采集位移传感器发出的脉冲信息控制导轨和机械手进行坐标定位,完成叉板和放板动作。对搬运机构进行了定位误差试验,通过F检验证明速度对试验误差有显著影响,同时根据试验结果预测了搬运的最佳速度区间范围。     

一种密集型高光能利用率植物工厂的设计

运用精益生产思想以及LED灯的光照强度与距离平方成反比的光学原理,找出现有植物工厂中不必要的能源浪费,提出了一种植物工厂设计方案,达到提升植物工厂产能、降低单位产品成本和柔性化生产的目的。通过设计密集型高光能利用率植物工厂,优化了植物工厂总体布局,改进了植物栽培架的设计,有助于提高植物工厂的总体产能,降低单位产品的生产成本,达到总体优化的目的。      

基于STM32F407微型植物工厂智能控制系统研制

为了给微型植物工厂内部作物提供良好的生长环境,设计了一种基于STM32F407的微型植物工厂智能控制系统,包括微控制器模块、人机交互模块、数据采集模块、网络模块和执行机构驱动模块等。同时,制定了环境因子控制策略,构建了微型植物工厂智能控制系统软硬件,并进行了作物种植试验。结果表明:该系统稳定可靠,能够为作物生长提供适宜的光照、温湿度和水肥条件。     

一种船载式垂直植物工厂设计与应用

本文介绍了一种船载式植物工厂设计与应用,是完全使用人工光源封闭方式进行蔬菜栽培种植,使蔬菜生长不受任何外部自然条件制约,实现蔬菜周年连续生产。该植物工厂是一种适合海环境条件的垂直种植系统,解决了水平层流种植方式的环境适应性问题。通过紫外线、臭氧等方案进行营养液综合处理,提高了营养液循环使用率,减少了对淡水资源的消耗,降低了设备在海环境条件下的保障需求。该植物工厂的应用解决了船在航行中新鲜蔬菜的补给问题,同时也起到了对海上长期漂泊人员心理的一种疗愈功能。     

人工光型层架式气雾培工厂建设及应用

植物工厂是室内农业研究之重点,多采用水培方式结合层架补光栽培,以气雾栽培模式为主导。该文结合简易的环境调控与补光,提出一种植物工厂,具有投资成本低、耗能少且实用的优点,为室内农业的都市化发展提供技术支撑。