DB15T 2814-2022日光温室卷帘控制系统设计规范 (1).pdf

ICS 65.040.30 CCS B 90 15 内蒙古自治区地方标准 DB15/T 28142022 日光温室卷帘控制系统设计规范 Design specification for roller blind control system of chinese solar greenhouse 2022-09-09 发布 2022-10-09 实施 内蒙古自治区市场监督管理局 发 布 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由内蒙古自治区农牧厅提出。本文件由内蒙古自治区果蔬标准化技术委员会（SAM/TC 25）归口。本文件起草单位：内蒙古中天科技有限公司、内蒙古农业大学。本文件主要起草人：徐文俊、赵锦、韩静宇、崔世茂、赵宇航、雷勇、邢志永、李兴、党冰娜、狄洁增、刘晓蕊、路艳、李志鑫。日光温室卷帘控制系统设计规范 1 范围 本文件规定了日光温室卷帘控制系统的术语和定义、设计要求、安装要求、控制内容和准确度、调试、维护和检验。本文件适用于日光温室卷帘控制系统的设计及安装和维护。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 191 包装储运图示标志 GB/T 2423.1 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验A：低温 GB/T 2423.2 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验B：高温 GB/T 2423.3 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验Cab：恒定湿热试验 GB/T 2423.16 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验J及导则：长霉 GB/T 2423.33 环境试验 第2部分：试验方法 试验Kca：高浓度二氧化硫试验 GB/T 4026 人机界面标志标识的基本和安全规则 设备端子、导体终端和导体的标识 GB/T 4793.1 测量、控制和实验室用电气设备的安全要求 第1部分：通用要求 GB/T 4942 旋转电机整体结构的防护等级（IP代码）分级 GB/T 6587 电子测量仪器通用规范 GB 10396 农林拖拉机和机械、草坪和园艺动力机械 安全标志和危险图形 总则 GB/T 12326 电能质量 电压波动和闪变 GB 18209.2 机械电气安全 指示、标志和操作 第2部分：标志要求 GB/T 31845 电工电子设备机械结构 热设计规范 GB 50168 电气装置安装工程电缆线路施工及验收标准 GB 50169 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范 JJG 245 光照度计检定规程 NY/T 3223-2018 日光温室设计规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。日光温室 chinese solar greenhouse 一种以太阳能为主要能源，前屋面采光，后屋面保温，后墙及山墙为保温蓄能围护墙体，夜间采用 活动保温帘对前屋面覆盖保温，在可调环境条件下进行作物生产的设施。卷帘控制系统 roller blind control system 由卷帘控制器、传感器和卷帘机组成的具有自身目标和功能的控制系统（本文件简称系统）。卷帘控制器 controller 由控制模块和电子或电气驱动元件组成，根据输入的条件和指令，按照一定的逻辑控制保温帘收放的设备（本文件简称控制器）。传感器 sensor 用于监测环境因子并将其转换为电信号的装置。卷帘机 motor-driving rolling machine 用于驱动日光温室保温覆盖材料收放的设备。4 设计 系统构成 日光温室卷帘控制系统由控制器、传感器、卷帘机组成。传感器包括：a)温度传感器；b)光照传感器。卷帘机包括：a)三相卷帘机；b)单相卷帘机。总体设计 4.2.1 系统应能实现对一个或多个卷帘的控制，控制多个卷帘时应考虑各层保温帘间的逻辑关系。4.2.2 系统中电压波动应符合 GB/T 12326 的规定。4.2.3 系统应具备自动控制和手动控制功能。4.2.4 系统应具备运行故障自动报警功能。4.2.5 系统的安全要求应符合 GB/T 4793.1 的规定。4.2.6 系统中热设计应符合 GB/T 31845 的规定。4.2.7 系统中所使用的导线颜色应符合 GB/T 4026 的规定。4.2.8 系统设计应考虑其经济性。4.2.9 系统应避免电磁干扰。控制器设计 4.3.1 控制器的功能应包括：a)控制器应具备自动控制和手动控制功能；b)控制器应能显示传感器测量参数、时间参数和控制参数；c)控制器应具备自动限位功能，当保温帘达到限位点后自动停止；d)控制器应具备运行时间保护功能，运行时间超过设定时间后仍未停止，自动进入“停机保护”状态并报警；e)控制器应具备过流保护和漏电保护功能，当超过卷帘机额定电流时自动停止运行并报警；f)控制器至少应包含传感器接口、限位器接口、报警输出接口、卷帘机接口；g)控制器应能在28 55 环境温度下正常工作。4.3.2 自动控制模式应按照下列要求设计：a)控制多层保温帘时，开帘应按照由外到内的顺序依次进行，闭帘应按照由内到外的顺序依次进行，各层保温帘应在到达限位点后，再执行下一个动作；b)定时控制模式应具备时间设置功能，可以根据设定的开帘和闭帘时间收放保温帘；示例：如开帘时间设置为 8:30，当时间到达 8:30 时，自动执行开帘动作；闭帘时间设置为 17:00，当时间到达 17:00时，自动执行闭帘动作。c)如开帘时间设置为 8:30，当时间到达 8:30 时，自动执行开帘动作；闭帘时间设置为 17:00，当时间到达 17:00 时，自动执行闭帘动作。示例：如当天的日出时间为 8:00，日落时间为 17:20，日出延后开帘时间设置为 60 min，日落提前闭帘时间设置为40 min，当时间到达 9:00 时，执行开帘动作，当时间到达 16:40 时，执行闭帘动作。d)经纬温控模式在日出后开始持续监测室内外温差，如室内外温差的变化率达到设定值时，则执行开帘动作，如日出延后开帘时间到达后室内外温差的变化率仍未达到设定值，则强制执行开帘动作；在日落提前闭帘时间开始持续监测室内外温差，如室内外温差的变化率达到设定值时，则执行闭帘动作，如在日落时间到达后室内外温差的变化率仍未达到设定值，则强制执行闭帘动作。控制器在日出后每 15 s 采集一次温度值，持续采集 10 次，将 10 次采集结果用去极值平均滤波法进行计算，得出的结果作为当前有效温度值；控制器根据当前有效温度值，按公式（1）计算出室内外温差，按公式（2）计算出单位时间内室内外温差的变化率；outinTTT=(1)式中:T室内外温差；inT室内温度；outT室外温度。%100001=TTTT (2)式中：T室内外温差的变化率；1T当前时间室内外温差；0T上一时间点室内外温差。示例1：如当天日出时间为 8:00，日出延后开帘时间设置为 60 min，室内外温差变化率设置为 10%，系统从 8:00 开始持续监测室内外温差，当室内外温差变化率达到 10%，执行开帘动作；当时间到达 9:00 时，室内外温差变化率仍未达到 10%时，强制执行开帘动作。示例2：如当天日落时间为 17:20，日落提前闭帘时间设置为 40 min，室内外温差变化率设置为 10%，系统从 16:40开始持续监测室内外温差，当室内外温差变化率达到 10%，执行闭帘动作；当时间到达 17:20 时，室内外温差变化率仍未达到 10%，强制执行闭帘动作。e)经纬光控模式在日出后开始持续监测室外光照强度，如室外光照强度高于设定值时，则执行开帘动作，如日出延后开帘时间到达后室外光照强度仍低于设定值，则强制执行开帘动作；在日落提前闭帘时间开始持续监测室外光照强度，如室外光照强度低于设定值时，则执行闭帘动作，如在日落时间到达后室外光照强度仍高于设定值，则强制执行闭帘动作。控制器在日出后每 15 s 采集一次光照强度数据，持续采集 10 次，将 10 次采集结果用去极值平均滤波法进行计算，得出的结果作为当前有效光照强度；示例1：如当天日出时间为 8:00，日出延后开帘时间设置为 60 min，光照强度设置为 200 Lux，系统从 8:00 开始持续监测光照强度，当光照强度高于 200 Lux，执行开帘动作；当时间到达 9:00 时，光照强度仍低于 200 Lux，强制执行开帘动作。示例2：如当天日落时间为 17:20，日落提前闭帘时间设置为 40 min，光照强度设置为 300 Lux，系统从 16:40 开始持续监测光照强度，当光照强度低于 300 Lux，执行闭帘动作；当时间到达 17:20 时，光照强度仍高于 300 Lux，强制执行闭帘动作。f)经纬温光控制模式在日出后开始持续监测光照强度和室内外温差，如光照强度和室内外温差同时满足条件，则执行开帘动作；如日出延后开帘时间到达后条件仍未满足，则强制执行开帘动作；在日落提前闭帘时间开始持续监测光照强度和室内外温差，如光照强度和室内外温差满足其中一个条件，则执行闭帘动作；如在日落时间到达后仍未满足其中一个条件，则强制执行闭帘动作。传感器配置 4.4.1 选型应符合表 2 的测量参数要求。4.4.2 应能精确、稳定反映植物生长区的环境状况。4.4.3 应能在日光温室内外极端环境范围内正常工作。4.4.4 应具备防潮、防水、防尘的特点。4.4.5 应经检定或校准合格，保证其有效期内准确度满足测定要求。4.4.6 日光温室室外温度传感器和光照传感器至少应各配备 2 个。4.4.7 日光温室室内温度传感器数量应按照下列要求配备：a)日光温室长度小于等于 60 m，至少配备 2 个；b)日光温室长度大于 60 m，至少配备 3 个。4.4.8 测量参数的平均值作为控制器的有效值。卷帘机配置 4.5.1 选型应符合 NY/T 3223-2018 第 10 章的规定。4.5.2 应设有限位器及过载保护装置。4.5.3 防护等级不低于 IP54，应符合 GB/T 4942 的规定。4.5.4 正反转应具备自锁功能，停机时不应自行滑落。4.5.5 负荷程度应不大于额定值的 90%。5 系统的设计安装要求 基本要求 5.1.1 电气装置和电缆安装应符合 GB 50168、GB 50169 的规定。5.1.2 系统所有部件应按规定程序批准的产品图样及技术文件制造。5.1.3 操作人员应经过技术培训，熟悉系统的工作原理、性能、构造及使用、维护规范、规程。5.1.4 安装作业时，应至少有 2 人在场配合作业。控制器要求 5.2.1 控制器安装应牢固，应能承受在正常使用条件下可能遇到的机械、电气、热应力及潮湿的影响。5.2.2 壁挂安装的控制箱体应与墙体可靠固定。5.2.3 大型落地安装的控制箱体应与地基固定，安装尺寸应符合制造图样的要求。5.2.4 控制器应装在操作者易于操作的位置，显示窗口应与人的眼睛高度相近。传感器要求 5.3.1 室内温度传感器应在日光温室东西长度均匀布置、南北跨度自南向北 1/3 处安装；安装高度应在作物冠层上方 10 cm 处，可随作物生长移动。5.3.2 室外光照传感器应安装在日光温室侧墙距地面高度 1.5 m 无遮光处，室外温度传感器应安装在相近位置。卷帘机要求 5.4.1 安装前确定日光温室的强度，保证能承受卷帘机、保温帘的重量。5.4.2 卷帘机底座应固定牢固，固定架应结实。5.4.3 安装时应使用相匹配的支杆、推杆、螺栓，避免造成折杆、拧杆的现象。6 控制参数要求 控制器控制参数见表1。表1 控制器控制参数 控制内容 控制变量 控制范围 分辨率 最大控制误差 定时控制 时间 0:0024:00 1 min 1 min 经纬延时控制 延时时间 0 min999 min 1 min 1 min 温度控制 温度 40 80 1 3 光照控制 光照强度 0 Lux200000 Lux 100 Lux 5%传感器测量参数见表2。表2 传感器测量参数 测量参数 测量范围 分辨率 最大允许误差 温度 40 80 0.1 0.5 光照强度 0 Lux200000 Lux 100 Lux 5%卷帘机开帘闭帘时间要求见表3。表3 卷帘机开帘闭帘时间要求 日光温室跨度 m 开帘闭帘时间要求 min 8 15 812 20 7 调试和维护 控制器调试和维护 7.1.1 控制器安装完成后，切换至手动控制模式，检查保温帘是否能正常使用。7.1.2 控制器安装完成后，根据使用说明书完成初始参数设置。7.1.3 使用期间每月检查控制器显示的传感器数值是否正确。7.1.4 使用期间每月检查控制器是否能按照设置的参数正常运行。7.1.5 使用期间每月检查报警功能是否正常。7.1.6 使用期间每月校准控制器的时钟，以保证保温帘开帘闭帘时间的准确性。传感器调试和维护 7.2.1 每月清洗擦拭传感器，以免影响传感器的功能和稳定性。7.2.2 每年检定、校准传感器，以保证传感器精度符合要求。卷帘机调试和维护 7.3.1 日常检查保温帘是否卷偏，如有卷偏现象及时调整。7.3.2 使用期间每月检查卷帘机安全防护装置是否完好有效。7.3.3 使用期间每月检查电动机、变速箱、卷轴运行是否正常有效。7.3.4 使用期间每月检查减速箱是否缺油，如有缺油现象及时补充，每年更换一次。7.3.5 使用期间每月检查紧固螺栓是否有松动，焊接处是否有断裂、开焊现象。8 检验 检验用仪器设备 检验用仪器设备应经过计量检定或校准且在有效期内。系统检验 8.2.1 系统的检验应符合 GB/T 2423.1、GB/T 2423.2、GB/T 2423.3 的规定。8.2.2 系统安装完成后应进行 72 h 以上的连续运行试验，以检验系统的稳定性及抗干扰能力。8.2.3 对于现场安装的单件产品进行外观检验，性能检验实行随机检验。控制器检验 8.3.1 外观检验 控制器外观应按照下列要求检验：a)危险的区域应有安全操作标志，其标志应符合 GB 18209.2 的规定；b)设备端子、导体终端和导体的标识应符合 GB/T 4026 的规定；c)所有的机械操作零部件、锁扣等运动部件应动作灵活，动作效果应正确。8.3.2 性能检验 控制器性能应按照下列要求检验：a)将传感器接入控制器，传感器测量数据应在控制器上正确显示；b)控制器控制最大误差检验应使用标准测量仪器进行检验，检验结果满足表 2 中最大允许误差；c)控制器应按照 GB/T 6587 进行 II 组温室试验；d)安装在日光温室内无法与整个温室环境隔离的控制器除按照 GB/T 6587 进行 II 组温室试验的检验外，还应按照 GB/T 2423.3 在温度为 40 2，相对湿度 93%RH3%RH 时，进行 21 d 的恒定湿热试验，控制器应能正常工作；e)安装在空气污染严重环境的控制器应按照 GB/T 2423.33 进行二氧化硫试验；f)安装在高湿环境中的控制器应按照 GB/T 2423.16 进行长霉试验，试验结果应符合长霉等级评定 2a。传感器检验 8.4.1 外观检验 包装标志检验应符合GB/T 191的规定。8.4.2 性能检验 将温度传感器和标准温度计置于恒温环境30 min，检测温度与标准温度计（精度等级0.1）相比较，试验结果应符合表3的最大允许误差。光照强度检验应按照JJG 245进行试验，试验结果应符合表3的最大允许误差。卷帘机检验 8.5.1 外观检验 卷帘机外观应按照下列要求检验：a)卷帘机外露回转件应有安全防护罩；b)有危险的部位应有安全标志，安全标志应符合 GB 10396 的规定；c)减速箱应无渗漏油现象。8.5.2 性能检验 卷帘机性能应按照下列要求检验：a)测量最大行程所用开帘、闭帘时间，测量 10 次，计算平均时间；b)卷帘机安装在扭矩试验台上，连接牢固后启动卷帘机，逐渐给卷帘机增加负荷，直至达到其额定输 出扭矩后，运行 20 min，各零部件应无损坏；c)用电功率仪测量在卷帘状态下的平均输入功率，按公式（3）计算负荷程度。%NNeff100=(3)式中：f 负荷程度；fN卷帘机平均输入功率；eN卷帘机额定功率；卷帘机效率。安全性检验 系统应按GB/T 4793.1的规定进行安全检验。