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環控系統的不同層次

 

中興大學 生物系統工程研究室 陳加忠

 
 

環控系統代表農業生產其環控設備所使用的控制系統,依其內容有不同的層次。以溫室為例,說明如下:

1.      機電控制

以控制面板為主體,所有控制策略以線路構成,具有溫度、濕度與光量之顯示。這是台灣最常見的控制系統。在水產、畜產、菇舍與溫室之環境控制十分普遍。控制功能為基本型,如果有新的控制策略,則需要更動線路,作業麻煩。成本低、不易故障是此系統之優點。

2.      微電腦控制

主要以可程式控制器(PLC)為主體,所有控制策略以軟體撰寫,因此修改容易。設定值可儲存與修改。可以以螢幕顯示。現有量測值、設定值與各種設備之動作狀態。與第一項比較,成本高,但是修改容易。

3.      微電腦控制,加上記錄與圖示功能

除了上述2項之控制能力,所有量測數據,各個時期之設定值與各環控設備的動作等資訊都加以記錄並且儲存於硬碟,而且可以定期備份,也可以以隨身碟裝置將紀錄資料複製與移出本機。在顯示幕上可進行圖形顯示。將現有之資訊以圖形表示,也可依據使用需求,自資料庫取出各種資料加以顯示於螢幕。

4.      上述(3)項功能,加上網路資料傳輸與遠端監視

此功能通常必須藉由環控公司之協助。所有資訊包括控制邏輯與策略等資料,量測的微氣候數據,與設備動作資料等,通過網路傳送儲存在環控公司之伺服器。使用者(溫室主人、魚池老闆等)可透過網路,以手機,平板或桌上電腦加以即時觀察,其生產場環控現況。

5.      上述(4)項功能,加上遠端遙控

除上述(4)項功能,使用者可以不在生產地點(例如溫室)現場,在遠端以電腦或手機,控制操縱生產場的環控設備。這是台灣農業目前號稱最先進之智慧系統。

 

在上述五種不同層次環控系統,以風險管理之概念,第4與第5種環控系統最為新潮,但是其風險有兩種:

1.      環控公司之信譽與永續性

環控公司有能力進入個體客戶之系統,可以更動控制邏輯與策略,可以複製資料。因此生產者之生產資訊,掌握於環控公司。如果此家公司信譽不佳,客戶就有資料外洩之風險。如果環控公司故意修改控制策略,客戶生產作業損失慘重。另一風險是永續性,如果此公司結束營業,客戶的維護即無人承接。

2.      遠端遙控之風險

自遠端進行控制,最大的風險是現場設備狀況。例如風扇皮帶,如果正在拆下維護,遠端突然啟動風扇馬達,受害就是現場人員。只是大多數使用者,滿足於此種控制感覺,認為遠端遙控代表最高水準。

 

那麼真正的智慧農業在哪裡?不是(4)(5)項之功能,因為這種數據傳輸,以平板或手機等遠端監視控制之功能在其他領域早已使用多年。真正的智慧農業自第(2)項微電腦控制開始,藉由電腦強大的運算,儲存紀錄等功能,結合溫室微氣候模式,作物生理模式與資料庫,大氣的短中長期資料,溫室成本模式與市場資訊,進行動態最佳化控制。這些控制策略只有微電腦才有此功能。傳統機電控制無法執行。

在台灣產官學研無數的智慧環控煙火秀場,我尚未看到具有這種功能。