JP2011205948A - Control system for opening/closing device for agricultural greenhouse, and method for controlling temperature in agricultural greenhouse utilizing opening/closing device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control system for an opening/closing device for an agricultural greenhouse which controls an opening/closing device to open/close while predicting a temperature in the agricultural greenhouse as needed to achieve high-level temperature-controlling properties.SOLUTION: The control system for an opening/closing device for an agricultural greenhouse 10 is a control system for automatically controlling an opening/closing device 104 for opening/closing part of the roof of an agricultural greenhouse 100 so as to perform ventilation and temperature adjustment in the greenhouse, and the control system includes: a temperature sensor 12 disposed in the greenhouse to measure the temperature in the greenhouse; a timer part 14; a predictive temperature-setting part 16 setting a predictive temperature H to be predicted in the future based on a current temperature measured by the temperature sensor 12 in every interval in a prescribed period of time kept by the timer part 14, and a past temperature in the past traced back for a prescribed period of time; and a predicting opening/closing control part 26 (18) which controls the opening/closing device to open/close by a prescribed width while using the predictive temperature H set in the predictive temperature-setting part 16 every interval in a prescribed period of time kept by the timer part, and a target temperature T preliminarily set up, as decision elements.

Description

本発明は、農業用ハウスの開閉装置用制御システム及び開閉装置を利用した農業用ハウスの温度制御方法に関する。   The present invention relates to an agricultural house opening / closing device control system and an agricultural house temperature control method using the opening / closing device.

野菜や果実、花卉等の農作物を促成栽培する際には、屋根や側壁をポリ塩化ビニル等の透光性フィルムで被覆した農業用ビニルハウスが利用される。ビニルハウスでは、例えば太陽の日差しが強い日中にはハウス室内の温度が高温となり栽培している農作物に高温障害が発生するおそれがあり、栽培温度の管理が重要である。高温障害を防止するために、ビニルハウスの屋根の一部分を開閉させる開閉装置が設けられる場合がある。ビニルハウスの開閉装置は、例えば、屋根を覆うフィルムの一部分を巻取り又は巻戻し動作して、開口部を開閉するように設けられている。そして、ハウス室内温度が高くなる日中には該ハウスの屋根のフィルムの一部を巻取って開口を開けて外気を取り入れ、温度が低くなる夕方にはフィルムの一部を巻戻して開口を閉じ、これらの開閉操作を繰返しながらハウス室内の温度を管理しようとするものであった。開閉装置は、ハウス室内の温度の変化に対応して開閉する必要があるが、人力で開閉するには煩雑で労力がかかる問題があった。そこで、開閉装置の開閉操作を自動で制御する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、温度センサによる感知温度と制御盤に設定された設定温度との偏差値により開閉制御させるビニルハウス自動開閉装置が開示されている。   When forcing cultivation of crops such as vegetables, fruits and flowers, an agricultural vinyl house in which the roof and side walls are covered with a translucent film such as polyvinyl chloride is used. In a vinyl house, for example, during the day when the sun's sunlight is strong, the temperature in the house room becomes high, and there is a risk that high temperature damage may occur in the cultivated crops, and management of the cultivation temperature is important. In order to prevent a high temperature failure, an opening / closing device for opening / closing a part of the roof of the vinyl house may be provided. The opening / closing device of a vinyl house is provided so as to open or close an opening by winding or unwinding a part of a film covering a roof, for example. And during the day when the house room temperature rises, wind up a part of the film on the roof of the house and open the opening to take in outside air, and in the evening when the temperature gets lower, rewind a part of the film and open the opening. It was intended to control the temperature inside the house while closing and repeating these opening and closing operations. The switchgear needs to be opened and closed in response to changes in the temperature in the house room, but there is a problem that it is complicated and labor-intensive to open and close manually. Therefore, a technique for automatically controlling the opening / closing operation of the opening / closing device has been proposed. For example, Patent Document 1 discloses a greenhouse automatic opening / closing device that performs opening / closing control based on a deviation value between a temperature detected by a temperature sensor and a set temperature set in a control panel.

特開平７−２３６６６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-23666

特許文献１の自動開閉装置のように従来の開閉制御では、温度センサで測定したハウス室内温度と設定値との高低比較により、開口部分を全開又は閉鎖させるように開閉制御するものであった。しかしながら、このような従来の開閉装置の開閉制御では、ハウス室内温度が設定値を超えてから開動作し、ハウス室内温度が設定値より下がって閉動作するので、開閉装置の開閉動作が遅れ、栽培している農作物の温度管理に適した開閉タイミングでの制御が困難であり、農作物に悪影響を及ぼすおそれがあった。また、従来の開閉制御では、午前中に太陽光でハウス室内の温度センサ付近が温められて設定値より上がって開閉装置を開いた後、冷たい外気を取り入れたことにより急激にハウス内温度が設定値より下がって開閉装置を閉じ、さらに開閉装置を閉じたことにより再びハウス内温度が設置値より高くなって開閉装置を開く、といった開閉制御を短時間で頻繁に繰返してしまう場合があり、栽培農作物に悪影響を及ぼしたり、開閉装置の部材が早期に消耗したり、電力を多量に消費してしまう問題があった。   In the conventional opening / closing control like the automatic opening / closing device of Patent Document 1, the opening / closing control is performed so that the opening portion is fully opened or closed by comparing the house room temperature measured by the temperature sensor and the set value. However, in such conventional opening / closing control of the opening / closing device, the opening operation is performed after the house room temperature exceeds the set value, and the opening operation of the opening / closing device is delayed because the house room temperature falls below the set value and the closing operation is performed. It was difficult to control at the opening and closing timing suitable for the temperature management of the cultivated crop, and there was a possibility of adversely affecting the crop. In addition, in the conventional open / close control, the temperature in the house is warmed by sunlight in the morning, the temperature rises above the set value, opens the switchgear, and then the house temperature is rapidly set by taking in cold outside air. Opening and closing control may be repeated frequently in a short period of time, such as closing the opening and closing device after falling below the value, and further closing the opening and closing device, the house temperature again becomes higher than the installation value and the opening and closing device is opened. There have been problems such as adversely affecting the crops, members of the switchgear being consumed at an early stage, and a large amount of electric power being consumed.

本発明は上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、その一つの目的は、農業用ハウス室内の温度を随時予測しながら開閉装置を開閉制御して、高精度な温度制御を実現する農業用ハウスの開閉装置用制御システム及び開閉装置を利用した農業用ハウスの温度制御方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and one object thereof is agriculture that realizes highly accurate temperature control by controlling opening and closing of the switchgear while predicting the temperature in the agricultural house room as needed. Another object is to provide a temperature control method for an agricultural house using an opening / closing device control system for an industrial house and an opening / closing device.

上記課題を解決するために本発明は、農業用ハウス１００の屋根の一部を開閉して該ハウス室内の換気及び温度調整を行わせる開閉装置１０４を自動制御する制御システムであり、ハウス室内に配置されハウス室内の温度を測定する温度センサ１２と、タイマ部１４と、タイマ部１４が計時する所定時間間隔ごとに温度センサ１２で測定される現在温度と一定時間遡った過去温度とに基づいて将来的に予測される予測温度Ｈを設定する予測温度設定部１６と、タイマ部が計時する所定時間間隔ごとに予測温度設定部１６で設定した予測温度Ｈと予め設定した目標温度Ｔとを判定要素として開閉装置を所定幅だけ開閉制御する予測開閉制御部２６（１８）と、を備えたことを特徴とする農業用ハウスの開閉装置用制御システム１０から構成される。基本的には、予測温度Ｈと目標温度Ｔとを比較して開閉装置の開閉制御を行うこととしてもよいが、後述のように、目標温度Ｔを時間帯や温度変化に応じて補正した制御用温度Ｋを設定し、この制御用温度Ｋと予測温度Ｈとの比較により開閉制御すると、ハウス環境に対応した、より高精度な制御を実現できる。タイマ部１４、予測温度設定部１６、予測開閉制御部２６は、例えば、リレーや種々の電子回路、プログラマブル回路、電子機材等によりハードウェア的に構成してもよいし、汎用コンピュータ又は専用コンピュータに組み込むプログラムによりソフトウェア的に構成してもよい。農業用ハウス１００は、例えば、ビニルハウスや透明ガラス製の温室等でもよい。開閉装置は、例えば、外面を被覆しているビニルフィルムの一部を巻取り、巻き戻して開閉を行う構成や、一部の開閉扉や開閉窓等を設けて開閉する構成等、その他任意の構成でもよい。   In order to solve the above problems, the present invention is a control system for automatically controlling an opening / closing device 104 that opens and closes a part of a roof of an agricultural house 100 to perform ventilation and temperature adjustment in the house. Based on a temperature sensor 12 that is disposed and measures the temperature in the house, a timer unit 14, and a current temperature measured by the temperature sensor 12 at a predetermined time interval counted by the timer unit 14 and a past temperature that is traced back for a certain time. A predicted temperature setting unit 16 that sets a predicted temperature H that is predicted in the future, and a predicted temperature H that is set by the predicted temperature setting unit 16 and a preset target temperature T that are determined at predetermined time intervals measured by the timer unit. And a predictive opening / closing control unit 26 (18) for controlling opening / closing of the opening / closing device by a predetermined width as an element. . Basically, the opening / closing control of the switchgear may be performed by comparing the predicted temperature H and the target temperature T. However, as will be described later, the control is performed by correcting the target temperature T according to the time zone or temperature change. If the working temperature K is set and the opening / closing control is performed by comparing the control temperature K with the predicted temperature H, more accurate control corresponding to the house environment can be realized. The timer unit 14, the predicted temperature setting unit 16, and the predicted opening / closing control unit 26 may be configured in hardware by, for example, relays, various electronic circuits, programmable circuits, electronic equipment, etc. You may comprise by software with the program to incorporate. The agricultural house 100 may be, for example, a vinyl house or a transparent glass greenhouse. The open / close device is, for example, a configuration in which a part of the vinyl film covering the outer surface is wound and unwound to open / close, or a configuration in which some open / close doors or open windows are provided to open / close, etc. It may be configured.

また、タイマ部１４は、時刻を計る時計機能を有し、予測温度設定部１６は、制御を行う時間帯に対応して予め定められた予測温度演算ルールが設定されており、制御時の時刻が属する時間帯に対応して予測温度演算ルールに従って現在及び過去温度Ｔ、Ｓから予測温度Ｈを算出することとしてもよい。   The timer unit 14 has a clock function for measuring time, and the predicted temperature setting unit 16 is set with a predetermined predicted temperature calculation rule corresponding to the time zone in which the control is performed. The predicted temperature H may be calculated from the current and past temperatures T and S according to the predicted temperature calculation rule corresponding to the time zone to which.

また、予測温度演算ルールは、現在及び過去温度から算出される時間当たりの温度傾斜に掛け算させる増幅用パラメータＥを含み、増幅用パラメータＥは、ハウス室内の温度が上昇傾向に予想される時間帯であって、実際のハウス室内の温度変化が上昇の場合には、大きな数値で設定され、ハウス室内の温度が上昇傾向に予想される時間帯であって、実際のハウス室内の温度変化が下降の場合には、０又は小さな数値で設定され、ハウス室内の温度が下降傾向に予想される時間帯であって、実際のハウス室内の温度変化が上昇の場合には、０又は小さな数値で設定され、ハウス室内の温度が下降傾向に予想される時間帯であって、実際のハウス室内の温度変化が下降の場合には、大きな数値で設定されることとしてもよい。   The predicted temperature calculation rule includes an amplification parameter E that is multiplied by a temperature gradient per time calculated from the current and past temperatures, and the amplification parameter E is a time zone in which the temperature in the house room is expected to increase. However, when the actual temperature change in the house room is rising, it is set to a large value, and the temperature inside the house room is expected to rise. In the case of 0, it is set to 0 or a small numerical value, and it is a time zone where the temperature in the house room is expected to decrease, and if the actual temperature change in the house room is rising, it is set to 0 or a small numerical value. When the temperature in the house room is expected to decrease and the actual temperature change in the house room is decreasing, the value may be set to a large value.

また、予測開閉制御部２６は、予測温度Ｈと、時間帯に対応して目標温度Ｆを補正した制御用温度Ｋと、を比較して、開閉装置を所定幅だけ開閉制御させるようになっており、制御用温度Ｋは、ハウス室内の温度が上昇傾向に予想される時間帯では開閉装置を開き制御させやすいように比較的低い温度で設定され、ハウス室内の温度が下降傾向に予想される時間帯では開閉装置を閉鎖制御させやすいように比較的高い温度で設定されたされたこととしてもよい。   Further, the predicted opening / closing control unit 26 compares the predicted temperature H with the control temperature K obtained by correcting the target temperature F corresponding to the time zone, and controls the switching device to open / close by a predetermined width. The temperature K for control is set at a relatively low temperature so that the switchgear can be easily opened and controlled in a time zone in which the temperature in the house is expected to increase, and the temperature in the house is expected to decrease. In the time zone, it may be set at a relatively high temperature so that the opening / closing device can be controlled to be closed.

また、予測開閉制御部２６では目標温度に応じて制御を行なわせる温度域Ｊが予め設定され、予測開閉制御部２６による制御に先立って現在温度Ｔと該温度域Ｊとを比較判定し、現在温度Ｔが該温度域Ｊの上限値Ｊａよりも高い場合には開閉装置１０４を全開させるように制御し、現在温度Ｔが該温度域Ｊの下限値Ｊｂよりも低い場合には開閉装置１０４を完全閉鎖させるように制御する現在温度開閉制御部２４を含むこととしてもよい。   Further, in the predicted opening / closing control unit 26, a temperature range J for performing control according to the target temperature is set in advance, and the current temperature T and the temperature range J are compared and determined prior to the control by the predicted opening / closing control unit 26, When the temperature T is higher than the upper limit value Ja of the temperature range J, the switchgear 104 is controlled to be fully opened. When the current temperature T is lower than the lower limit value Jb of the temperature range J, the switchgear 104 is controlled. It is good also as including the present temperature switching control part 24 controlled to make it completely close.

さらに、本発明は、農業用ハウスにおいて屋根の一部を開閉する開閉装置を制御システムにより自動開閉制御してハウス室内の温度調整を行う温度制御方法であり、ハウス室内に配置した温度センサにより温度を測定する温度測定ステップ（Ｓ１０）と、温度測定ステップにて温度センサで測定した現在の温度Ｔと一定時間過去の温度Ｓを記憶する温度記憶ステップ（Ｓ１２）と、温度記憶ステップで記憶した現在及び過去の温度に基づいて将来的な予測温度Ｈを設定する予測温度設定ステップ（Ｓ１４）と、予測温度設定ステップで設定した予測温度Ｈと予め設定された目標温度Ｆとを判定要素としてハウスの開閉装置の開閉制御を行う予測開閉制御ステップ（Ｓ１８）と、を含む制御を所定時間間隔ごとに繰返すことを特徴とする開閉装置を利用した農業用ハウスの温度制御方法から構成される。   Furthermore, the present invention is a temperature control method for adjusting the temperature in a house room by automatically controlling the opening / closing device for opening and closing a part of a roof in an agricultural house by a control system, and the temperature is adjusted by a temperature sensor disposed in the house room. A temperature measurement step (S10) for measuring the temperature, a temperature storage step (S12) for storing the current temperature T measured by the temperature sensor in the temperature measurement step and the temperature S for a certain period of time, and the current temperature stored in the temperature storage step The predicted temperature setting step (S14) for setting the future predicted temperature H based on the past temperature, the predicted temperature H set in the predicted temperature setting step, and the preset target temperature F are used as determination factors. A predictive opening / closing control step (S18) for performing opening / closing control of the opening / closing device, and repeating the control at predetermined time intervals. It consists of temperature control method of the agricultural house using.

本発明の農業用ハウスの開閉装置用制御システムによれば、農業用ハウスの屋根の一部を開閉して該ハウス室内の換気及び温度調整を行わせる開閉装置を自動制御する制御システムであり、ハウス室内に配置されハウス室内の温度を測定する温度センサと、タイマ部と、タイマ部が計時する所定時間間隔ごとに温度センサで測定される現在温度と一定時間遡った過去温度とに基づいて将来的に予測される予測温度を設定する予測温度設定部と、タイマ部が計時する所定時間間隔ごとに予測温度設定部で設定した予測温度と予め設定した目標温度とを判定要素として開閉装置を所定幅だけ開閉制御する予測開閉制御部と、を備えたことから、随時ハウス室内の温度を予測して、開閉装置の開閉タイミングを遅らせることなく適時的に開閉制御することができる。同時に、開閉装置の無駄な開閉制御を低減でき、開閉制御によるハウス室内の短時間での頻繁な上下変動を防止できる。その結果、ハウス室内の温度を高精度に制御することができ、実用性が高く、高温障害や低温障害等を防止しながら農作物を適切に栽培することができる。また、開閉装置の部材の早期消耗を防止できるとともに、無駄な電気の使用を減らすことができる。   According to the control system for an agricultural house opening and closing device of the present invention is a control system for automatically controlling an opening and closing device that opens and closes a part of the roof of the agricultural house and performs ventilation and temperature adjustment in the house. A future based on a temperature sensor that is arranged in the house room and measures the temperature in the house room, a timer unit, a current temperature measured by the temperature sensor at a predetermined time interval timed by the timer unit, and a past temperature that is traced back a certain time A predicted temperature setting unit that sets a predicted temperature that is predicted in advance, and a predicted temperature set by the predicted temperature setting unit and a preset target temperature for each predetermined time interval timed by the timer unit. Predictive opening and closing control unit that controls opening and closing only the width, so that the temperature inside the house can be predicted at any time and the opening and closing control can be performed in a timely manner without delaying the opening and closing timing of the opening and closing device. It is possible. At the same time, useless opening / closing control of the opening / closing device can be reduced, and frequent vertical fluctuations in the house room due to the opening / closing control can be prevented. As a result, the temperature in the house room can be controlled with high accuracy, the utility is high, and the crops can be appropriately cultivated while preventing high-temperature and low-temperature failures. In addition, it is possible to prevent premature exhaustion of the members of the switchgear and reduce useless use of electricity.

また、タイマ部は、時刻を計る時計機能を有し、予測温度設定部は、制御を行う時間帯に対応して予め定められた予測温度演算ルールが設定されており、制御時の時刻が属する時間帯に対応して予測温度演算ルールに従って現在及び過去温度から予測温度を算出する構成とすることにより、時間帯で変わる太陽光の影響を考慮して農業用ハウス室内の環境に適した予測温度を設定することができ、開閉装置によるハウス室内の温度制御を高精度に実現できる。   In addition, the timer unit has a clock function for measuring time, and the predicted temperature setting unit is set with a predetermined predicted temperature calculation rule corresponding to the control time zone, and the time at the time of control belongs Predicted temperature suitable for the environment in an agricultural house room in consideration of the influence of sunlight that changes in the time zone by adopting a configuration that calculates the predicted temperature from the current and past temperatures according to the predicted temperature calculation rule corresponding to the time zone Can be set, and temperature control in the house interior by the switchgear can be realized with high accuracy.

また、予測温度演算ルールは、現在及び過去温度から算出される時間当たりの温度傾斜に掛け算させる増幅用パラメータを含み、増幅用パラメータは、ハウス室内の温度が上昇傾向に予想される時間帯であって、実際のハウス室内の温度変化が上昇の場合には、大きな数値で設定され、ハウス室内の温度が上昇傾向に予想される時間帯であって、実際のハウス室内の温度変化が下降の場合には、０又は小さな数値で設定され、ハウス室内の温度が下降傾向に予想される時間帯であって、実際のハウス室内の温度変化が上昇の場合には、０又は小さな数値で設定され、ハウス室内の温度が下降傾向に予想される時間帯であって、実際のハウス室内の温度変化が下降の場合には、大きな数値で設定される構成とすることにより、例えば、午前のように太陽光の影響を受けてハウス室内温度が上昇されやすい時間帯には、開閉装置を開けやすくかつ閉めにくい制御とし、例えば、午後のように太陽が沈んでハウス室内温度が下降されやすい時間帯には、開閉装置を開けにくくかつ閉めやすい制御として、時間帯によるハウス室内の温度変化に適応した予測温度を設定でき、高精度な温度制御を実現できる。   The predicted temperature calculation rule includes an amplification parameter that is multiplied by the temperature gradient per hour calculated from the current and past temperatures, and the amplification parameter is a time zone in which the temperature in the house room is expected to rise. When the actual temperature change in the house room is rising, it is set to a large value, and the temperature in the house room is expected to rise, and the temperature change in the actual house room is falling. Is set to 0 or a small numerical value, is a time zone in which the temperature in the house room is expected to decrease, and when the actual temperature change in the house room is rising, it is set to 0 or a small numerical value, When the temperature in the house room is expected to decline and the actual temperature change in the house room is falling, a configuration with a large numerical value can be used, for example, in the morning. During the time when the house room temperature is likely to rise due to the influence of sunlight, the switchgear can be opened easily and is difficult to close. For example, during the afternoon when the sun goes down and the house room temperature falls easily As a control that makes it difficult to open and close the switchgear, it is possible to set a predicted temperature adapted to the temperature change in the house room according to the time zone, and to realize highly accurate temperature control.

また、予測開閉制御部は、予測温度と、時間帯に対応して目標温度を補正した制御用温度と、を比較して、開閉装置を所定幅だけ開閉制御させるようになっており、制御用温度は、ハウス室内の温度が上昇傾向に予想される時間帯では開閉装置を開き制御させやすいように比較的低い温度で設定され、ハウス室内の温度が下降傾向に予想される時間帯では開閉装置を閉鎖制御させやすいように比較的高い温度で設定された構成とすることにより、予測温度を利用して開閉制御する際に、例えば、午前のように太陽光の影響を受けてハウス室内温度が上昇されやすい時間帯には、開閉装置を開けやすくかつ閉めにくい制御とし、例えば、午後のように太陽が沈んでハウス室内温度が下降されやすい時間帯には、開閉装置を開けにくくかつ閉めやすい制御として、時間帯に対応した高精度な温度制御を実現できる。   The predicted opening / closing control unit compares the predicted temperature with the control temperature obtained by correcting the target temperature corresponding to the time zone, and controls the switching device to open / close by a predetermined width. The temperature is set at a relatively low temperature so that the switchgear can be easily opened and controlled in a time zone in which the temperature in the house room is expected to rise, and the switchgear in a time zone in which the temperature in the house room is expected to fall. When the opening / closing control is performed using the predicted temperature, for example, the house room temperature is affected by sunlight as in the morning. In the time zone when the temperature rises easily, control is made so that the switchgear is easy to open and hard to close.For example, in the afternoon when the sun goes down and the house room temperature tends to fall, the switchgear is difficult to open and close. As have control, it can realize high-precision temperature control corresponding to the time zone.

また、予測開閉制御部では目標温度に応じて制御を行なわせる温度域が予め設定され、予測開閉制御部による制御に先立って現在温度と該温度域とを比較判定し、現在温度が該温度域の上限値よりも高い場合には開閉装置を全開させるように制御し、現在温度が該温度域の下限値よりも低い場合には開閉装置を完全閉鎖させるように制御する現在温度開閉制御部を含むことから、現在温度と予測温度との２つの要素を利用して開閉制御を行って、ハウス室内の温度をより高精度に制御することができる。   In addition, a temperature range for performing control according to the target temperature is set in advance in the predictive switching control unit, and the current temperature and the temperature range are compared and determined prior to control by the predictive switching control unit, and the current temperature is within the temperature range. A current temperature switching control unit for controlling the switching device to be fully opened when the current temperature is lower than the upper limit value, and for completely closing the switching device when the current temperature is lower than the lower limit value of the temperature range. Therefore, it is possible to control the temperature in the house with higher accuracy by performing opening / closing control using two elements of the current temperature and the predicted temperature.

さらに、本発明の開閉装置を利用した農業用ハウスの温度制御方法によれば、農業用ハウスにおいて屋根の一部を開閉する開閉装置を制御システムにより自動開閉制御してハウス室内の温度調整を行う温度制御方法であり、ハウス室内に配置した温度センサにより温度を測定する温度測定ステップと、温度測定ステップにて温度センサで測定した現在の温度と一定時間過去の温度を記憶する温度記憶ステップと、温度記憶ステップで記憶した現在及び過去の温度に基づいて将来的な予測温度を設定する予測温度設定ステップと、予測温度設定ステップで設定した予測温度と予め設定された目標温度とを判定要素としてハウスの開閉装置の開閉制御を行う予測開閉制御ステップと、を含む制御を所定時間間隔ごとに繰返すことから、随時ハウス室内の温度を予測して、開閉装置の開閉タイミングを遅らせることなく適時的に開閉制御することができる。同時に、開閉装置の無駄な開閉制御を低減でき、開閉制御によるハウス室内の短時間での頻繁な上下変動を防止できる。その結果、ハウス室内の温度を高精度に制御することができ、高温障害や低温障害等を防止しながら農作物を適切に栽培することができる。また、開閉装置の部材の早期消耗を防止できるとともに、無駄な電気の使用を減らすことができる。   Furthermore, according to the temperature control method for an agricultural house using the switchgear of the present invention, the switchgear that opens and closes a part of the roof in the farmhouse is automatically controlled by the control system to adjust the temperature in the house room. A temperature control method, a temperature measurement step for measuring a temperature by a temperature sensor disposed in a house room, a temperature storage step for storing a current temperature measured by the temperature sensor in the temperature measurement step and a temperature in the past for a certain period of time, A house that uses a predicted temperature setting step for setting a future predicted temperature based on the current and past temperatures stored in the temperature storage step, a predicted temperature set in the predicted temperature setting step, and a preset target temperature as determination factors. A predictive open / close control step for performing open / close control of the open / close device is repeated at predetermined time intervals. The temperature of the inner predict, it can be timely controlled to open and close without delaying the closing timing of the opening and closing device. At the same time, useless opening / closing control of the opening / closing device can be reduced, and frequent vertical fluctuations in the house room due to the opening / closing control can be prevented. As a result, the temperature in the house room can be controlled with high accuracy, and crops can be properly cultivated while preventing high-temperature and low-temperature failures. In addition, it is possible to prevent premature exhaustion of the members of the switchgear and reduce useless use of electricity.

本発明の一実施形態に係る農業用ハウスの開閉装置用制御システムの概略ブロック図である。1 is a schematic block diagram of an agricultural house opening / closing device control system according to an embodiment of the present invention. 図１の農業用ハウスの開閉装置用制御システムの開閉制御及び実施形態に係る農業用ハウスの温度制御方法の概略フロー図である。It is a schematic flowchart of the temperature control method of the agricultural house which concerns on the opening / closing control of the control system for the opening / closing apparatus of the agricultural house of FIG. 1, and embodiment. 農業用ハウスの開閉装置及び図１の制御システムの概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the opening / closing apparatus of an agricultural house and the control system of FIG. 図１の農業用ハウスの開閉装置用制御システムの一部詳細に示したブロック図である。It is the block diagram shown in the part detail of the control system for the opening and closing device of the agricultural house of FIG. 予測温度設定部による予測温度を設定するフローの説明図である。It is explanatory drawing of the flow which sets the predicted temperature by a predicted temperature setting part. 現在温度開閉制御部による開閉制御のフローの説明図である。It is explanatory drawing of the flow of the switching control by the present temperature switching control part. 予測開閉制御部による開閉制御のフローの説明図である。It is explanatory drawing of the flow of the opening / closing control by a prediction opening / closing control part. 増幅用パラメータの一例を示す表である。It is a table | surface which shows an example of the parameter for amplification. 予測温度制御部による制御を行なう温度域の時間帯に対応した上限値、下限値の一例である。It is an example of the upper limit value and the lower limit value corresponding to the time zone of the temperature range in which the control by the predicted temperature control unit is performed. 予測温度と比較する制御用温度の一例である。It is an example of the temperature for control compared with predicted temperature. 実施例で開閉制御を行ったグラフである。It is the graph which performed opening-and-closing control in the Example. 比較例で開閉制御を行ったグラフである。It is the graph which performed open / close control in the comparative example.

以下添付図面を参照しつつ本発明の農業用ハウスの開閉装置用制御システム及び開閉装置を利用した農業用ハウスの温度制御方法の実施形態について説明する。本発明に係る農業用ハウスの開閉装置用制御システムは、農業用ハウスの屋根の一部を開閉して該ハウス室内の換気を行い、外気を取り入れて温度調整を行わせる開閉装置を自動制御する制御システムであり、所定時間間隔で随時ハウス室内の温度を予測しながら開閉制御することにより、農作物の栽培に適して高精度に温度制御を行うものである。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments of an agricultural house opening / closing device control system and an agricultural house temperature control method using the opening / closing device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The control system for an opening and closing device of an agricultural house according to the present invention automatically controls an opening and closing device that opens and closes a part of the roof of the agricultural house to ventilate the interior of the house and adjusts the temperature by taking in outside air. It is a control system, and performs temperature control with high accuracy suitable for cultivation of crops by performing opening / closing control while predicting the temperature in the house room at any given time interval.

図１ないし図７は、本発明の農業用ハウスの開閉装置用制御システムの一実施形態を示している。本実施形態では、図３に示すように、農業用ハウス（以下、単に「ハウス」ともいう）１００は、例えば、金属パイプで骨組みを立設し、その屋根と側壁部分に透明ビニル製の農業用フィルム１０２を被覆して構築されている。なお、図３では、複数棟のハウスを連続して設けた連棟タイプのビニルハウスの例を示している。開閉装置１０４は、例えば、ハウスの屋根の端部側又は谷部側のフィルム１０２の一部を巻取り、巻戻し自在に巻取る金属パイプ等からなる巻取り軸１０６と、巻取り軸１０６の長手方向一端部側に連結され該巻取り軸１０６を正逆回転駆動させるモータを内蔵した駆動装置１０８と、を含む。駆動装置１０８で巻取り軸１０６を回転させてフィルム１０２の一部を巻き取ると所定幅で開口を開ける（図３上、二点鎖線参照）とともに、巻取り軸１０６を逆に回転させて巻き取っているフィルム１０２の一部を巻き戻すと開口を所定幅閉じる。開閉装置１０４の全開位置、全閉鎖位置には、リミットスイッチが設けられていてもよい。開閉装置１０４は、支持用の柱又はハウスの骨組等に支持されて高位置に配置されている。本実施形態では、制御システム１０が駆動装置１０８と電気的に接続され、制御システム１０によって駆動装置１０８のモータの正逆回転制御を行って開閉装置１０４の開閉制御を行う。   1 to 7 show an embodiment of a control system for an opening and closing device of an agricultural house according to the present invention. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, an agricultural house (hereinafter, also simply referred to as “house”) 100 has a framework made up of metal pipes, for example, and is made of transparent vinyl on its roof and side walls. It is constructed by covering the film 102 for use. In addition, in FIG. 3, the example of the continuous building type vinyl house which provided the house of several buildings continuously is shown. The opening / closing device 104 includes, for example, a winding shaft 106 made of a metal pipe or the like that winds a part of the film 102 on the end side or valley side of the roof of the house and winds the film in a rewinding manner. And a driving device 108 that includes a motor that is coupled to one end portion in the longitudinal direction and that drives the winding shaft 106 to rotate forward and backward. When the winding shaft 106 is rotated by the driving device 108 to wind up a part of the film 102, an opening is opened with a predetermined width (see the two-dot chain line in FIG. 3), and the winding shaft 106 is rotated in the reverse direction to wind the film. When a part of the film 102 being taken is rewound, the opening is closed by a predetermined width. Limit switches may be provided at the fully open position and the fully closed position of the opening / closing device 104. The opening / closing device 104 is arranged at a high position by being supported by a supporting column or a frame of a house. In the present embodiment, the control system 10 is electrically connected to the drive device 108, and the control system 10 performs forward / reverse rotation control of the motor of the drive device 108 to perform opening / closing control of the opening / closing device 104.

図１に示すように、本実施形態において、農業用ハウスの開閉装置用制御システム（以下、単に「制御システム」ともいう）１０は、温度センサ１２と、タイマ部１４と、予測温度設定部１６と、開閉制御部１８と、を備えている。   As shown in FIG. 1, in this embodiment, an agricultural house opening / closing device control system (hereinafter also simply referred to as “control system”) 10 includes a temperature sensor 12, a timer unit 14, and a predicted temperature setting unit 16. And an open / close control unit 18.

温度センサ１２は、ハウス１００の室内に配置され、ハウス室内の温度を随時測定する温度測定手段である。本実施形態では、タイマ部１４、予測温度設定部１６、開閉制御部１８は、例えば、制御盤２０に一体的に組み付けて設けられている。制御盤２０は、温度センサ１２と開閉装置１０４との間に電気的に接続され、温度センサ１２からの測定温度のデータに基づいて開閉装置１０４に開閉制御信号を送る制御手段を構成する。制御盤２０は、例えば、ビニルハウスの外側又は内側の任意の場所に設置される。   The temperature sensor 12 is a temperature measuring unit that is disposed in the room of the house 100 and measures the temperature in the house room as needed. In the present embodiment, the timer unit 14, the predicted temperature setting unit 16, and the open / close control unit 18 are provided integrally with the control panel 20, for example. The control panel 20 is electrically connected between the temperature sensor 12 and the opening / closing device 104 and constitutes a control means for sending an opening / closing control signal to the opening / closing device 104 based on measured temperature data from the temperature sensor 12. For example, the control panel 20 is installed at any location outside or inside the vinyl house.

タイマ部１４は、時間を計る計時手段であり、制御周期となる所定時間間隔の計時を行う。本実施形態では、例えば、タイマ部１４は、温度センサ１２による測定や、予測温度設定部１６による予測温度の設定、開閉制御部１８による開閉装置の開閉判定又は開閉制御を繰返す所定時間間隔（例えば、１０秒間隔）を計時する。さらに、タイマ部１４は、後述のように開閉制御部１８が動作又は停止制御を行った後に、設定される制御停止インターバルの時間（例えば、１分間）を計時する。すなわち、タイマ部１４は、各制御周期用の所定時間間隔（例えば、１０秒）カウントタイマと、制御停止インターバル用（例えば、１分間）のカウントタイマを含む。さらに、本実施形態では、タイマ部１４は、現在の時刻を計る時計機能を有している。タイマ部１４は、制御を行っている現在の時刻のデータを予測温度設定部１６や開閉制御部１８に送る。タイマ部１４は、例えば、機械的に計時するタイマ部材で実現しても良いし、コンピュータ上でソフトウェア的に計時するタイマ手段でもよい。   The timer unit 14 is a time measuring unit that measures time, and performs time measurement at a predetermined time interval serving as a control cycle. In this embodiment, for example, the timer unit 14 repeats the measurement by the temperature sensor 12, the setting of the predicted temperature by the predicted temperature setting unit 16, the open / close determination of the switchgear or the open / close control by the open / close control unit 18 (for example, 10 seconds interval). Furthermore, the timer unit 14 measures the time (for example, 1 minute) of the set control stop interval after the opening / closing control unit 18 performs the operation or stop control as described later. That is, the timer unit 14 includes a count timer for a predetermined time interval (for example, 10 seconds) for each control cycle and a count timer for a control stop interval (for example, 1 minute). Further, in the present embodiment, the timer unit 14 has a clock function for measuring the current time. The timer unit 14 sends the data of the current time when the control is performed to the predicted temperature setting unit 16 and the open / close control unit 18. The timer unit 14 may be realized by, for example, a timer member that measures time mechanically, or may be timer means that measures time on software on a computer.

予測温度設定部１６は、タイマ部１４で計時された所定時間間隔ごとに、将来的に予測される予測温度を設定する予測温度設定手段である。本実施形態では、予測温度設定部１６は、所定時間間隔（例えば１０秒間隔）ごとに温度センサ１２で測定された現在温度Ｔと、一定時間遡った過去温度Ｓと、に基づいて、演算ルールに従って予測温度Ｈを設定する。本実施形態では、予測温度設定部１６は、例えば、現在温度Ｔデータと、１０秒間隔ごとに測定された過去５分間分について３０点の過去温度Ｓデータと、を記憶しておく。予測温度Ｈを演算するための演算ルールは、例えば、ある時間での予測のベース温度となる基準温度（Ｃ）＋時間当たりの温度傾斜（Ｄ）×増幅用パラメータ（Ｅ）の計算式からなる。なお、予測温度の演算は、例えば、最小二乗法等、その他近似直線を求める計算式を利用してもよい。   The predicted temperature setting unit 16 is a predicted temperature setting unit that sets a predicted temperature predicted in the future at every predetermined time interval counted by the timer unit 14. In the present embodiment, the predicted temperature setting unit 16 calculates a calculation rule based on the current temperature T measured by the temperature sensor 12 every predetermined time interval (for example, every 10 seconds) and the past temperature S that is traced back for a certain time. The predicted temperature H is set according to In the present embodiment, the predicted temperature setting unit 16 stores, for example, current temperature T data and 30 points of past temperature S data for the past 5 minutes measured every 10 seconds. The calculation rule for calculating the predicted temperature H includes, for example, a calculation formula of a reference temperature (C) serving as a base temperature for prediction at a certain time + temperature gradient per time (D) × amplification parameter (E). . For the calculation of the predicted temperature, for example, a calculation formula for obtaining an approximate straight line such as a least square method may be used.

本実施形態では、基準温度Ｃは、例えば、５分前から現在までの５分間の平均温度が利用される。なお、基準温度Ｃは、現在温度Ｔでも良いし、例えば、１分前から現在までの１分間の平均温度Ａ等でもよい。温度傾斜Ｄは、予測に用いる温度変化率であり、例えば、記憶されている現在温度及び過去５分間の過去温度を利用して、１０秒当たりの温度傾斜が算出される。本実施形態では、温度傾斜Ｄは、例えば、１分前から現在までの１分間の１分前平均温度Ａと、５分前から４分前までの１分間の５分前平均温度Ｂと、を算出し、それを時間で割り算して求められる。すなわち、１０秒当たりの温度傾斜Ｄ＝（Ｂ−Ａ）／３０の計算式で算出される。なお、温度傾斜Ｄは、１秒当たりの温度傾斜でもよい。また、温度傾斜の計算方法は上記に限らず周知の近似直線等の求め方による任意の計算方法でもよい。増幅用パラメータＥは、予め設定されており、予測する所定時間後の未来まで一定の割合で温度が変化すると仮定して温度傾斜Ｄに掛け算する時間成分を考慮したパラメータである。   In the present embodiment, as the reference temperature C, for example, an average temperature for 5 minutes from 5 minutes before to the present is used. The reference temperature C may be the current temperature T, or may be, for example, an average temperature A for one minute from one minute before to the present. The temperature gradient D is a temperature change rate used for prediction. For example, the temperature gradient per 10 seconds is calculated using the stored current temperature and the past temperature for the past 5 minutes. In this embodiment, the temperature gradient D is, for example, 1 minute before 1 minute average temperature A from 1 minute before to the present, 1 minute before 5 minutes average temperature B from 5 minutes before to 4 minutes ago, Is calculated and divided by time. That is, the temperature gradient per 10 seconds is calculated by the calculation formula of D = (BA) / 30. The temperature gradient D may be a temperature gradient per second. Further, the calculation method of the temperature gradient is not limited to the above, and any calculation method based on a known method of obtaining an approximate line or the like may be used. The amplification parameter E is a parameter that is set in advance and takes into account a time component that is multiplied by the temperature gradient D on the assumption that the temperature changes at a constant rate until the future after a predetermined time to be predicted.

図７に示すように、増幅用パラメータＥは、制御する時間帯によって異なる値で設定される。さらに、増幅用パラメータＥは、それぞれの時間帯において、実際のハウス室内の温度変化が上昇か下降かによっても異なる値で設定している。具体的には、増幅用パラメータＥは、太陽光の影響を受けてハウス室内の温度が上昇傾向に予想される午前の時間帯では、実際のハウス室内の温度が上昇する場合には、温度傾斜Ｄを大きく増幅するように比較的大きな値Ｍ（例えば、９０）で設定される。よって、予測温度Ｈも高い温度値で算出される。一方、増幅用パラメータＥは、午前の時間帯で、予想に反して実際のハウス室内の温度が下降する場合には、温度傾斜Ｄを増幅しない、すなわち０（例えば、０×Ｍ＝０としてもよい）の値で設定される。よって、予測温度Ｈは、過去５分間の平均温度Ｃの値がそのまま設定される。さらに、増幅用パラメータＥは、外気の影響を受けてハウス室内の温度が下降傾向に予想される午後の時間帯では、実際のハウス室内の温度が下降する場合には、温度傾斜Ｄを大きく増幅するように比較的大きな値Ｍ（例えば、９０）で設定される。よって、予測温度Ｈは低い温度値で算出される。一方、増幅用パラメータＥは、午後の時間帯で、予想に反して実際のハウス室内の温度が上昇する場合には、温度傾斜Ｄを増幅しない、すなわち０（例えば、０×Ｍ＝０としてもよい）の値で設定される。よって、予測温度Ｈは、過去５分間の平均温度Ｃの値がそのまま設定される。このように、本実施形態では、制御を行う時間帯に対応して増幅用パラメータＥの値を変更させることにより、予測温度演算ルールが変更される。これにより、時間帯を考慮して補正しながら予測温度の算出を行って、開閉装置の制御の精度を向上しうる。なお、増幅用パラメータＥは、ハウス室内の温度が上昇傾向に予想される時間帯であって実際のハウス室内の温度変化が下降の場合や、ハウス室内の温度が下降傾向に予想される時間帯であって実際のハウス室内の温度変化が上昇の場合には、０に限らず比較的小さな数値（例えば、０．１×Ｍ（９０）＝９）で増幅するように設定してもよい。また、増幅用パラメータＥの値は、栽培農作物の種類、季節、ハウスの大きさ等の条件に対応して任意に設定してもよい。   As shown in FIG. 7, the amplification parameter E is set to a different value depending on the time zone to be controlled. Further, the amplification parameter E is set to a different value depending on whether the actual temperature change in the house room increases or decreases in each time zone. Specifically, the amplification parameter E is a temperature gradient in the morning time zone when the temperature in the house room is expected to rise due to the influence of sunlight, and the actual house room temperature rises. A relatively large value M (for example, 90) is set so as to greatly amplify D. Therefore, the predicted temperature H is also calculated as a high temperature value. On the other hand, the amplification parameter E does not amplify the temperature gradient D when the actual temperature in the house room decreases against the expectation in the morning time zone, that is, 0 (for example, 0 × M = 0). (Good) value. Therefore, the value of the average temperature C for the past 5 minutes is set as the predicted temperature H as it is. Furthermore, the amplification parameter E greatly amplifies the temperature gradient D in the afternoon when the temperature in the house room is expected to decrease due to the influence of outside air, when the actual temperature in the house room decreases. In such a case, it is set at a relatively large value M (for example, 90). Therefore, the predicted temperature H is calculated with a low temperature value. On the other hand, the amplification parameter E does not amplify the temperature gradient D when the actual temperature in the house room rises against the expectation in the afternoon time zone, that is, 0 (for example, 0 × M = 0). (Good) value. Therefore, the value of the average temperature C for the past 5 minutes is set as the predicted temperature H as it is. As described above, in the present embodiment, the predicted temperature calculation rule is changed by changing the value of the amplification parameter E in accordance with the control time zone. Thus, the predicted temperature can be calculated while correcting in consideration of the time zone, and the control accuracy of the switchgear can be improved. The amplification parameter E is a time zone in which the temperature in the house room is expected to rise, and when the actual temperature change in the house room is falling, or a time zone in which the temperature in the house room is expected to fall However, when the actual temperature change in the house is an increase, it may be set to amplify with a relatively small numerical value (for example, 0.1 × M (90) = 9). The value of the amplification parameter E may be arbitrarily set according to conditions such as the type of cultivated crop, season, and house size.

さらに、予測温度設定部１６は、現在及び過去温度Ｔ、Ｓからハウス室内の温度変化が上昇か、下降かを判定する。温度変化の判定は、例えば、１分前平均温度Ａと５分間の平均温度Ｃとの差により判定する。なお、温度変化の判定は、例えば、温度傾斜Ｄの正負で判定したり、現在温度と任意の過去の温度の差で判定してもよい。   Further, the predicted temperature setting unit 16 determines whether the temperature change in the house room is increased or decreased from the current and past temperatures T and S. The temperature change is determined by, for example, the difference between the average temperature A one minute ago and the average temperature C for five minutes. Note that the temperature change may be determined based on, for example, whether the temperature gradient D is positive or negative, or may be determined based on a difference between the current temperature and an arbitrary past temperature.

なお、予測温度設定部１６は、図４に示すように、例えば、記憶部３０と、演算処理部３２と、を含むコンピュータ又は電子回路等から構成される。記憶部３０は、例えば、メモリ等からなり、動作プログラム及び、目標温度Ｆ、現在温度Ｔ、１０秒ごとに測定した過去５分間分の３０点の過去温度Ｓ、各演算ルールや計算式、増幅用パラメータＥ等を記憶する。さらに、記憶部３０は、各算出結果の平均温度Ａ、Ｂ、Ｃや、温度傾斜Ｄ、予測温度Ｈを記憶しておく。演算処理部３２は、例えば、コンピュータのＣＰＵ又は電子回路の組み合わせ等から構成されており、タイマ部１４の計時タイミングに従って各制御処理を行うとともに、平均温度Ａ、Ｂ、Ｃ、温度傾斜Ｄ、予測温度Ｈを算出する。さらに、演算処理部３２は、タイマ部から現在時刻がどの時間帯に属しているか、又はハウス室内の温度変化が上昇か下降かの判定処理を行う。   As shown in FIG. 4, the predicted temperature setting unit 16 includes, for example, a computer or an electronic circuit that includes a storage unit 30 and an arithmetic processing unit 32. The storage unit 30 includes, for example, a memory and the like, and includes an operation program, a target temperature F, a current temperature T, 30 points of past temperatures S measured every 10 seconds, 30 points of past temperatures S, each calculation rule and calculation formula, and amplification. Parameters E and the like are stored. Furthermore, the memory | storage part 30 memorize | stores the average temperature A, B, C of each calculation result, the temperature gradient D, and the estimated temperature H. FIG. The arithmetic processing unit 32 is composed of, for example, a combination of a CPU of a computer or an electronic circuit, etc., and performs each control process according to the timing timing of the timer unit 14, and average temperatures A, B, C, temperature gradient D, prediction The temperature H is calculated. Furthermore, the arithmetic processing unit 32 performs processing for determining which time zone the current time belongs to from the timer unit or whether the temperature change in the house room is rising or falling.

開閉制御部１８は、温度センサ１２や予測温度設定部１６から送られる現在温度、予測温度に基づいて開閉装置１０４を開閉制御する開閉制御手段である。本実施形態では、開閉制御部１８は、現在温度により開閉制御する現在温度開閉制御部２４と、予測温度により開閉制御する予測開閉制御部２６と、を含む。開閉制御部１８では、予測開閉制御部２６により予測制御する温度域Ｊを目標温度Ｆに応じて予め設定しておき、現在温度Ｔが温度域Ｊの範囲外の場合には現在温度開閉制御部２４による制御を行ない、現在温度Ｔが温度域Ｊの範囲内の場合には予測開閉制御部２６による制御を行う。温度域Ｊは、例えば、時間帯で異なるように設定されており、目標温度Ｆに加算減算することによりその温度域Ｊの上限値Ｊａと下限値Ｊｂが設定される。本実施形態では、図８に示すように、太陽光の影響を受けてハウス室内の温度が上昇傾向に予想される午前の時間帯の場合は、上限値Ｊａが目標温度Ｆ＋３．０℃、下限値Ｊｂが目標温度Ｆ−３．０℃で設定される。すなわち、目標温度Ｆが例えば２５℃とすると、温度域Ｊは、２２〜２８℃の範囲に設定される。一方、外気の影響を受けてハウス室内の温度が下降傾向に予想される午後の時間帯の場合は、上限値Ｊａが目標温度Ｆ＋５．０℃、下限値Ｊｂが目標温度Ｆ−０．０℃で設定される。すなわち、目標温度Ｆが例えば２５℃とすると、温度域Ｊは２５〜３０℃の範囲に設定される。なお、上限値、下限値の値は栽培農作物の種類、季節、ハウスの大きさ等の条件に対応して任意に設定してもよい。   The opening / closing controller 18 is an opening / closing controller that controls opening / closing of the opening / closing device 104 based on the current temperature and the predicted temperature sent from the temperature sensor 12 and the predicted temperature setting unit 16. In the present embodiment, the open / close control unit 18 includes a current temperature open / close control unit 24 that performs open / close control based on the current temperature, and a predicted open / close control unit 26 that performs open / close control based on the predicted temperature. In the opening / closing control unit 18, the temperature range J to be predicted controlled by the prediction opening / closing control unit 26 is set in advance according to the target temperature F, and when the current temperature T is outside the range of the temperature range J, the current temperature switching control unit. When the current temperature T is within the temperature range J, control by the predictive opening / closing control unit 26 is performed. For example, the temperature range J is set to be different in the time zone, and by adding and subtracting to the target temperature F, the upper limit value Ja and the lower limit value Jb of the temperature range J are set. In this embodiment, as shown in FIG. 8, in the morning time zone in which the temperature in the house is expected to rise due to the influence of sunlight, the upper limit value Ja is the target temperature F + 3.0 ° C., and the lower limit. The value Jb is set at the target temperature F-3.0 ° C. That is, if the target temperature F is 25 ° C., for example, the temperature range J is set to a range of 22 to 28 ° C. On the other hand, in the afternoon time zone when the temperature in the house is expected to decrease due to the influence of outside air, the upper limit value Ja is the target temperature F + 5.0 ° C., and the lower limit value Jb is the target temperature F−0.0 ° C. Set by. That is, when the target temperature F is 25 ° C., for example, the temperature range J is set to a range of 25 to 30 ° C. In addition, you may set arbitrarily the value of an upper limit and a lower limit corresponding to conditions, such as the kind of cultivation crop, a season, and the magnitude | size of a house.

現在温度開閉制御部２４は、予測開閉制御部２６に先立って、現在温度Ｔと、温度域Ｊと、を比較判定して開閉制御を行う第１の制御手段である。現在温度開閉制御部２４は、現在温度Ｔが温度域Ｊａの上限値よりも高い場合には、開閉装置１０４に全開させるように開閉装置へ動作信号を送る。なお、すでに開閉装置がすでに全開状態の場合にはそのまま維持する。現在温度開閉制御部２４は、現在温度Ｔが温度域Ｊの下限値Ｊｂよりも低い場合には、開閉装置１０４を完全閉鎖させるように制御する。なお、開閉装置がすでに閉じている場合にはそのまま維持する。   Prior to the predictive switching control unit 26, the current temperature switching control unit 24 is a first control unit that performs switching control by comparing and determining the current temperature T and the temperature range J. When the current temperature T is higher than the upper limit value of the temperature range Ja, the current temperature switching control unit 24 sends an operation signal to the switching device so that the switching device 104 is fully opened. Note that if the switchgear is already fully open, it is maintained as it is. When the current temperature T is lower than the lower limit value Jb of the temperature range J, the current temperature switching control unit 24 performs control so that the switching device 104 is completely closed. If the opening / closing device is already closed, it is maintained as it is.

予測開閉制御部２６は、予測温度Ｈと、予め設定された制御用温度Ｋと、を高低比較判定して開閉装置１０４の開閉制御を行う第２の制御手段である。本実施形態では、制御用温度Ｋは、例えば、目標温度Ｆに所定の値を加算減算して得られる。図９に示すように、制御用温度Ｋは、制御を行う時間帯に対応して異なる値で設定される。さらに、制御用温度Ｋは、それぞれの時間帯において実際のハウス室内の温度変化が上昇か下降かによっても異なる値で設定される。例えば、ハウス室内の温度が上昇傾向に予想される午前の時間帯で、実際のハウス室内の温度変化が上昇の場合には、制御用温度Ｋは目標温度Ｆ＋１．５℃（例えば、２６．５℃）で設定される。午前の時間帯で予想に反して実際のハウス室内の温度変化が上昇の場合には、制御用温度Ｋは目標温度Ｆ−１．５℃（例えば、２３．５℃）で設定される。一方、ハウス室内の温度が下降傾向に予想される午後の時間帯で、実際のハウス室内の温度変化が上昇の場合には、制御用温度Ｋは目標温度Ｆ＋５．０℃（例えば、３０℃）で設定される。午後の時間帯で、予想に反してハウス室内の温度変化が上昇の場合には、制御用温度Ｋは目標温度Ｆ＋１．０℃（例えば、２６℃）で設定される。すなわち、ハウス室内の温度が上昇傾向に予想される時間帯では開閉装置を開き制御させやすいように比較的低い温度で設定され、ハウス室内の温度が下降傾向に予想される時間帯では開閉装置を閉鎖制御させやすいように比較的高い温度で設定されている。   The predicted opening / closing control unit 26 is a second control unit that performs opening / closing control of the switching device 104 by comparing the predicted temperature H and a preset control temperature K with each other. In the present embodiment, the control temperature K is obtained by adding and subtracting a predetermined value to the target temperature F, for example. As shown in FIG. 9, the control temperature K is set to a different value corresponding to the time zone during which control is performed. Further, the control temperature K is set to a different value depending on whether the actual temperature change in the house room increases or decreases in each time zone. For example, in the morning time zone when the temperature in the house room is expected to rise, when the actual temperature change in the house room rises, the control temperature K is set to the target temperature F + 1.5 ° C. (for example, 26.5). ℃). When the actual temperature change in the house room rises against the expectation in the morning time zone, the control temperature K is set at the target temperature F-1.5 ° C. (for example, 23.5 ° C.). On the other hand, in the afternoon time zone when the temperature in the house room is expected to decrease, if the actual temperature change in the house room is rising, the control temperature K is the target temperature F + 5.0 ° C. (for example, 30 ° C.). Set by. If the temperature change in the house room rises unexpectedly in the afternoon time zone, the control temperature K is set to the target temperature F + 1.0 ° C. (for example, 26 ° C.). That is, it is set at a relatively low temperature so that the switchgear can be easily opened and controlled during a time period when the temperature in the house room is expected to rise, and the switchgear is set during a period when the temperature in the house room is expected to fall. It is set at a relatively high temperature so that the closing control can be easily performed.

予測開閉制御部２６は、予測温度Ｈと制御用温度Ｋとの比較の前に、実際のハウス室内の温度変化が上昇か下降かを判定する。温度変化の判定は、例えば、１分前から現在までの１分間の平均温度Ａと、１分前の温度又は前回開閉装置を開閉制御したときの温度と、の高低比較で行う。なお、温度変化の判定は、現在温度と任意の過去の温度との比較や、上述の予測温度設定部１６での判定結果や温度傾斜Ｄ等を利用して判定してもよい。そして、予測開閉制御部２６は、ハウス室内の温度変化が上昇の場合であって予測温度Ｈの方が制御用温度Ｋより高い場合には、開閉装置１０４を所定幅（例えば、１０％）だけ開くように制御する。また、予測開閉制御部２６は、ハウス室内の温度変化が上昇の場合であって予測温度Ｈの方が制御用温度Ｋより低い場合にはそのまま維持する。一方、予測開閉制御部２６は、ハウス室内の温度変化が下降の場合であって予測温度の方が制御用温度より高い場合には開閉装置１０４をそのまま維持する。また、予測開閉制御部２６は、ハウス室内の温度変化が下降の場合であって、予測温度Ｈの方が制御用温度Ｋより低い場合には開閉装置１０４を所定幅（例えば、１０％）だけ閉じるように制御する。予測開閉制御部２６は、所定幅の開閉制御を行った後には、一定時間（例えば、１分間）の制御停止インターバルを確保する。予測開閉制御部２６は、インターバル中は開閉装置の開閉制御は行なわず、そのままの開口状態を保持する。これにより、過剰な開閉動作を防止して適切な開閉幅を保持しながら高精度な温度制御を行なえる。さらに、予測開閉制御部２６は、開閉制御を行った際の温度（前回開閉温度）を記憶する。この前回開閉温度は、上述のように温度変化の判定に利用される。   The predicted opening / closing control unit 26 determines whether the actual temperature change in the house room is increased or decreased before the predicted temperature H and the control temperature K are compared. The determination of the temperature change is performed, for example, by comparing the average temperature A for one minute from one minute before to the present with the temperature one minute before or the temperature when the opening / closing control of the previous switching device was controlled. Note that the temperature change may be determined using a comparison between the current temperature and an arbitrary past temperature, a determination result in the predicted temperature setting unit 16 described above, a temperature gradient D, or the like. The predicted opening / closing control unit 26 sets the opening / closing device 104 by a predetermined width (for example, 10%) when the temperature change in the house room increases and the predicted temperature H is higher than the control temperature K. Control to open. Further, the predicted opening / closing control unit 26 maintains the state as it is when the temperature change in the house room is increased and the predicted temperature H is lower than the control temperature K. On the other hand, the predicted opening / closing control unit 26 maintains the opening / closing device 104 as it is when the temperature change in the house room is decreasing and the predicted temperature is higher than the control temperature. Further, the predicted opening / closing control unit 26 sets the opening / closing device 104 by a predetermined width (for example, 10%) when the temperature change in the house is falling and the predicted temperature H is lower than the control temperature K. Control to close. The predictive opening / closing control unit 26 secures a control stop interval for a certain time (for example, 1 minute) after performing opening / closing control of a predetermined width. The predictive open / close control unit 26 does not perform open / close control of the open / close device during the interval, and maintains the open state as it is. Thereby, it is possible to perform temperature control with high accuracy while preventing an excessive opening / closing operation and maintaining an appropriate opening / closing width. Further, the predictive opening / closing control unit 26 stores a temperature when the opening / closing control is performed (previous opening / closing temperature). This previous opening / closing temperature is used for determining a temperature change as described above.

なお、開閉制御部１８は、図４に示すように、例えば、記憶部４０と、演算処理部４２と、開閉動作指令部４４と、を含むコンピュータ又は電子回路等から構成され、それらにより現在温度開閉制御部２４と予測開閉制御部２６とを実現している。記憶部４０は、例えば、メモリ等からなり、動作プログラム及び、目標温度Ｆ、現在温度Ｔ、過去温度Ｓ、予測温度Ｈ、温度域Ｊの上限値Ｊａ及び下限値Ｊｂ、制御用温度Ｋ、１分前平均温度Ａ、開閉装置が前回開閉動作した時の温度、開閉装置を開閉させる際の１回の動作で開閉させる所定幅等を記憶する。演算処理部４２は、例えば、コンピュータのＣＰＵ又は電子回路の組み合わせ等から構成されており、タイマ部１４の計時タイミングに従って各制御処理を行うとともに、目標温度へ加算減算することによる温度域Ｊの上限値及び下限値の計算や制御用温度Ｋの計算を行う。さらに、演算処理部３２は、タイマ部１４からの現在時刻がどの時間帯に属しているかの判定、温度変化が上昇か下降かの判定、現在温度Ｔが温度域Ｊ内かどうかの判定、予測温度Ｈと制御用温度Ｋとの比較判定等の各判定処理を行い、その判定結果を開閉動作指令部４４に送る。なお、本実施形態では、予測温度設定部１６と開閉制御部１８とを別々の構成で説明したが、それぞれの記憶部３０、４０を共通させて構成させてもよいし、記憶部３０、４０及び演算処理部３２、４２を共通して１つのコンピュータ上で構成することとしてもよい。   As shown in FIG. 4, the open / close control unit 18 includes, for example, a computer or an electronic circuit that includes a storage unit 40, an arithmetic processing unit 42, and an open / close operation command unit 44, and the current temperature is thereby determined. The opening / closing control unit 24 and the predicted opening / closing control unit 26 are realized. The storage unit 40 includes, for example, a memory and the like, and includes an operation program, a target temperature F, a current temperature T, a past temperature S, a predicted temperature H, an upper limit value Ja and a lower limit value Jb of the temperature range J, a control temperature K, 1 The average temperature A before minutes, the temperature when the switchgear was opened / closed last time, the predetermined width to be opened / closed by one operation when the switchgear is opened / closed, and the like are stored. The arithmetic processing unit 42 is composed of, for example, a combination of a CPU of a computer or an electronic circuit, etc., and performs each control process according to the timing timing of the timer unit 14 and adds and subtracts the target temperature from the upper limit of the temperature range J. Value and lower limit value and control temperature K are calculated. Further, the arithmetic processing unit 32 determines which time zone the current time from the timer unit 14 belongs to, whether the temperature change is rising or falling, determining whether the current temperature T is within the temperature range J, and prediction Each determination process such as a comparison determination between the temperature H and the control temperature K is performed, and the determination result is sent to the opening / closing operation command unit 44. In the present embodiment, the predicted temperature setting unit 16 and the open / close control unit 18 have been described as separate configurations. However, the storage units 30 and 40 may be configured in common, or the storage units 30 and 40 may be configured in common. The arithmetic processing units 32 and 42 may be configured on one computer in common.

制御盤２０には、例えば、目標温度Ｆ、増幅用パラメータＥ、時間帯の分割、温度域Ｊの上限値及び下限値、制御用温度Ｋ、開閉装置を開閉させる際の１回の動作で開閉させる所定幅等の、制御のための予め設定された各種の設定用パラメータを入力、変更設定できる設定入力部２２が設けられている。制御盤２０には、これらのパラメータ等を表示して確認できるメータやディスプレイ等が設けられていても良い。   For example, the control panel 20 can be opened and closed by a single operation when opening and closing the target temperature F, the amplification parameter E, the time zone division, the upper and lower limits of the temperature range J, the control temperature K, and the switchgear. There is provided a setting input unit 22 for inputting and changing various preset parameters for control such as a predetermined width to be controlled. The control panel 20 may be provided with a meter, a display or the like that can display and confirm these parameters.

なお、本実施形態では、増幅用パラメータＥ、温度域Ｊ、制御用温度Ｋ等の各設定値において、時間帯の分割を午前と午後との２つの場合で説明したが、時間帯の分割方法はこれに限らない。例えば、１日を６時間間隔で、すなわち０時から６時、６時から１２時、１２時から１８時、１８時から２４時（０時）の４つの時間帯に分けたり、朝昼夜の３分割で分けても良く、その他任意の時間帯で分割して設定してもよい。時間帯の分割は、太陽の影響や季節、栽培農作物等の条件に対応して適宜設定すると良い。また、増幅用パラメータＥ、制御用温度Ｋ等の各設定値について、ハウス室内の温度変化が上昇か下降かの２パターンに限らず、多段階に境界を設定して複数のパターンに分けて設定することとしてもよい。また、本実施形態に係る制御システムと雨センサによる開閉制御を組み合わせて使用しても良い。雨センサが降雨を検出した際に、開閉装置を完全閉鎖するように制御すると好適に農作物を栽培できる。   In the present embodiment, the time zone is divided into two cases, AM and PM, for each set value such as the amplification parameter E, the temperature range J, and the control temperature K. Is not limited to this. For example, one day is divided into 6 time intervals, that is, from 0 to 6 o'clock, 6 o'clock to 12 o'clock, 12 o'clock to 18 o'clock, 18 o'clock to 24 o'clock (0 o'clock). You may divide | segment by 3 division | segmentation and may divide | segment and set in other arbitrary time zones. The division of the time zone may be appropriately set in accordance with conditions such as the influence of the sun, season, and cultivated crops. Further, the setting values such as the amplification parameter E and the control temperature K are not limited to two patterns in which the temperature change in the house rises or falls, but are set in multiple stages by setting boundaries in multiple stages. It is good to do. Moreover, you may use combining the control system which concerns on this embodiment, and the open / close control by a rain sensor. When the rain sensor detects rain, it is possible to cultivate crops suitably if the switchgear is controlled so as to be completely closed.

次に、本実施形態に係る農業用ハウスの開閉装置用制御システム及び開閉装置を利用した農業用ビニルハウスの温度制御方法について説明する。図２に示すように、まず、温度センサからの測定温度に基づいて予測温度設定部において将来的に予測される予測温度を設定する。本実施形態では、ステップＳ１０では、例えば、１０秒間隔ごとに温度センサ１２でハウス室内の温度を測定する。ステップ１２では、温度センサからの温度データについて１０秒ごとに記憶していく。よって、ステップＳ１２では、１０秒ごとに現在の温度データと、過去に一定期間遡った（例えば５分間分）の温度データが順次更新される。次に、ステップ１４では、現在及び過去の温度に基づいて将来的な予測温度が設定される。詳細には、図５に示すように、例えば、ステップＳ３０で、１分前から現在までの１分間の第１平均温度Ａを算出する。ステップＳ３２では、５分前から４分前までの１分間の第２平均温度Ｂを算出する。ステップＳ３４では、５分前から現在までの５分間の平均温度Ｃを算出する。ステップＳ３６では、温度傾斜Ｄを（Ｂ−Ａ）／３０の計算式で算出する。ステップＳ３８では、実際のハウス室内の温度変化が上昇か下降かを判定し、ステップＳ４０では、タイマ部が計った現在の時刻が午前、午後のどちらの時間帯に属するか判定する。ステップＳ４２では、前ステップ（Ｓ３８、Ｓ４０）までの温度変化と時間帯の判定結果により、増幅用パラメータＥの値が選択される。ステップＳ４４では、演算ルールで定められている計算式Ｃ＋Ｄ×Ｅで予測温度Ｈを算出する。   Next, an agricultural house opening / closing device control system and an agricultural vinyl house temperature control method using the opening / closing device according to this embodiment will be described. As shown in FIG. 2, first, a predicted temperature predicted in the future is set in the predicted temperature setting unit based on the measured temperature from the temperature sensor. In this embodiment, in step S10, for example, the temperature inside the house is measured by the temperature sensor 12 every 10 seconds. In step 12, the temperature data from the temperature sensor is stored every 10 seconds. Therefore, in step S12, the current temperature data and the temperature data retroactive for a certain period of time (for example, for 5 minutes) are sequentially updated every 10 seconds. Next, in step 14, a future predicted temperature is set based on the current and past temperatures. Specifically, as shown in FIG. 5, for example, in step S30, a first average temperature A for one minute from one minute before to the present is calculated. In step S32, a second average temperature B for 1 minute from 5 minutes before to 4 minutes before is calculated. In step S34, an average temperature C for 5 minutes from 5 minutes before to the present is calculated. In step S36, the temperature gradient D is calculated by the calculation formula of (BA) / 30. In step S38, it is determined whether the actual temperature change in the house room is rising or falling. In step S40, it is determined whether the current time measured by the timer unit belongs to the morning or afternoon time zone. In step S42, the value of the amplification parameter E is selected based on the temperature change up to the previous step (S38, S40) and the determination result of the time zone. In step S44, the predicted temperature H is calculated by the calculation formula C + D × E determined by the calculation rule.

予測温度設定部１６で予測温度が設定されると開閉制御部１８では、図２に示すように、ステップＳ１６で、予測温度Ｈによる制御に先立って、現在温度開閉制御部２４で現在温度Ｔと目標温度Ｆに対応して予め定められた温度域Ｊとの比較判定により開閉制御が行なわれる。具体的には、例えば、図６に示すように、ステップＳ５０では、現在時刻が午前、午後のいずれの時間帯に属しているか判定する。ステップＳ５２で、時間帯に対応して下限値Ｊｂを設定する。例えば、図９に示すように、前ステップＳ５０の判定で、時間帯が午前であれば下限値Ｊｂは目標温度Ｆ−３．０℃、時間帯が午後であれば下限値Ｊｂは目標温度Ｆ＋０．０℃で設定される。ステップＳ５４では、現在温度開閉制御部２４は、現在温度Ｔと下限値Ｊｂとを高低比較する。このステップＳ５４で現在温度Ｔが下限値Ｊｂより低い場合（Ｔ＜Ｊｂ）には、ステップＳ５６に進み、現在温度開閉制御部２４は、開閉装置に連続的に閉め動作するように制御信号を送り、開閉装置を完全に閉じる。なお、既に開閉装置を閉じている場合にはその状態を維持する。ステップＳ５４で現在温度Ｔが下限値Ｊｂより高い場合（Ｔ≧Ｊｂ）には、ステップＳ５８に進み、時間帯に対応して上限値Ｊａを設定する。ステップＳ５８では、例えば、図９に示すように、前ステップＳ５０の判定で、時間帯が午前であれば上限値Ｊａは目標温度Ｆ＋３．０℃、時間帯が午後であれば上限値Ｊａは目標温度Ｆ＋５．０℃で設定される。ステップＳ６０では、現在温度開閉制御部２４は、現在温度Ｔと上限値Ｊａとを高低比較する。このステップＳ６０で現在温度Ｔが上限値Ｊａより高い場合（Ｔ＞Ｊａ）には、ステップＳ６２に進み、現在温度開閉制御部２４は、開閉装置に連続的に開け動作するように制御信号を送り、開閉装置を完全に開ける。なお、既に開閉装置を完全に開いている場合にはその状態を維持する。ステップＳ６０で現在温度Ｔが上限値Ｊａより低い場合（Ｔ≦Ｊａ）には、現在温度Ｔが温度域Ｊの範囲内であるとして、次の予測開閉制御部２６による制御（ステップＳ１８）に進む。   When the predicted temperature is set by the predicted temperature setting unit 16, the open / close control unit 18 sets the current temperature T and the current temperature T in the current temperature switching control unit 24 in step S16 prior to the control by the predicted temperature H as shown in FIG. Opening / closing control is performed by comparison with a predetermined temperature range J corresponding to the target temperature F. Specifically, for example, as shown in FIG. 6, in step S50, it is determined whether the current time belongs to either the morning or the afternoon. In step S52, a lower limit value Jb is set corresponding to the time zone. For example, as shown in FIG. 9, in the determination of the previous step S50, if the time zone is morning, the lower limit value Jb is the target temperature F−3.0 ° C. If the time zone is afternoon, the lower limit value Jb is the target temperature F + 0. Set at 0 ° C. In step S54, the current temperature switching control unit 24 compares the current temperature T with the lower limit value Jb. If the current temperature T is lower than the lower limit value Jb in step S54 (T <Jb), the process proceeds to step S56, and the current temperature switching control unit 24 sends a control signal to the switching device so as to continuously close the switching device. Close the switchgear completely. Note that when the switchgear is already closed, that state is maintained. When the current temperature T is higher than the lower limit value Jb in step S54 (T ≧ Jb), the process proceeds to step S58, and the upper limit value Ja is set corresponding to the time zone. In step S58, for example, as shown in FIG. 9, in the determination of previous step S50, if the time zone is morning, the upper limit value Ja is the target temperature F + 3.0 ° C. If the time zone is afternoon, the upper limit value Ja is the target. It is set at a temperature F + 5.0 ° C. In step S60, the current temperature switching control unit 24 compares the current temperature T with the upper limit value Ja. When the current temperature T is higher than the upper limit value Ja in this step S60 (T> Ja), the process proceeds to step S62, and the current temperature switching control unit 24 sends a control signal to the opening / closing device so as to continuously open. Open the switchgear completely. Note that when the switchgear is already fully opened, that state is maintained. If the current temperature T is lower than the upper limit value Ja in step S60 (T ≦ Ja), it is determined that the current temperature T is within the temperature range J, and control proceeds to the next control by the predictive opening / closing control unit 26 (step S18). .

図２に示すように、ステップＳ１８では、予測開閉制御部２６により、予測温度Ｈと予め設定された制御用温度Ｋとを比較判定して、開閉装置の開閉制御を行う。具体的には、図７に示すように、ステップＳ６４では、後述のステップＳ７４で設定される制御停止インターバル中かどうか判定する。インターバル中でない場合には、ステップＳ６６に進み、ハウス室内の温度が上昇か下降かを判定する。インターバル中の場合には、ステップＳ８４で設定時間が経過しているか否かを判定し、時間が経過してなければスタートに戻り、時間が経過している場合には、ステップＳ８６でインターバルの設定が解除される。ステップＳ６６で温度変化が上昇の場合には、ステップＳ６８に進み、上述のステップＳ５０（図６参照）での時間帯の判定に基づいて、制御用温度Ｋを設定する。例えば、時間帯が午前の場合には、制御用温度Ｋは目標温度Ｆ＋１．５℃で設定され、時間帯が午後の場合には、制御用温度Ｋは目標温度Ｆ＋５．０℃で設定される。ステップＳ７０では、予測開閉制御部２６は、上述のステップＳ１４で設定された予測温度Ｈと、前ステップＳ６８で設定された制御用温度Ｋと、を高低比較する。予測温度Ｈが制御用温度Ｋよりも高い場合には、ステップＳ７２に進み、開閉装置を所定幅（例えば、１０％）だけ開くように制御する。なお、既に開閉装置が全開の場合にはそのまま維持する。ステップＳ７４では、一定時間（例えば、１分間）の制御停止インターバル時間が設定される。ステップＳ７０で、予測温度Ｔが制御用温度Ｋより低い場合には、ステップ７６に進み、開閉装置を開閉動作させず現状を維持する。一方、前述のステップＳ６６において、ハウス室内の温度変化が下降の場合には、ステップＳ７８に進み、上述のステップＳ５０（図６参照）での時間帯の判定に基づいて、制御用温度Ｋを設定する。例えば、時間帯が午前の場合には、制御用温度Ｋは目標温度−１．５℃で設定され、時間帯が午前の場合には、制御用温度Ｋは目標温度＋１．０℃で設定される。ステップＳ８０では、予測開閉制御部２６は、上述のステップＳ１４で設定された予測温度Ｈと、前ステップＳ７８で設定された制御用温度Ｋと、を高低比較する。予測温度Ｈが制御用温度Ｋよりも高い場合には、ステップＳ８２に進み、開閉装置を所定幅（例えば、１０％）だけ閉じるように制御する。その後、ステップＳ７４に進み、一定時間（例えば、１分間）の制御停止時間が設定される。上述のステップＳ８０で、予測温度Ｔが制御用温度Ｋより低い場合には、開閉装置を開閉動作させず現状を維持する。このように本実施形態では、所定時間周期で、温度測定ステップ（Ｓ１０）、温度記憶ステップ（Ｓ１２）、予測温度設定ステップ（Ｓ１４）、現在温度開閉制御ステップ（Ｓ１６）、予測温度開閉制御ステップ（Ｓ１８）、を含む制御を繰返しながら開閉装置の開閉制御を行う。このようにして、常時予測温度を設定しつつ、現在温度及び予測温度を参照して開閉装置を開閉制御しながら大容量空間であるハウス室内の温度制御を高精度に行うことができる。   As shown in FIG. 2, in step S <b> 18, the predicted opening / closing control unit 26 compares the predicted temperature H with a preset control temperature K to perform opening / closing control of the switchgear. Specifically, as shown in FIG. 7, in step S64, it is determined whether the control stop interval is set in step S74 described later. If not, the process proceeds to step S66 to determine whether the temperature in the house room is rising or falling. If it is during the interval, it is determined in step S84 whether the set time has elapsed. If the time has not elapsed, the process returns to the start. If the time has elapsed, the interval is set in step S86. Is released. When the temperature change is increased in step S66, the process proceeds to step S68, and the control temperature K is set based on the time zone determination in step S50 (see FIG. 6). For example, when the time zone is morning, the control temperature K is set at the target temperature F + 1.5 ° C., and when the time zone is afternoon, the control temperature K is set at the target temperature F + 5.0 ° C. . In step S70, the predicted opening / closing control unit 26 compares the predicted temperature H set in step S14 with the control temperature K set in the previous step S68. When the predicted temperature H is higher than the control temperature K, the process proceeds to step S72, and the opening / closing device is controlled to open by a predetermined width (for example, 10%). If the opening / closing device is already fully open, it is maintained as it is. In step S74, a control stop interval time of a certain time (for example, 1 minute) is set. When the predicted temperature T is lower than the control temperature K in step S70, the process proceeds to step 76, and the current state is maintained without opening / closing the opening / closing device. On the other hand, in the above-described step S66, when the temperature change in the house room is decreasing, the process proceeds to step S78, and the control temperature K is set based on the time zone determination in the above-described step S50 (see FIG. 6). To do. For example, when the time zone is am, the control temperature K is set at a target temperature of −1.5 ° C., and when the time zone is am, the control temperature K is set at a target temperature of + 1.0 ° C. The In step S80, the predicted opening / closing control unit 26 compares the predicted temperature H set in step S14 with the control temperature K set in the previous step S78. When the predicted temperature H is higher than the control temperature K, the process proceeds to step S82, and the opening / closing device is controlled to be closed by a predetermined width (for example, 10%). Thereafter, the process proceeds to step S74, and a control stop time of a certain time (for example, 1 minute) is set. If the predicted temperature T is lower than the control temperature K in step S80 described above, the current state is maintained without opening and closing the switchgear. As described above, in the present embodiment, the temperature measurement step (S10), the temperature storage step (S12), the predicted temperature setting step (S14), the current temperature switching control step (S16), and the predicted temperature switching control step (S16) at predetermined time intervals. The opening / closing control of the opening / closing device is performed while repeating the control including S18). In this way, the temperature control in the house room, which is a large-capacity space, can be performed with high accuracy while the opening / closing device is controlled to open / close with reference to the current temperature and the predicted temperature while always setting the predicted temperature.

上記実施形態に係る制御システム１０を農業用ハウスの開閉装置の制御システムとして設置し、上記温度制御方法により開閉装置の開閉制御を行った。図１１のグラフは、２０１０年２月２０日に測定を行った結果を示すグラフである。目標温度は２５℃に設定されている。図１１では、上段に９：００から１１：００までの時間帯のグラフを示し、下段に１６：００から１７：３０まで時間帯のグラフを示す。また、比較例として、別の日（２０１０年１月２７日）に、背景技術で説明したような従来の開閉装置の制御方法、すなわち温度センサによる測定温度と設定温度との偏差値により開閉制御させる方法を行なった結果を、図１２のグラフに示している。なお、図１２では、上段に９：００から１１：００までの時間帯のグラフを示し、下段に１６：００から１７：３０まで時間帯のグラフを示す。   The control system 10 which concerns on the said embodiment was installed as a control system of the opening and closing device of an agricultural house, and the opening and closing control of the opening and closing device was performed with the said temperature control method. The graph of FIG. 11 is a graph showing the result of measurement performed on February 20, 2010. The target temperature is set to 25 ° C. In FIG. 11, the graph of the time zone from 9:00 to 11:00 is shown in the upper part, and the graph of the time zone from 16:00 to 17:30 is shown in the lower part. Further, as a comparative example, on another day (January 27, 2010), the conventional switching device control method as described in the background art, that is, the switching control by the deviation value between the temperature measured by the temperature sensor and the set temperature. The result of performing the method is shown in the graph of FIG. In FIG. 12, the upper graph shows the time zone graph from 9:00 to 11:00, and the lower row shows the time zone graph from 16:00 to 17:30.

本実施例と比較例とを比較すると、図１１の本実施例のグラフでは、開閉装置は、ハウス室内の温度に応じて段階的に開閉幅を調整しながら制御されているのが分かる。温度変化を見ると、午前９：２０〜１０：００までの時間帯では、ハウス室内の温度が目標温度に近傍で維持されている。特に、９：５０過ぎぐらいまではハウス室内の温度が目標温度を超えることなく目標温度に近い略一定な温度で高精度な制御を実現している。また、午後には１６：３０〜１７：００ぐらいまでハウス室内を目標温度に近い温度で制御しており、特に１６：５０から１７：１０の時間帯は、目標温度に近似した温度でハウス室内の温度を制御しているのが分かる。一方、図１２の従来のグラフでは、９：３０過ぎぐらいでハウス室内の温度が目標温度より高くなって開閉装置を開く制御を行っているが、すでに目標温度を越えて開閉タイミングが遅れた制御となっている。さらに、１０：００〜１０：４０の時間帯では、開閉装置は短時間で全開、完全閉鎖を繰返した大きな開閉動作を行っている。さらに、ハウス室内の温度変化も目標温度に対して短時間で上下変動しているのが分かる。このように、本実施例では、従来のものと比較してハウス室内の温度を高精度に制御しており、制御性に優れているのが分かる。   When this embodiment is compared with the comparative example, it can be seen from the graph of this embodiment in FIG. 11 that the opening / closing device is controlled while adjusting the opening / closing width stepwise in accordance with the temperature in the house room. Looking at the temperature change, the temperature in the house room is maintained near the target temperature in the time zone from 9:20 am to 10 am. In particular, until about 9:50, highly accurate control is realized at a substantially constant temperature close to the target temperature without the temperature in the house room exceeding the target temperature. In the afternoon, the house room is controlled at a temperature close to the target temperature from 16:30 to 17:00, and in the time zone from 16:50 to 17:10, the house room is at a temperature that approximates the target temperature. It can be seen that the temperature is controlled. On the other hand, in the conventional graph of FIG. 12, the temperature inside the house is higher than the target temperature at about 9:30 and control is performed to open the switchgear, but control that has already exceeded the target temperature and the switching timing is delayed. It has become. Further, in the time zone from 10:00 to 10:40, the opening / closing device performs a large opening / closing operation that is repeatedly fully opened and completely closed in a short time. Furthermore, it can be seen that the temperature change in the house room fluctuates up and down in a short time with respect to the target temperature. Thus, in the present embodiment, it can be seen that the temperature in the house room is controlled with high accuracy as compared with the conventional one, and the controllability is excellent.

以上説明した本発明の農業用ハウスの開閉装置用制御システム及び開閉装置を利用した農業用ハウスの温度制御方法は、上記した実施形態のみの構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の本質を逸脱しない範囲において、任意の改変を行ってもよい。   The agricultural house opening / closing device control system and the agricultural house temperature control method using the opening / closing device of the present invention described above are not limited to the configuration of the above-described embodiment alone, and are defined in the claims. Any modifications may be made without departing from the essence of the invention described.

本発明の農業用ハウスの開閉装置用制御システム及び開閉装置を利用した農業用ハウスの温度制御方法は、野菜、果物、花卉等その他の農作物を栽培する際に適用できる。   The control system for an agricultural house opening / closing device and the temperature control method for an agricultural house using the opening / closing device of the present invention can be applied when cultivating other crops such as vegetables, fruits and flowers.

１０ 制御システム
１２ 温度センサ
１４ タイマ部
１６ 予測温度設定部
１８ 開閉制御部
２４ 現在温度開閉制御部
２６ 予測開閉制御部
１００ 農業用ビニルハウス
１０４ 開閉装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Control system 12 Temperature sensor 14 Timer part 16 Predicted temperature setting part 18 Opening / closing control part 24 Present temperature opening / closing control part 26 Predictive opening / closing control part 100 Agricultural vinyl house 104 Opening / closing device

Claims (6)

農業用ハウスの屋根の一部を開閉して該ハウス室内の換気及び温度調整を行わせる開閉装置を自動制御する制御システムであり、
ハウス室内に配置されハウス室内の温度を測定する温度センサと、
タイマ部と、
タイマ部が計時する所定時間間隔ごとに温度センサで測定される現在温度と一定時間遡った過去温度とに基づいて将来的に予測される予測温度を設定する予測温度設定部と、
タイマ部が計時する所定時間間隔ごとに予測温度設定部で設定した予測温度と予め設定した目標温度とを判定要素として開閉装置を所定幅だけ開閉制御する予測開閉制御部と、を備えたことを特徴とする農業用ハウスの開閉装置用制御システム。 A control system that automatically controls an opening and closing device that opens and closes a part of a roof of an agricultural house to perform ventilation and temperature adjustment in the house;
A temperature sensor arranged in the house room and measuring the temperature in the house room;
A timer section;
A predicted temperature setting unit for setting a predicted temperature predicted in the future based on the current temperature measured by the temperature sensor at a predetermined time interval counted by the timer unit and the past temperature that is traced back for a certain time;
A predictive opening / closing control unit for controlling opening / closing of the switchgear by a predetermined width using the predicted temperature set by the predicted temperature setting unit and the preset target temperature for each predetermined time interval timed by the timer unit as determination elements. A control system for an agricultural house opening and closing device. タイマ部は、時刻を計る時計機能を有し、
予測温度設定部は、制御を行う時間帯に対応して予め定められた予測温度演算ルールが設定されており、
制御時の時刻が属する時間帯に対応して予測温度演算ルールに従って現在及び過去温度から予測温度を算出する請求項１記載の農業用ハウスの開閉装置用制御システム。 The timer unit has a clock function that measures time,
The predicted temperature setting unit is set with a predetermined predicted temperature calculation rule corresponding to the time zone during which control is performed,
The control system for an opening and closing device for an agricultural house according to claim 1, wherein the predicted temperature is calculated from the current and past temperatures according to the predicted temperature calculation rule corresponding to the time zone to which the time of control belongs. 予測温度演算ルールは、現在及び過去温度から算出される時間当たりの温度傾斜に掛け算させる増幅用パラメータを含み、
増幅用パラメータは、ハウス室内の温度が上昇傾向に予想される時間帯であって、実際のハウス室内の温度変化が上昇の場合には、大きな数値で設定され、
ハウス室内の温度が上昇傾向に予想される時間帯であって、実際のハウス室内の温度変化が下降の場合には、０又は小さな数値で設定され、
ハウス室内の温度が下降傾向に予想される時間帯であって、実際のハウス室内の温度変化が上昇の場合には、０又は小さな数値で設定され、
ハウス室内の温度が下降傾向に予想される時間帯であって、実際のハウス室内の温度変化が下降の場合には、大きな数値で設定される請求項２記載の農業用ハウスの開閉装置用制御システム。 The predicted temperature calculation rule includes an amplification parameter for multiplying the temperature gradient per time calculated from the current and past temperatures,
The amplification parameter is a time zone in which the temperature in the house room is expected to rise, and when the actual temperature change in the house room is rising, it is set to a large value.
When the temperature in the house room is expected to rise, and the actual temperature change in the house room is falling, it is set to 0 or a small numerical value.
When the temperature in the house room is expected to decrease, and the actual temperature change in the house room is rising, it is set to 0 or a small numerical value.
The control for an opening / closing device of an agricultural house according to claim 2, wherein the temperature is set to a large value when the temperature in the house room is expected to decrease and the actual temperature change in the house room is decreasing. system. 予測開閉制御部は、予測温度と、時間帯に対応して目標温度を補正した制御用温度と、を比較して、開閉装置を所定幅だけ開閉制御させるようになっており、
制御用温度は、ハウス室内の温度が上昇傾向に予想される時間帯では開閉装置を開き制御させやすいように比較的低い温度で設定され、
ハウス室内の温度が下降傾向に予想される時間帯では開閉装置を閉鎖制御させやすいように比較的高い温度で設定された請求項１ないし３のいずれかに記載の農業用ハウスの開閉装置用制御システム。 The predictive opening / closing control unit compares the predicted temperature with the control temperature corrected for the target temperature corresponding to the time zone, and controls the opening / closing device to open / close by a predetermined width,
The control temperature is set at a relatively low temperature so that the switchgear can be easily opened and controlled in a time zone where the temperature in the house room is expected to rise,
The control for an opening and closing device of an agricultural house according to any one of claims 1 to 3, which is set at a relatively high temperature so that the closing and closing of the opening and closing device is easily controlled in a time zone in which the temperature in the house room is expected to decrease. system. 予測開閉制御部では目標温度に応じて制御を行なわせる温度域が予め設定され、
予測開閉制御部による制御に先立って現在温度と該温度域とを比較判定し、現在温度が該温度域の上限値よりも高い場合には開閉装置を全開させるように制御し、現在温度が該温度域の下限値よりも低い場合には開閉装置を完全閉鎖させるように制御する現在温度開閉制御部を含む請求項１ないし４のいずれかに記載の農業用ハウスの開閉装置用制御システム。 In the predictive opening / closing control unit, a temperature range for performing control according to the target temperature is set in advance,
Prior to the control by the predictive switching control unit, the current temperature is compared with the temperature range, and when the current temperature is higher than the upper limit value of the temperature range, the switching device is controlled to be fully opened. The control system for a switching device for an agricultural house according to any one of claims 1 to 4, further comprising a current temperature switching control unit that controls the switching device to be completely closed when the temperature is lower than the lower limit value. 農業用ハウスにおいて屋根の一部を開閉する開閉装置を制御システムにより自動開閉制御してハウス室内の温度調整を行う温度制御方法であり、
ハウス室内に配置した温度センサにより温度を測定する温度測定ステップと、
温度測定ステップにて温度センサで測定した現在の温度と一定時間過去の温度を記憶する温度記憶ステップと、
温度記憶ステップで記憶した現在及び過去の温度に基づいて将来的な予測温度を設定する予測温度設定ステップと、
予測温度設定ステップで設定した予測温度と予め設定された目標温度とを判定要素としてハウスの開閉装置の開閉制御を行う予測開閉制御ステップと、を含む制御を所定時間間隔ごとに繰返すことを特徴とする開閉装置を利用した農業用ハウスの温度制御方法。
It is a temperature control method for adjusting the temperature in the house room by automatically opening and closing a switching device that opens and closes a part of the roof in an agricultural house by a control system,
A temperature measuring step for measuring the temperature with a temperature sensor arranged in the house room;
A temperature storage step for storing the current temperature measured by the temperature sensor in the temperature measurement step and the temperature in the past for a certain period of time;
A predicted temperature setting step for setting a future predicted temperature based on the current and past temperatures stored in the temperature storage step;
A predictive opening / closing control step of performing opening / closing control of the opening / closing device of the house using the predicted temperature set in the predicted temperature setting step and a preset target temperature as determination elements, and repeating the control including a predetermined time interval A method for controlling the temperature of an agricultural house using an opening and closing device.

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