第八屆「台達盃」國際高校綠色智造大賽 (2022)
《植物工廠資源效率提升工程》
本屆賽事吸引了全球328所學校973支隊伍。決賽僅錄取100支隊伍,並且台灣只有四組進入決賽,當中需要面為評審提供系統的架構設計進行線上
的答辯與提供設計計劃書,最後幸獲得進入決賽進行落地執行的機會,並在結束時獲得三等獎的成績。
競賽題目主要利用就舊有的貨櫃型植物工廠進行更新,並將所有設備進行更新與所有工控自動化設備替換成台達電的產品,並引入自動化控制
將原先需要人工調整的水質、光源高度、環境溫度與二氧化碳進行自動化調整。
▲ 新聞連結:https://www.deltaww.com/zh-TW/press/35832
整合了水質檢測設備,功能包含自動調整水質EC、pH值變化、自動補水的功能;光源高度變化透過簡單的捲簾馬達與雷射位移計完成手動與自動的光源升降;環境控制功能
使用PLC控制光源的開關與壓縮機控制等控制,並使用AP模組完成設備的無線連線資料交換表的功能。並接入到SCADA系統遠端顯示養殖狀態以及歷史資料的紀錄;與使用
HMI進行參數控制以及故障提醒、手動等功能,能夠大大的減少人員出入造成有機奶油萵苣的污染,使得環境能夠時刻保持在適合生長的環境中,也能夠大大的提高可食用部份的體積
、提升了口感以及降低病蟲害的風險。
▲ 平行軸手臂搬運演示,礙於體積的問題因此修改程佔地較小的方式演示
以及使用平行軸機械手臂透過磁吸或是負壓吸嘴的方式完成養殖奶油萵苣的搬運。搬運是為了生長兩周後快速生長期需要搬運到更大養殖空間的泡綿板,避免了生長上相互遮擋造成光線吸收不足的情況,同時也能夠減少人力耗時搬運的時間損耗,將簡單重複性的工作交給機械完成。實驗發覺磁吸方式優於負壓吸的方式,能夠有更高的容錯率。
將原先堆滿雜物髒亂的環境重新整理,並結合台達的設備重新向師生、外賓展示以及台達電總經理掛牌時的參訪介紹。透過整合了 TCP 方式提供養殖環境數值的 API,能夠將 IOT
控制的設備接入機器學習的方式,將環境控制透過多變量進行調整以及預估未來變化量,使得生長控制在更理想環境,並減少多餘能量浪費。透過這場比賽更熟悉自動控制設備的應用以及成果展示的描述,並藉此獲得三等獎的成績以及完成大學的畢業專題。
▲ 收成當日的奶油萵苣養殖成果