This study was conducted to develop a system and an control algorithm for control the environment of a plant factory. The greenhouse control system for environmental control was largely composed of a computer and a PLC. The screen of control program was composed of a greenhouse figure which was included machinery and equipments for greenhouse, the graph of environmental factors of inside greenhouse and the image of greenhouse. In order to reduce temperature change, the operation time of ventilation window was changed by 3 stage according to difference between a target and present temperature. When is heating, a temperature variation was shown to be 16.7±0.8℃. When is cooling, a temperature variation was shown to be 23.1±0.6℃. When is humidifing, a humidity variation was shown to be 39.3±1.6℃ %RH. An environmental control system and a control algorithm were proved that it was shown a good performance in a control accuracy. So a computer control system should be adapted to a control system of a greenhouse and a plant factory.

본 연구는 식물공장용 체인컨베이어식 조간조절장치를 개발하기 위해 수행하였다. 개발 시스템을 재배작물에 실제로 적용하기 위해 평가 시험하였다. 실험결과, 식물공장에서 수경재배되는 채소의 주간을 조절하는 기술을 제공하였다 작물조간조절단계는 매주 수확하는 것으로 하여 4단으로 설정하였고, 단계별 이송속도는 각각 6.4, 9.6, 12.3, 15.8cm·s-1이었고, 조간조절량은 각각 101.6, 152.4, 203.2, 254.0mm로 나타났다. 1단계에서 4단계로 작물이 이송되는 동안 작물과 재배 홈통의 무게가 17N에서 935N으로 증가함에 따라 구동축토오크도 11.7~33.3N·m범위에서 증가하여 이론토크 값보다 5.9~9.8N·m 더 소요되었으며, 이때의 진행 저하율은 1.6~2.1%이었다. 재배홈통의 이동소요 시간의 설계 값이 2.26초이고 실측값이 2.24초로 잘 일치한 것으로 나타났다. 조간조절장치는 조간조절량이 설계된 값의 5%이내 범주에서 잘 조절되고, 시스템으로도 안정적으로 나타나 식물공장용 조간조절장치로 체인컨베이어식 조간조절장치가 활용될 수 있을 것으로 판단되었다.

대립종자의 자동정렬파종기의 씨눈위치 자동판정장치를 개발하기 위한 연구로서 수행된 이 연구는 기계 시각을 이용하여 대립종자의 씨눈 위치가 공급 방향을 기준으로 앞 또는 뒤쪽 어느 쪽에 위치해 있는지를 검출하기 위함이다. 참박, 특토좌, 흑종에 대한 씨눈위치를 판정하기 위하여 종자의 공급자세에 따른 판정정도를 조사하였다. 참박의 경우 공급자세가 30˚ 경우에는 77.8%의 정확도를 나타냈지만, 0˚와 15˚때는 100% 검출 정확도를 나타내었다. 특토좌의 경우 공급자세 30˚에서 89.5%, 0˚와 15˚에서는 100%의 판정 정확도가 나타났다. 흑종의 경우에 있어서는 공급자세 30˚에서 94.4%이었고 나머지는 100%의 정확도를 나타냈다. 따라서 정렬파종장치의 공급부에서 종자가 공급될 때 기계적인 메카니즘으로 30˚ 이상 기울어지는 것을 방지할 수 있고 15˚까지 기울어진다 해도 씨눈위치를 판정할 수 있기 때문에 향후 파종장치의 한 부분으로서 사용할 수 있을 것으로 판단되었다.

To use effectively the solar energy in greenhouse heating, a high performance solar collector should be developed. And then the size of the solar collector and thermal storage tank should be determined through the calculation of heating load. The solar collector must be set in the optimum tilt angle and direction to take daily solar radiation maximally, and the flow rate of heat transfer fluid through the solar collector should be kept in the optimum range. In this research, the performance tests of a capillary tube solar collector were performed to determine the optimum water flow rate and the results summarized as follows. 1. The regressive equations for efficiency estimations of the capillary tube solar collector in the open loop were modeled in the water flow rate of 700-l,000 l/hr. 2. The optimum water flow rate of the solar collector was estimated by the second order polynomial regression and the maximum efficiency was 80% at the water flow rate of 850 l/hr. 3. The solar thermal storage system consisted of a capillary tube solar collector and a water storage tank was tested at the water flow rate of 850 l/hr in the closed loop, and obtained the solar thermal storage efficiency of 55.2%. 4. As the capillary tube solar collector engaged in this experiment was made of non-corrosive polyolefin tubes, its weight was as light as 1/30 of the flat plate solar collector made of copper tubes. Therefore it was considered to be suitable for the greenhouse heating system.

시설하우스에 이용되고 있는 보온커튼의 기초자료를 얻고, 시공기준을 설정하기 위하여 종류별, 두께별로 물리적, 광학적 특성을 시험 분석하였다. 시설하우스용 보온재는 광투과성, 차광성 및 인장응력을 비교시험 하였으며, 시험결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 보온 커튼재의 인장응력 시험결과를 보면 인장하중은 3.4-13.4kg 범위이고 인장응력은 0.32-l.82kg/mm2 범위에서 커튼이 두꺼워짐에 따라 인장하중은 증가하나 인장응력은 큰 차이가 나타나지 않았으며 폴리프로필렌계가 신장율이 크고, 폴리에스터계는 인장 하중과 응력이 큰 경향을 보였다. 2) 광투과성은 390-1100nm 파장대 범위에서 평균 50.3-81.7% 범위로 보온커튼재가 두꺼울수록 광투과율이 낮고 상대적으로 차광율이 높아지며, 비슷한 두께에서 폴리프로필렌계가 폴리에스터계보다 광투과율이 20-30% 더 높은 것으로 나타났다. 3) 보온율은 18.2-41.1% 범위에서 보온재가 두꺼워질수록 증가하였으며, 폴리프로필렌계가 폴리에스터보다 보온율이 다소 높은 경향을 보였다. 4) 보온 커튼재는 폴리프로필렌계가 신장율, 보온성, 광투성 측면에서 우수하고 폴리에스테계가 인장응력이나 차광성 측면에서 우수하기 때문에 농가가 시설하우스 형태나 재배하는 작물의 특성에 따라 신중히 선택하여야 할 것으로 판단된다.

시설하우스에 이용되는 시설자재의 규격화와 품질개선을 유도하기 위하여 피복자재의 종류별, 두께별로 물리적 기계적 특성을 시험 분석하였다. 피복재의 물리적 기계적 특성은 충격강도, 인장 인열강도 및 파장별 투과율을 측정하였으며, 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 다트식 낙추시험에서 연질필름의 충격 강도는 피복재가 두꺼울수록 파괴하중이 증가하여 50% 파괴수준의 하중이 158-213g 범위에 있었으며, LDPE 필름이 대체로 높게 나타났다. 2. 충격파괴정도를 보면 전혀 파괴되지 않는 최대 충격하중이 62-192g 범위였으며, 0.05mm에 비해 0.1mm 두께의 필름이 충격에 견디는 힘이 1.8-3.2배 더 강한 것으로 나타났다. 3. 인장하중은 0.95-2.22kg 범위로 피복재 길이 방향이 높고, LDPE 필름이 높게 나타났으며, 신장율은 345-1020% 범위로 길이보다 폭방향이 1.4-2.7배 더 신장되는 것으로 나타났다. 4. 인열강도는 80.S-121.7kg/cm의 범위로 LDPE 필름이 높고 EVA가 낮은 것으로 나타났으며, 길이방향보다 폭방향이 더 큰 값으로 나타났다. 5. 연질필름의 종류별 광투과특성은 자외선 영역에서 87-92%로 큰 차이가 나타나지 않았으나 가시광선 영역에서 높은 투광율을 나타내었다.