Устройство с переменной структурой для регулирования температуры и влажности воздуха в теплицах

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к системам автоматического регулирования параметров микроклимата в теплицах. Цель изобретения - снижение затрат тепловой энергии на обогрев. Устройство

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1450789 А1 (51) 4 А 01 С 9/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4181106/30-15 (22) 14;01. 87 (46) 15. 01. 89. Бюл. Ф 2 (71) Научно-производственное объединение "Армсельхозмеханизация" (72) К.В.Александрян, А.Х.Бадалян, А.Г.Агаджанян и Г.Е.Оганесян (53) 631.73 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1308259, кл. А 01 G 9/26, 1985. (54) УСТРОЙСТВО С ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

И ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА В ТЕПЛИЦАХ (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к системам автоматического регулирования параметров микроклимата в теплицах. Цель изобретения — снижение затрат тепловой энергии на обогрев. Устройство

1450789 содержит измерительные преобразователи 8, 9 температуры и относительной влажности воздуха. Исполнительные устройства 24, 25, 26 вентиляции, обогрева и увлажнения включаются по управляющим сигналам. Управляющие сигналы выдает блок 23 выбора структуры устройства. Они формируются по результатам логической обработки сигналов, поступающих с измерительных преобразователей 8, 9 и задатчиков: 10 степени открытия форточек, 11 температуры, 13, 14 максимально и минимально допустимых значений относительной влажности и 12 смещения.

Управляющие сигналы поступают на ключи 1, 2, 3, 4 и переключатели 5, Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к системам автоматического регулирования параметров микроклимата в теплицах.

Цель изобретения - снижение затрат тепловой энергии на обогрев.

На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2,принципиальная схема блока выбора

1структуры, Устройство содержит четыре ключа

1-4, три переключателя 5-7, измерительные преобразователи 8 температуры и 9 относительной влажности воздуха, задатчики 10 степени открытия форточек, 11 температуры, 12 смещения, 13 максимально допустимого и 14 минимально допустимого значений относительной влажности воздуха, элемент

15 коррекции, блок 16 сравнения, блок

17 дифференцирования, пропорциональ-, ный 18,. пропорционально-интегральный

19 и релейный 20 регулирующие блоки, два компаратора 21 и 22, блок 23 выбора структуры, исполнительные устройства 24 — 26 вентиляции, обогрева и увлажнения воздуха, при этом блок

23 выбора структуры имеет входы 27

31 для ввода дополнительной информации: температуры наружного воздуха, скорости ветра, запрет увлажнения воздуха, запрет вентиляции и целесообразность вентиляции воздуха соответственно.

6, 7, посредством которых осуществляется целесообразное подключение к исполнительным устройствам 25, 24 и

26 различных регулирующих блоков.

При этом. исключается возможность одновременного функционирования ;стройств обогрева и вентиляции. При повыпении температуры воздуха выше заданного значения (боцьше допустимого) обеспечивается быстрый ее возврат до заданного значения. При включенных обогревателях для понижения влажности устройство 24 вентиляции включается после понижения температуры,цо заданной величины. Перечисленные режимы обсепечивают снижение затрат тепловой энергии на обогрев. 2 ил.

Измерительный преобразователь 8 температуры воздуха связан с входом исполнительного устройства 25 обогрева через последовательно соединенные

5 блок 16 сравнения, пропорциональноинтегральный регулирующий блок 19, переключатель 5 изменения структуры и первый ключ 1, измерительный преобразователь 8 температуры соединен так1О же с вторым входом переключателя 5изменения структуры через соединенные последовательно блок 17 дифференцирования и релейный регулирующий блок

20, задатчик 11 температуры связан с вторым входом блока 16 сравнения через первый переключатель 7, второй вход которого соединен с задатчиком . 11 температуры через элемент 15 коррекции, выход блока 16 сравнения связан с исполнительным устройством 24 вентиляции через соединенные последовательно пропорциональный регулирующий блок 18 и второй переключатель

6, второй вход которого соединен с задатчиком 10 степени открытия форточек через второй ключ 2, кроме того, выход блока 16 сравнения соединен с соответствующим входом блока 23 выбора структуры и вторым входом релейного регулирующего блока 20, третий вход которого через третий ключ 3 соединен с задатчиком 12 смещения, выходы блока 17 дифференцирования и релейного регулирующего блока 20 так145 же соединсны с соответствующими входами блока 23 выбора структуры, измерительный преобразователь 9 относительной влажности связан с исполнительным устройством 26 увлажнения через соединенные последовательно второй компаратор 22, второй вход которого подключен к задатчику 14 минимально допустимого значения относительной влажности, а выход — к соответствующему входу блока 23 выбора структуры, и четвертый ключ 4.

Измерительный преобразователь 9 относительной влажности также соединен с соответствующим входом блока 23 выбора структуры через первый компаратор 21, второй вход которого соединен с задатчиком 13 максимально допустимого значения относительной влажности, причем выходы блока .23. выбора структуры соединены соответственно первый - с вторым входом второго ключа 2, вторс ч - с третьим входом второго переключателя 6 и вторым входом ,первого переключателя 7, третий — с третьим входом переключателя 5 изменения структуры, четвертый — с вторым входом четвертого ключа 4, а .пятый— с третьим входом первого.переключателя 7 и вторым входом третьего ключа

3.

Электронные ключи 1-4 и переключатели 5-7 выполнены на микросхемах

К590КН2, компараторы 22 и 21 выполнены на микросхемах 554САЗ. Переключение режимов "Обогрев" и "Вентиляционное охлаждение осуществляют ком-. параторы У4 и У5 (микросхемы 554САЗ) и триггер на двух логических элемен-, тах 2И-НŠ— Д12,1 и Д12,2 (микросхема 155ЛАЗ). Величины отклонения температуры х,и х задаются резисторами К11 и k17. Режим "Вентиляция при .обогреве" включается компаратором УЗ и логическими элементами Д9 — Д11 (микросхемы 155ЛР4, 155ЛА2, 155ЛАЗ).

Элементы Д11,2 и Д11,3 составляют при этом триггер, хранящий признак данного режима до выполнения какоголибо условия запрета вентиляции при обогреве. Компаратор сигнализирует выполнение условия х О. Сигнал "Разрешение увлажнения воздуха формируют компараторы У2 и УЗ и логический элемент Д8 при выполнении условия

"L 7 0 (Д8 — микросхема 155ЛА1) . Необходимость включения вентиляции при обогреве фиксируется триггером на

0789 элементах, 1," и Д1,3 (микросхема

155ЛАЗ). Необходимость подключения к исполнительному устройству 25 обогрева пропорционально-интегрирующего регулирующего блока 19 фиксируется триггером на микросхеме 155ЛАЗ вЂ” Д3,3

55 и Д3,4 и идентифицируется логическими элементами Д1,4; Д2,1 — Д2,3;

Д3,1; Д3,2; Д6 и Д7 (микросхемы

155ЛАЗ, 155ЛАЗ, 155ЛА4, 155ЛР1) .

Устройство работает следующим образом.

Блок 23 выбора структуры получает следующие сигналы: аналоговый с выхода блока 16 сравнения, пропорциональный отклонению температуры воздуха Т от заданного Т,значения (х=Т -Т); аналоговый с выхода блока 17 дифференцирования, пропорциональный скорости изменения температуры воздуха (1= dT/йс, где — время); логический с выхода релейного регулирующего блока 20; логический с клеммы 27, нулевое значение которого 0-0,4В означает необходимость запрета увлажнения воздуха, (подается с помощью тумблера); логические с клемм 28-30, нулевое значение которых означает необходимость запрета вентиляции при обогреве; логический с клеммы 31, единичное значение которого 3-5В означает целесообразность вентиляции при обогреве (подает оператор тумблером); логический с компаратора 21, значение,которого равно логическому 0 при превышении относительной влажности (/ воздуха заданного максимально допустимого значения с „„„; логический с компаратора 22, значение которого равно "1" когда Ц меньше заданного минимально допустимого значения <(„„„.

Выходной сигнал В блока 23 выбора структуры принимает значение "1" нри х х „,-где х „ — заданная положительная величина, или "0" при х(х, где х заданная отрицательная величина.

Если в момент включения х (х с х „ то сигнал В принимает одно из двух значений случайным образом, что не противоречит логике функционирования устройства. Это устраняют кратковременным изменением в начале работы значения температуры воздуха задатчиком 11. В режиме вентиляционного охлаждения (В=О) ключ 1 заперт, переключатель 6 соединяет вход исполнительного устройства 24 вентиляции с выходом пропорционального регули5 14507 рующего блока 18; сигнал Е независимо от других условий имеет значение

"1", в результате чего переключатель

7 соединяет вход блока 16 сравнения непосредственно с выходом задатчика

11 температуры. Регулирование температуры воздуха производится в результате действия устройства вентиляции при помощи пропорционального регулирующего блока t8. Когда a=1 (режим обогрева) ключ 1 рткрыт, а переключатель 6 подключает к входу исполнительного устройства 24 вентиляции выход ключа 2. Выходной сигнал Е блока 23 выбора структуры принимает значение "1" при хтх,; В=О; наличии

15 сигналов запрета вентиляции при обогреве, ц(4 ggg V(/ „„ и отсутствии внешнего сигнала задания режима "Вен- 20,. тиляция при обогреве".

Когда K=1 : ключ 3 открыт, переключатель 7 соединяет вход блока 16 сравнения непосредственно с .выходом задатчика 11 температуры, сигнал А 25 независимо от других условий имеет значение "0", запирающего ключ 2.

Нуль с выхода ключа 2 поступает на вход исполнительного устройства 24 вентиляции, происходит закрытие фор- 30 точек. Канал управления устройством

25 обогрева, содержащий датчик 8 и эадатчик 11 температуры воздуха,задатчик 12 смещения, блок 16 сравнения, блок 17 дифференцирования, пропорционально-интегральный 19 и релейный 20 регулирующие блоки, переключатель 5 и блок 23 выбора структуры, функционирует следующим образом: при

89 6

Необходимость вентиляции при обогреве определяется при E=O. Сигнал Е принимает значение "О" в следующих случаях: нет сигнала запрета вентиляции при обогреве, д„„„, и х <О:. нет сигнала запрета вентиляции при обогреве, имеется .сигнал о целесообразности вентиляции при обогреве и ч,„„„. При этом ключ 3 заперт, а переключатель 7подключает задатчик 11 к блоку 16 сравнения через элемент 1" коррекции, вследствие чего заданное значение температурыуменьшается надопустимую величину. Однако вентиляция включается не сразу. Сначала сигналу

С придается значение "О", в результате чего к исполнительному устройству 25 обогрева подключается релейный регулирующий блок 20, который форсированно уменьшает значение температуры воздуха на допустимую величину, Наконец, при одновременном выполнении условия g 0 выход релейного регулирующего блока 20 равен минимальному значению управляющего воздействия — сигналам А и С придается значение "1", в результате чего ключ 2 открывается, сигнал с выхода эадатчика 10 степени открытия форточек поступает на исполнительное уст-. ройство 24 вентиляции, чем обеспечивается открытие форточек на допустимую величину, а к исполнительному устройству 25 обогрева подкпючается пропорционально-интегральный регулирующий блок 19, Формула изобретения х х + к % где х з — отрицательная величина, задаваемая задатчиком 12 смещения; к — постоянная. К исполнительному устройству 25 обогрева подключается релейный регулирующий блок

20 при х х + к- < и при О к испол- 45 нительному устройству 25 обогрева подключается пропорционально-интегральный регулирующий блок 19. Выходной сигнал D блока 23 выбора структуры принимает значение "1" при одновременном выполнении следующих ус- . ловий: Е=1; х О; 1)0 и отсутствии на входе блока 23 сигнала запрета увлажнения воздуха. В противном случае

Э=О. Когда D-=1 кюйоч 4 открыт выходУ t

55 ной сигнал компаратора 22 при ломощи исполнительного устройства 26 увлажнения обеспечивает увлажнение воздуха при условии; Ца q„», Устройство с переменной структу рой для регулирования температуры и влажности воздуха в теплицах, включающее измерительный преобразователь и задатчик температуры воздуха, блок сравнения, блок дифференцирования, релейный и пропорционально интегральный регулирующие блоки, блок выбора структуры, переключатель изменения структуры и исполнительный механизм, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения затрат тепловой энергии на обогрев, оно снабжено четырьмя ключами, двумя переключателями, задатчиком степени открытия форточек, пропорциональным регулирующим блоком, элементом коррекции, измерительным преобразователем относительной влажности, двумя компаратора7 14507 ми, задатчиком минимально допустимой и максимально допустимой относительной влажности, задатчиком смещения и исполнительными устройствами венти5 ляции, увлажнения и обогрева, а блок выбора структуры снабжен пятью дополнительными входами введения информации о скорости ветра, наружной температуре воздуха, запрете увлажнения воздуха, запрете вентиляции и целесообразности вентиляции, при этом измерительный преобразователь температуры связан с входом исполнительного устройства обогрева через последо- 15 вательно соединенные блок сравнения, пропорционально-интегральный регулирукнций блок, переключатель изменения . структуры и первый ключ, измерительный преобразователь температуры сое- 2р динен также с вторым входом переключателя изменения структуры через соединенные последовательно блок дифференцирования и релейный регулирующий блок, эадатчик температуры связан с 26 вторым входом блока сравнения через первый переключатель, второй вход которого соединен с задатчиком температуры через элемент коррекции, выход блока сравнения связан с испол нительным устройством вентиляции через соединенные последовательно пропорциональный регулирующий блок и второй переключатель, второй вход которого соединен с задатчиком степени открытия форточек через второй ключ,,кроме того, выход блока сравнения соединен с соответствующим входом блока выбора структуры и вторым входом релейного регулирующего блока, третий вход которого через третий ключ соединен с задатчиком смещения, выходы блока дифференцирования и релейного регулирующего блока также соединены с соответствующими входами блока выбора структуры, измерительный преобразователь относительной влажности связан е исполнительным устройством увлажнения через соединенные последовательно второй компаратор, второй вход которого подключен к; эадатчику минимально допустимого значения относительной влажности, а выход — к соответствующему входу блока выбора структуры и четвертый ключ, вместе с тем измерительный преобразователь относительной влажности также соединен с соответствующим входом блока выбора структуры через первый компаратор, второй вход которого соединен с задатчиком максимально допустимого значения относительной влажности, причем выходы блока выбора структуры соединены с оот ветств енно: первый - с вторым входом второго ключа, второй — с третьим входом второго переключателя и вторым входом первого переключателя, третий - с третьим входом переключателя изменения структуры, четвертый — с вторым входом четвертого ключа, а пятый — с третьим входом первого переключателя и вторым входом третьего ключа.

1450789

Составитель С.Заруцкий

Редактор С.Лисина Техред Л.Олийнык Корректор Л.Патай

Заказ 7003/2 Тираж 618. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР.

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 !