Система регулирования параметров микроклимата

(19) (1 8999 А 7/02 511 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОсудАРстВенный номитет сссР110 ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Киевский институт автоматикиим. ХХУ съезда КПСС(56) Авторское свидетельство СССРВ 439793, кл; 6 05 П 27/02, 1972.(54)(57) 1. СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА по авт, св.В 439793, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью повышения качестварегулирования, она содержит последа"вательно соединенные задатчик цикловконтроля, логический блок, блок памяти и формирователь корректирующих,. сигналов, а также первый счетчикимпульсов и корректирунв 1 ие устройства,входы которых подключены к соответ-,ствующим вторым выходам второго коммутатора, а выходы - к вторым вхс 1 дамсоответствухв 1 нх расширителей импульсов, причем выход первого счетчикасоединен с вторым входомлогическогоблока, связанного третьим входом спервым выходом генератора тактовыхимпульсов и с вторым входом блокапамяти, вторым выходом - с вторымвходом формирователя корректиру 1 ощихсигналов, а третьим выходом - спервым входом первого счетчика импульсов, второй вход которого подключен к третьему выходу генераторатактовых импульсов, третий вход формирователя корректирующих сигналов соединен с первым выходом логического блока, первый .выход в , с третьим входом второго коммутатора, а второй выход - с третьим входом блока памяти, четвертый вход которого подключен к. второму выходу цифрового преобразователя, а пятый вход - к второму выходу первого коммутатора.2, Система по п. 1, о т л и ч а - ю щ а я с я тем, что логический блок содержит последовательно соединенные первый элемент И, генератор импульсов, второй счетчик импульсов и второй элемент И, последовательно соединенные третий счетчик импульсов и третий элемент И, а также задатчик количества тачек контроля, подклюг ченный выходом к второму входу третьего элемента И, выход которого связан с первым входом третьего счетчика импульсов и с третьим выходом блока, второй вход второго счет- . чика импульсов подключен к выходу второго элемента И, к второму выходу блока и к второму входу генератора импульсов, выход которого соединен с Об первым выходом блока, второй вход ,р второго элемента И подключен к пер- р вому входу первого элемента И и кпервому входу блока, второй вход третьего счетчика импульсов связан с третьим входом блока и с вторым входом первого элемента И, третийвход которого соединен с вторым вхо" дом блока;3. Системапоп. 1, отлича - ю щ а я с я тем, что формирователь корректирующих сигналов содержит последовательно сощиненные первый регистр записи, первый сумматор,сударственногам изобретенийква, Ж, Ра Покомитета СССРи открытийская наб., д.11 второй сумматор, второй регистр записи, третий сумматор, широтно- импульсный модулятор и усилитель, последовательно соединенные распределитель импульсов и третий регистр записи, а также два элемента задержки и четвертый регистр записи, первый вход которого подключен к второму входу формирователя и через первый элемент задержки - к второму входу третьего сумматора и к входу второго элемента задержки, связанного выходом с вторым входом широтно-импульсного модулятора, вход распределителя импульсов соединен с третьим входом формирователя, второй выход - с вторым входом вторбго сумматора, третий вы 58999 ход - с вторым входом первого сумматора, а четвертый выход - с первымвходом первого регистра записи,второй вход которого подключен кпервому входу формирователя, к второму входу трегьего регистра записии к второму входу четвертого регистра записи, связанного выходом с третьим входом третьего сумматора, второй вход усилителя соединен с вторым выходом третьего сумматора, авыход - с первым выходом формировате"ля, выход второго регистра записиподключен к второму выходу формирователя ик третьемувходу второго сумматоравыход третьегорегистра записисвязан стретьим входомпервого сумматора.Изобретение относится к областиконтроля и регулирования различныхпараметров с помощью средств центротехники и является дополнительным косновному авт. св. Ф 439793. 5Цель изобретения - повышение качества регулирования путем оптимизации настройки параметров регулятора,0На фиг. 1 приведена структурнаясхема предлагаемой системы регулирования параметров микроклимата; нафиг. 2 - то же, логического блока;на фиг, 3 - то же, формирователякорректирующих сигналов; на фиг. 4 -то же, генератора тактовых импульсов;на фиг, 5 - принципиальная схема расширителей импульсов; на фиг. 6 временные диаграммы (1-Ч 1) функцио 20нирования системы регулирования параметров микроклимата, где 1 соответствует первому выходу генератора тактовых импульсов; 1 - третьему выходу генератора тактовых импульсов; .01 - второму выходу генератора тактовых импульсов; 1 Ч - первому выходуцифрового преобразователя; Ч - первому выходу логического блока; Ч 1первому выходу формирователя коррек. -тирующих сигналов.Система содержит датчики 1 -1 пизмеряемых и регулируемых параметров,первый коммутатор 2 сигналов датчиков, элемент 3 сравнения, задатчик 4 установок, цифровой преобразователь 5, устройство 6 регистрации, генератор 7 тактовых импульсов, второй коммутатор 8 исполнительных механизмов, расширители 9-9 импульсов, исполнительные механизмы10-10 п, задатчик 11 циклов контроля,первый счетчик 12 импульсов, логический блок 13, блок 14 памяти, форми" рователь 15 корректирующих сигналов и корректирующие устройства 16- 1 бл (фиг, 1).Датчики 1 -1 измеряемых параметров через коммутатор 2 сигналов датчиков подключены к элементу 3 сравнения, к другому входу которого подключен задатчик 4 уставок, Выход элемента 3 сравнения через цифровой преобразователь 5 связан с устройством 6 регистрации и блоком 14 памяти. .Цифровой преобразователь 5 через коммутатор 8 исполнительных механизмов связан с расширителями 9-9 я импульсов, каждый из которых соединен со своим исполнительным механизмом 10-10 п. К другим входам расширителей 9 -9 импульсов подключены корректирующие устройства 16-3 6 п.Кроме того, устройство 6 регистрации связано с коммутатором 2 сигналов датчиков, задатчиком 4 уста" вок и блоком ч памяти.158999 4 з 1Генератор 7 тактовых импульсовсвязан с коммутатором 2, блоком 14памяти, коммутатором 8, первым счетчиком 12 импульсов., с цифровым преобразователем 5, задатчиком 4 уставок и логическим блоком 13,Логический блок 13 связан с первым счетчиком 12 импульсов,. блоком14, памяти, формирователем 15 корректирующих сигналов и задатчиком 11циклов контроля.Кроме того, формирователь 15 корректирующих сигналов Связан с блоком 14 памяти и через коммутатор 8с корректирующими устройствами 1616 пДатчики 1 - 1 п представляют собой серийно выпускаемые подогревныехлористо-литиевые датчики температуры и влажности воздуха,Коммутаторы 2 и 8 представляютсобой магистральные релейные распределители сигналов, собранные потрехтактной схеме.Элемент 3 сравнения представляетсобой электронное устройство, которое производит сравнение сигнала,поступающего от одного из датчиков 1и сигнала уставки, поступающего иззадатчика 4 уставок. На выходе элемента сравнения Формируется разност.ный сигнал, который в аналоговойформе поступает на вход цифрового .преобразователя 5.Задатчик 4 уставок,представляет.собой постоянное перепрограммируемое запоминающее устройство, в котором хранятся значения уставок длявсех точек контроля.Цифровой. преобразователь 5 представляет собой электронное устройство, которое преобразует аналоговый сигнал рассогласования, поступаюций с выхода элемента 3 сравнения,в дискретный сигнал отклонения параметра от уставки, поступающий навходы блока 14 памяти и устройства6 регистрации. Цифровой преобразователь 5 содержит также широтно-импульсный модулятор, с выхода которогосигнал в виде длительности импульса,пропорциональной сигналу рассогласования, поступает через коммутатор 8на вход соответствуз 1 щего расширитегля импульсов 9-9 пУстройство 6 регистрации пред.ставляет собой серийно выпускаемуюцифропечаташщую машинку АПИ-ЗИ,на бумажном бланке которой производится распечатка значений уставок, номеров точек контроля и величин отклонений параметров от уставок.Логический блок 13 представляет собой электронное устройство дискретного типа, которое при совпадении кода, набранного на задатчике 11 циклов контроля и кода, поступающего с выхода первого счетчика 12 импульсов, формирует команду считывания информации из блока 14 памяти в формирователь 15 корректирующих сигналов и команду на вычисление значения критерия 1 .на выдачу сигналов коррекции, поступающих соответственно на третий и второй входы формйрователя .15 корректирующих сигналов.Логический блок 13 (фиг, 2) содержит первый элемент И 17, второйэлемент И .18, генератор 19 импульсов,второй и третий счетчики 20 и 21импульсов, задатчик 22 количества д 5 точек контроля и третий элемент И 23.Входы первого элемента И 17 подключены к соответствующим выходампервого счетчика 12 импульсов, задатчика 11 циклов контроля и генератора 7 тактовых импульсов. Выходпервого элемента И 17. подключен кпервому входу генератора 19 импульсов, Выход последнего подключен квходам блока 14 памяти, формирователя 15 корректирующих сигналов и первому входу второго счетчика 20 импульсов. Выход второго счетчика 20 импульсов подключен к первому входувторого элемента И 18,. второй входкоторого подключен к выходу задатчика 11 циклов контроля. Выход второгоэлемента И 18 подключен к входу формирователя 15 корректирующих сигналов, к второму входу генератора 19импульсов и к второму входу второгосчетчика 20. Второй вход третьегосчетчика,21 подключен к выходу гене.ратора 7. Выход задатчика 22 подключен к второму входу третьего элемента И 23, первый вход которогосвязан с выходом третьего счетчика21. Выход третьего элемента И 23подключен к первому входу счетчика21 и третьему входу счетчика 12,Блок 14 памяти представляет собойнабор серийных интегральных элементов дискретного типа серии К 155. Вблоке 14 памяти хранится информацияоб отклонении значений параметровпульсного модулятора 29. Выход модулятора 29 подключен к первому входу усилителя 30. Второй вход усилителя 30 связан с вторым выходом третьегосумматора 28, Выход усилителя 30 через коммутатор 8 связан с входом соответствующего данной точке контроля корректирующим устройством 16. Второй вход сумматора 28 связан с выходом первого элемента 33 задержки и. вхадом второго элемента34 задержки. Вход первого элемента 33 задержки связан с выходом логического блока 13, Выход второго элемента 34 задержки подключен к вто. рому входу широтно-импульсного модулятора 29.Генератор 7 тактовых импульсов представляет собой электронное устройство, формирующее дискретные.сигналы управления и синхронизации работы таких узлов системы, как коммутаторы 2 и 8, задатчик уставок 4, цифровой преобразователь 5, первый счетчик 12 импульсов, блок 14 памяти и логический блок 13.Генератор 7 тактовых импульсов. (фиг, 4) содержит соответственно второй генератор 35 импульсов, элемент 36 задержки, четвертый счетчик 37 .импульсов, задатчик 38 номера последней точки контроля и логический блок 39.1 Выход генератора 35 подключен к входам коммутаторов 2 и 8 логического блока 13, блока памяти 14, элемента 36 временной задержки и чет" вертого счетчика 37 импульсов, Выход элемента 36 задержки подключен к первому входу цифрового преобразователя 5 и задатчика 4 уставок.Выходы четвертого счетчика 37 импульсов и задатчика 38 номера последней точки контроля соединены .соответственно с первым и вторым входами логического блока 39. Выход блока 39 совпадения подключен к входу первого счетчика 12 импульсов и к второму входу четвертого счетчика 37 импульсов.Расширители 9-9 импульсов представляют собой электронные устройства, расширяющие во времени дли" тельность импульса управления, поступающего с выхода широтно-импульсного модулятора цифрового преобразователя 5. Величина коэффициента расширения К расширителей импульсов 5 1158999от соответствующих уставок по всемточкам контроля для и реализаций,где и - число, набранное на задатчике 11 циклов контроля.Формирователь 15 корректирующих 5сигналов представляет собой арифметико-логическое устройство дискретноготипа, собранное из серийных .элементов, которое на основании информации, поступающей иэ блока 14 памя фти, вычисляет для каждой точки контроля значение критерия 3 и вырабатывает пропорциональную ему командукоррекции, поступающую через коммутатор 8 на Ыход соответствующего 1устройства 1 б - 16 и .Формирователь 15 корректирующихсигналов (фиг, 3) содержит первыйвходной регистр 24 записи отклонений, первый сумматор 25 вычисления 2разности, второй сумматор 26 вычисления значения критерия, второй промежуточный регистр 27 записи, третий сумматор 28 вычисления значенияразности широтно импульсныи модуля фтор 29, усилитель 30, распределитель31 импульсов, третий входной регистр 32 записи, первый и второйэлементы 33 и 34 задержки и четвертый регистр 35 записи предыдущего Эрзначения критерия,1Вторые входы регистров 24, 32 и35 подключены к выходу блока 14памяти. Первые входы регистров 24 и32 подключены соответственно к ЗЭчетвертому и первому выходам распределителя 31 импульсов, Выходы регистров 23 и 32 подключены соответственнок первому и третьему входам первогосумматора 25, Второй вход первого 46сумматора 25 подключен к третьемувыходу распределителя 31, Выходпервого сумматора 25 подключен кпервому входу второго сумматора 26,Третий вход второго сумматора 26 ффсвязан с выходом второго регистра27, который соединен также с первымвходом третьего сумматора 28 и входомблока,14 памяти. Второй вход сумматора 26 подключен к второму выходу эфраспределителя 31. Вход распределителя 31 связан с выходом генератора19, Выход сумматора 26 связан свходом второго регистра 27. Третийвход сумматора 28 подключен к выхо- Рду четвертого генератора 35. Первый выход третьего сумматора 28связан с первым входом широтно-имварьируется корректирующими устрой 1,ствами 16-16 в пределах от 60 до1000.Расширитель 9 импульсов (фиг. 5),содержит постоянные резисторы 45 и 540, переменный резистор 41, транзисторы 42, 43 и конденсатор 44,База транзистора 42 через коммутатор 8 подключена к первому выходуцифрового преобразователя 5. Движок 10переменного резистора 41 механическисвязан с валом микродвигателя корректирующего устройства 16. Коллектортранзистора 43 подключен к входу исполнительного механизма 10. 15Исполнительные механизмы 1 О представляют собой серийно выпускаемыедвигатели, которые непосредственновоздействуют на органы .управлениякондиционеров. 20Задатчик 11 циклов контроля представляет собой серийно выпускаемыйблок кнопочных переключателей П 2 К.Первый счетчик 12 импульсов представляет собой электронный счетчик й 5импульсов, собранный на серийныхдискретных элементах серии К 155.Корректирующие устройства 1616 представляют собой серийныемикродвигатели, которые в зависи" З 1)мости от величины и знака командыкоррекции, поступающей из формирователя 15 Корректирующих еигнапов,вращают в ту или иную сторону движки элементов соответствующих. расширителей .1-9 д импульсов.о - 33Введение корректирующих устройствпозволяет изменять параметры регулятора 1 коэффициенты расширениярасширителей импульсов)в зависимости от реально действующих на объектпомех. Корректирующие устройства непосредственно воздействуют нарегулировочные входы расширителейимпульсов в соответствие с командами коррекции. Эти команды зависятот величины и знака критерия 3 видаЭ,. - .Е у,-у,.,где- номер точки контроля;и - число реализаций, установленное на задатчике цикловконтроля;у. - отклонение параметра от Иуставки при х-измерении,Процесс минимизации Э являетсяитеративным и требует пошагового приближения к оптимальному значению,При достижении минимального значения критерия 3 ;, коэффицент расширения расширителя импульсов дляданных внешних условий будет оптимальным, а количество регулированиянаилучшим,Предлагаемая система работаетследующим образом.По командам генератора 35(фиг. 6, диаграмма 1) через коммутатор 2 происходит поочередное подключение датчиков 1 и 1 к элементу3 сравнения, Тактовые импульсы, формируемые генератором 35 (фиг. 6,диаграмма П) и задержанные во времени на элементе 36 задержки, осуществляют выборку значений уставокзадатчика 4 и одновременно подаюткоманды.на запуск цифрового преобразователя 5, Временная задержкатактовых импульсов необходима длятого, чтобы переходные процессы,возникающие в измерительных цепяхпри.подключении очередного датчика 1к входу элемента 3 сравнения черезкоммутатор 2, окончились. На элементе 3 сравнения происходит сравнение датчиков с. соответствующимиуставками, Сигнал, отклонения поступает на вход цифрового преобразователя 5, в котором образуется код отклонения измеряемой величины. Этоткод поступает в устройство 6 регистрации, куда поступает также кодуставки задатчика 4 уставок и номерподключенной точки из коммутатора 2.Коммутатор 8 подключается синхроннос коммутатором 2, Это может быть вчастном случае один и тот же коммутатор, который производит подключение входов расширителей 9,-9 импуль-.сов к выходу широтно-импульсного мо-,дулятора 5 цифрового преобразователя (фиг. 6, диаграмма 17), Импульс с,выхода расширителя 9;, пропорциональный отклонению параметра от ус,тавки, поступает на соответствующий,исполнительный механизм 1 О;.На четвертъй вход блока памяти 14поступает из циФрового преобразователя 5 код отклонения параметра отуставки, а нв пятый вход - код номера точки из коммутатора 2. По командам генератора 35 производится запись величин отклонения параметра всоответствукщие номеру данной точкиконтроля ячейки блока 14 памяти.С выхода генератора 35 на вход четвертого счетчика 37 поступают тактовые импульсы. На входы логичес.кого блока 39 поступают сигналы с выходов счетчика 37 и задатчика 38номера носледней точки, Задатчик 38 представляет собой блок кнопочных переключателей П 2 К. При совпадении кодов на выходе счетчика 37 и задатчика 38 логический блок 39 формируетимпульс запуска системы на обход, который поступает на вход счетчика 12 и одновременно устанавливает счетчик 37 в нулевое состояние (фиг б, диаграмма 1). 35Первый счетчик 12 импульсов отсчитывает количество импульсов запуска системы на обход или, что одно и то же, количество произведенных на каждой точке контроля измерений 39 (реализаций). Его выход подключен к третьему входу первого элемента И 17. На первый вход первого элемента И 17 поступает сигнал с выхода эадатчика 11 циклов контроля При равен стве кодов на входах первого счетчика 12 и задатчика 11, а также при ноступлении очередного тактового импульса с выхода генератора 35 пер-, вый элемент И 17 формирует импульс запуска генератора 19. Генератор 19 формирует импульсы тактирования обмена информацией между блоком 14 памяти и формирователем 15 корректирующих сигналов, Частота следования импульсов генератора 19 намного больше частоты генератора 35, Это необходимо для того, чтобы формирователь 15 корректирующих сигналов успел вычислить значение критерия 3 по данной точке контроля и сформировать корректирующий сигнал до момента переключения системы на следующуюточку. При совпадении кода на выходе второго счетчика 20 импульсов и числа, набранного на задатчике 11, второй элемент И 18 формирует команду останова генератора 9 и установки в нулевое состояние второго счетчика 20. При этом генератор 19 прекращает формирование импульсов до момента прихода следующего тактового импульса на вход первого элемента И 17, который при этом снова сфор- ф мирует сигнал запуска генератора 19. При равенстве кодов на выходах трвтьего счетчика 21 и задатчика 22 количес 1 ва точек контроля третий элемент И 23 формирует команду установки в нулевое состояние счетчиков 12 и 21. Задатчик 22 представляет собой блок кнопочных переключателей, на котором устанавливается число, равное общему количеству точек контроля.С выхода блока 14 памяти на входы регистров 24, 32 и 35 поступает информация об отклонениям параметровот уставок. Распределитель .31 импульсов синхронизирует работу формирователя 15 корректирующих сигналов в целом и записывает входную информацию попеременно в регистры 24 и 32. Выходы регистров 24 и 32 подключены соответственно к прямому и инверсному входам первого сумматора 25. Таким образом, на выходе первого сумматора 25 все время получают разность двух соседних значений отклонений параметра от уставки. Второй, сумматор 26 все время суммирует абсолютные величины этих разностей, записывая промежуточные значения в регистрах. В конце цикла вычисления критерия 1 для -точки на вы 3ходе второго регистра 27 будет записано новое значение этого критерия, которое перепишется в блок 14 памяти. После окончания вычисления критерия Э на вход четвертого регистра 35 поступит предыдущее значение критерия 3 , хранившееся в блоке 14,памяти. По команде, поступающей с выхода второго элемента И 8, старое значение критерия 2 запишется в четвертый регистр 35, а затем на третьем сумматоре 28 просуммируется с .отрицательным знаком с новым значением критерия, Разность этих двух значений в виде кода подается на вход широтно-импульсного модулятора 29, который сформирует импульс определенной длительности, поступающий на вход усилителя 30. С выхода третьего сумматора 28 на второй вход усилителя. 30 поступает информация о знаке разности старого и нового значений критериев 3 . В зависимости от знака этой разности усилитель 30 подает через коммутатор 8 на двигатель соответствующего корректирующего устройства 6-б управляющее воздействие положительной и отрицательной полярности, что приведет к вращению двигателя в ту или другую сторону.11 1Корректирующие устройства 16 -16 непосредственно воздействуют нарегулировочные входы расширителей 58999 129 -9 импульсов, меняя ик коэфФициенты расширения таким обраэом, чтобыминимизировать значение критерия 3