Способ регулирования микроклимата в теплице и система для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (1) Е ИЗО Т ТОРСКО ИДЕТЕЛЬ У К Прим пример форм ру регулиров регулирую щи ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ МИКРОКЛИМАТА В ТЕПЛИЦЕ И СИСТЕМА ДЛЯЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Использование: автоматизация тепличного комплекса. Цель изобретения заключается в точном поддержании температуры иотносительной влажности воздуха в теплице в дневное время суток при экономии расИзобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к системам автоматического управления параметрами микроклимата в зимних блочных теплицах для регулирования их в дневной период суток.Цель изобретения - повышение точности поддержания температуры и влажности воздуха в теплице в дневное время суток при экономии расхода тепловойэнергии и распыляемой воды, увеличение урожайности за счет снижения перегревов и переувлажнения растений,На фиг.1 приводится пример формирования по основному контуру регулирования установочных положений регулирующих органов систем обогрева, вентиляции и изменения параметров микроклимата при воздействии на теплицу внешних и внутренних факторов; на фиг.2 - пример коррекции)5 А 01 0 9/26, 7 О хода тепловой энергии и распыляемой воды, увеличении урожайности за счет снижения перегрева и переувлажнения растений. Устройство, состоящее из комплекса регистрирующих датчиков температуры, нормирующего и цифро-аналогового преобразователей;усилителя-согласователя, блока управления устройством, таймера, вычислительного устройства, блоков ввода, вывода и контроля, обеспечивает реализацию предлагаемого способа, заключающегося в выработке по основному контуру регулирования управляющих воздействий на исполнительные механизмы систем обогрева, вентиляции и увлажнения по предложенному алгоритму из условия максимальной продуктивности овощных растений, 2 с. и 8 з,п, ф-лы, 8 ил. расчетной температуры воды в системе обогрева на входе в теплицу по основному контуру регулирования; на фиг.3 - пример коррекции установочных положений регулирующих органов систем обогрева, вентиляции по дополнительному контуру регулирования; на фиг,4 - пример работы системы увлажнения для поднятия влажности воздуха в теплице; на фиг.5 - пример работы системы увлажнения для снижения температуры растения с одновременным поднятием влажности; на фиг.б - пример выработки управляющих воздействий на ис олнительные механизмы систем вентиляии, увлажнения и обогрева, е р 1. На фиг.1 приводится ирования по основному конту ания установочных положений х органов систем обогреважительные единичные сигналы на исполнительные механизмы насосов систем увлажнения и обогрева, после чего переход производят в программный блок 54. В программном блоке 53 сигналы производят от-.ключение насосов систем увлажнения и . обогрева путем обнуления управляющих сигналов на их исполнительные механизмы, после чего производят переход в программный блок 54. В программном блоке 54 сформированные управляющие воздействия на исполнительные механизмы систем увлажнения, вентиляции и обогрева проверяют на достоверность путем сравнения с заданными диапазонами минимальных. и максимальных значений положений регулирующих органов, при этом, если ошибки зафиксированы, то пройсходит переход в блок контроля 23 аварийной ситуации, который посредством блока сигнализации 25 выдает информацию о характере неисправности в работе устройства, а если выработанные значения положений регулирующих органов не выходят за диапазоны допустимых изменейий, то происходит переход на.блок вывода 24, в соответствующие регистры которого заносят в двоичном коде команды, определяющие работу электроприводов 26-30 исполнительных механизмов и направление перемещение регулирующих органов.От таймера 21 с определенной периодичностью в блок вывода 24.приходят импульсы, которые поступают в регистры, содержащие временные задания, и вычисляются из регистров временного задания, содержимое которых представлено в двоичной форме, причем работа исполнительных механизмов прекращается в тот момент, когда временное задание будет равно нулю.Технико-экономическая эффективность изобретения.Экспериментальные исследования заявляемогоспособа и автоматизированной системы управления пареметрами микроклимата теплицы показали, что по сравнению . с существующим способом регулирования параметров микроклимата в теплице и устройством аналогичного назначения автоматическая система регулиро.вания .параметров микроклимата (Голландия) с установкой увлажнения) повышается точность регулирования парамет. ров микроклимата,при этом отклонения темепратуры и влажности воздуха от заданных уставок при регулировании.предлагаемой АСУТП соответствуют агротехническим требованиям, предъявляемым к средствам автоматики, используемой в технологическом процессе выращивания овощной про 30 ных условий, формируют одновременно с моментом регистрации возмущающих воздействий на теплицу, а дополнительные управляющие воздействия, пропорциональные величинам отклонений 35 температуры и влажности от заданных уставок, формируют соответственно, для управления исполнительными механизмами смесительного клапана системы отопления и запорного клапана системы увлажнения 40 по дополнительному контуру регулирования о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности поддержания заданной температуры и влажности воздуха в теплице, исключения случаев перегревов и переувлажнения растений, снижения расхода распыляемой воды и тепловой энергии в теплице, снабженной системами коньковой вентиляции, обогрева и увлажнения, дополнительно регистрируют направление ветра относительно теплицы, величину интегральной температуры растения в теплице, наличие осадков в зоне данного растения, положение регулирующего органа смеси- тельного клапана системы обогрева, положение регулирующего органа запорного клапана системы увлажнения, положение вентиляционных фрамуг, влажность наружного воздуха, после чего по величинам текущих зарегистрированных указанных параметров вырабатываются по основному 50 55 дукции; отклонение температуры воздуха от заданной не более +1 С, отклонение влажности воздуха от заданной не более +5.Это дало экономию энергии в опытной теп лице по сравнению с контрольной 14,1, Врезультате снижения перегревов растения (при включении увлажнения температура растения снижалась на 5-7 С) и улучшения фитосанитарного состояния растений уро жайность овощной продукции повысиласьна 8.Формула изобретения 1. Способ регулирования микроклиматав теплице, снабженной системами обогрева 15 и увлажнения, включающий регистрациютемпературы наружного воздуха, интенсивности солнечной радиации, скорости ветра, температуры и влажности воздуха в теплице, температуры почвы, температуры воды в 20 системе обогрева на входе в теплицу и регулирование температуры и влажности путем изменения теплопотока от системы обогрева и расхода рзспыляемой воды в системы увлажнения по основному и дополнительно му контурам регулирования, причем управляющее воздействие на исполнительный механизмсмесительного клапана системы обогрева по основному контуру регулирования, пропорциональное изменению погод10 15 20 25 30 40 45 50 контуру регулирования управляющие воздействия на исполнительные механизмы систем обогрева и вентиляции, при этомпостоянно определяют величины отклонений текущих значений температуры и влажности воздуха от заданных уставок,величину отклонения формируемой температуры отопительной воды в системе обогреве от текущей температуры воды на входев теплицу, определяют наличие интенсивности солнечной радиации и интегральнойтемпературы растения над соответствующими заданными пороговыми значениями,а также постоянно определяют знак разности между текущими значениями величиныинтегральной темепратуры растения и соответствующей величины на предыдущем шаге измерения, после чего подополнительному контуру регулированияпри значениях текущих величин интегральной интенсивности солнечной радиации,меньших заданного порога, производяткоррекцию положений регулирующих органов систем обогрева и вентиляции пропорционально величине и с учетом знакаотклонений текущих величин температурыи влажности воздуха от заданных уставок, апри первышении значениями текущих величин интегральной интенсивности солнечнойрадиации заданного порога и отсутствиясигнала наличия осадков в дополнительномконтуре регулирования производят включение системы увлажнения выработкой управляющего воздействия, на запорный клапан,при этом длительность работы системы увлажнения определяют моментом временирегистрации наличия осадков или превышением текущей влажностью воздуха заданной уставки, причем длительность работысистемы увлажнения увеличивают при превышении текущей интегральной температурой растения соответствующего значенияпорога, а момент отключения системы увлажнения определяют сменой знака разности между величинами интегральныхтемператур растения в предыдущем и текущем циклах регистрации иодновременнымналичием осадков,2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что интегральную температуру расте ния регистрируют посредством датчика радиационного излучения растения.3, Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что регистрируют направление ветра, астепень открытия фрамуг с каждой стороны 5теплицы дополнительно корректируют в зависимости от направления ветра относительно теплицы.4. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что заданную температуру воздуха корректируют в зависимости от величины интегрального значения интенсивности солнечной радиации.5, Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что отключение системы увлажнения при превышении интегральной интенсивностью солнечной радиации заданного порога производят при снижении темепратуры расстения и наличии осадков в зоне растения.6. Способ по п.1, отл и ч а ю щи йс я тем, что управляющее воздействие на исполнительный механизм смесительного клапана системы обогрева дополнительно корректируют с учетом знака на величину, пропорциональную разности расчетной температуры воды обогрева на входе в теплицу и текущей регистрируемой температуры воды, причем коррекцию производят при превышении абсолютной величиной этой разности соответствующей уставки.7. Система регулирования микроклимата в теплице, включающая датчики температуры наружного воздуха, интенсивности солнечной радиации, скорость ветра, температуры и влажности воздуха в теплице, тем-пературы почвы, температуры воды в системе обогрева на входе в теплицу, задатчик заданной температуры воздуха в теплице, реле времени периодического запуска исполнительного механизма запорного клапава системы увлажнения, вычислительный блок, блок управления смесительным клапаном свстемы обогрева и блок управления системой увлажнения, форсунки мелкодисперсного распыла воды, встроенные в трубопровод системы увлажнения, и электронный ключ а т л и ч з ю щ а я с я тем,что, с целью повышения точности поддержания установочных расчетных значений температуры и влажности воздуха в дневное время, исключения перегревов и пере- увлажнения растений, снижения расхода тепловой энергии и распыляемой воды, теплица с задействованными системами вентиляции, увлажнения и обогрева дополнительно снабжена датчиками направления ветра относительно теплицы, интегральной температуры растения, наличия осадков в зоне растения, влажности наружного воздуха, положения регулирующего органа вентиляционных фрамуг, положения регулирующего органа запорного клапана системы увлажнения, положения регулирующего органа смесительного клапана системы обогрева, а также коммутатором, нормирующим преобразователем, усилителем-преобразователем, аналого-цифровым преобразователем, блоком ввода регистрируемой информации, блоком вывода управляющих воздействий, блокомфункционального управления устройством, таймером, коммутатором, причем все датчики и выход блока функционального управления устройством подключены к соответствующим входам коммутатора, первый выход которого связан посредством усилителя-преобразователя с блоком ввода регистрируемой информации, а второй выход коммутатора посредством,нормирующего преобразователя, аналого-цифрового преобразователя, синхронизированного. с блоком функционального управления устройством, связан с блоком ввода регистрируемой информации, который подсоединен к общей шине ввода-вывода вычислительного устройстве, сообщенной также с таймером, синхронизированным с блаком функционального управления устройством, блоками контроля аварийной ситуации и вывода управляющих воздействий, подсоединенных к общей шине авода-вывода вычислительного устройства, при этом блок контроля аварийной ситуации связан с блоком сигнализации аварийной ситуации, а блок вывода управляющих воздействий - с таймером и злектроприводами исполнительных механизмов системы обогрева, вентиляции и увлажнения. причем функции звдатчиков температуры и влажности воздуха, порога интенсивности солнечной радиации, порога интегральной температуры растения, значения максимального абсолютного отклонения формируемой по основному. контуру регулирования температуры отопительной воды на входе в . теплицу от текущей температуры воды, а также блока управления смесительным кла паном системы обогрева, реле периодического запуска исполнительного механизма запорного клапана системы увлажнения вы полняет вычислительное устройство.8. Система про п.7, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что реле времени для периодического запуска исполнительного механизма заподного клапана системы увлажнения, блок уп равления смесительным клапаном системыобогрева и электронный ключ, выполнены в виде микроЭВМ и подключенного к ней посредством общей шины ввода-вывода блока вывода управляющих воздействий на соот ветствующие исполнительные механизмыэтих систем, причем текущее положение данных регулирующих органов определяется датчиками соответствнено, положения смесительного клапана системы обогрева и 20 запорного клапана системы увлажнения.9. Система по п.7, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что задатчики температуры и влажности воздуха в теплице, порога интенсивности солнечной радиации, порога 25 интегральной температуры растения, максимальной абсолютной величины отклонения расчетной температурой отопительной воды от текущей, моментов времени включения или отключения системы увлажнения 30 выполнены в виде микроЭВМ, хранящейданные заданные уставки в соответствующих регистрах памяти вычислительного устройства.10. Система поп.7,отлича юща я с я 35 тем,что датчик интенсивности солнечнойрадиации размещен внутри теплицы.1819531 ВГСЗ Яйз ЪЕВ в1819537 амборская рект ор 1989 Тираж НИИПИ Государственного комитета ло изоб 113035, Москва, Ж-ЗЬ, Рау. Подписноениям и открытиям при ГКНТ СССя на 6.,4/5вентиляции и изменения параметров микроклимата под воздействием внешних и внутренних факторов.Заданные установочные параметры микроклимата определяются тепло- и массопотоками в теплице и взаимодействием ее с окружающей средой. Нарушение этого баланса за счет изменения внешних или внутренних факторов приводит к отклонению текущих значений параметров от заданных уставок. На фиг,1 представлена динамика изменения параметров микроклимата в зависимости от общего возмущающего воздействия Р, которое переводит теплицу в новое состояние, определяемое тепло-, массопотоками, при тех же заданных уставкахпараметров микроклимата, До момента времени т 1 текущие параметры микроклимататеплицы соответствуют заданным уставкам. Внешним и внутренним возмущающим воздействиям Г для поддержания заданных уставок температуры и влажности воздуха 20 ставятся в соответствие тепло- и массапатоки, управляемые положением регулирующих органов систем обогрева - гк и 25 вентиляции - гф. На фиг,1 представлена динамика Опр - температуры воды системы обогрева на входе в теплицу для.соответствующего положения смесительнога клапана - гк. Значение температуры воды - Опр оп- Зо ределяет теплопоток от системы обогрева. В момент времени 11 происходит изменение общего возмущающего воздействия Р, которое регистрируется датчиками системы автоматического управления, Э 5 Пропорционально возмущающему воздействию на основе зарегистрированной информации и одновременно с ним вырабатываются новые положения регулирующих органов: в системе отопления - гк и 4 О в системе вентиляции - гф. На фиг,1 приводится динамика поведения температуры и влажности воздуха под воздействием возмущающих воздействий - Овг, Явг и технологических систем - Овпр, Явф с учетом 45 транспортного запаздывания и инерционности процессов в теплице. Результирующие значения Кв и Оф определяют динамику изменения регулируемых параметров. Качество установления процессов в 5 О теплице определяется в момент времени 12 величиной разности между текущими параметрами и заданными уставками: ЛОв и ЬЩ; Интервал времени 12 - е 1 определяет время установления переходнога процесса в теплице,Положение смесительного клапана (базовое) системы обогрева - гк определяетсябвыражением гк =К 1 О 8 р,бгде Кр - коэффициент пропорциональности;Опр - температура расчетной воды системы обогрева на входе.Температура расчетной воды системы обогрева на входе - Ор, определяется выражениемОр =21 ч 22Е + гзОвз 24Йз- 25Он + 26ччв где ч - скорость ветра;Е - интенсивность солнечной радиации;Овз - заданная температура воздуха в теплице;Оп - температура почвы теплицы;Он - температура наружного воздуха;Юв - влажность воздуха в теплице;,21,22,2 з,е 4,75,26 коэффициенты пропорциональности,С целью увеличения фотосинтеза растения заданная температура воздуха Овз корректируется от величины солнечной радиации и определяется выражениемОвз = 27 . Х ЕЬ ,с где Е - интенсивность солнечной радиации;27 - коэффициент пропорциональности: 1 - время интегрирования.Положение вентиляционных фрамуг (базовое) г определяется выражениембгф = 28 ( н Овз) + 79 (ччн - ччв) - 110ч, где ч - скорость ветра;Овз - заданная температура воздуха в теплице;Й - температура наружного воздуха;Яв - влажность воздуха в теплице;Юн - влажность наружного воздуха; М,29,21 о - коэфФициенты пропорциональности.Учет направления ветра . относительно теплицы вносит дополнительную коррек-. цию положения вентиляционных фрамуг наВЕтРЕННОй дафн И ПОДВЕтРЕННОй СТОРОНЫ Гфп теплицы. Положение вентиляционных.фрамуг(наветренная сторона) гфн определяется выражениемГфн = Гф - а 11 212 1Положение вентиляционных фрамуг (подветренная сторона) гфп определяется выражениемгфп = гф + 211 212 Ь,где . - направление ветра относительно теплицы;к 12 - коэффициент пропорциональноСТИ.Значение коэффициента г 11= 1, при этомвыбор знака определяется направлениемветра относительно теплицы, причем знакплюс выбирается для подветренной стороны, а знак минус для наветренной стороны.До начала переходного процесса, определяемого моментом времени 11, внешние ивнутренние параметры имели следующиезначения," Й = 1 С, Ов =19 С, Й =22 С,Йрвм 50 С, ч =3 мlс, ЧЧвз = 700 4 ЧЧв = 750 , гк ==48, гф 15, Е - 15 Вт/м 2, Овз = 19,0 оС,По окончанию переходного процесса, определяемого мометом времени т 2, внешние ивнутренние параметры имели следующиезначения: Й=2 С, К =19,6 С, Й=21,5 С,Овв=42 С,в-Эм/сЧвв, Иlв=70, гк=40, гф=10, Е =48 Вт/м, Овз =19,2 С.При этом длительность переходного процесса 12 - т 1 = 24 мин;отклонение температуры воздуха от заданной Ь 6=0,4 С;отклонение влажности воздуха от заданной ЬЧЧв =3%:изменение положения смесительногоклапана Ь гк = 8%,изменение положения вентиляционныхфрамуг Ьгф=5 ф;изменение заданной температуры воздуха ЬК,2 оС;положение наветренной фрамуги гфн ==7;положение подветренной фрамуги гфп =-12.П р и м е. р 2. На фиг.2 приводитсяпример коррекции расчетной температурыводы в системе обогрева на входе в теплицу.Для более точного формирования теплового потока от системы обогрева, определяемого температурой воды на входесистемы обогрера теплицы, производитсякоррекция отопительной воды, Коррекцияотопительной воды в основном контуре регулирования производится в случае превышения абсолютного значения разностирасчетной температуры отопительной водыи текущей интегральнойтемпературы водысоответствующего порогового значения. Вэтом случае расчетное положение (базовое)смесительного клапана системы обогревадополнительно корректируется с учетомзнака на величину, пропорциональную разности расчетной температуры отопитель.ной воды и текущей интегральнойтемпературы воды. Дополнительное изменение по основному контуру регулированияположения смесительного клапана - гк" определяется выражением50 55 П р и м е р 3. На фиг,3 приводится пример коррекции положений регулирующих органов систем обогрева, вентиляции по дополнительному каналу регулирования,Дополнительный контур регулирования, включающий системы обогрева и вентиляции, предназначается для дополнительной коррекции расчетных установочных положений (базовых) смесительного клапана и вентиляционных фрамуг по отклонению текущих значений параметров микроклимата от заданных уставок, Такой Ьгк = к 2 (Ор - ЙР)где к 2 - коэффициент пропорциональности;Ор - температура расчетной воды системы обогрева на входе в теплицу;Йр - текущая интегральная температура воды системы обогрева на входе в теплицуИзмерение расчетного положения (базово 10 го) смесительного клапана - гк с учетомбкоррекции по отклонению расчетной отопительной воды от текущего значения определяется выражениемгкб=з О - Ь г",15 где 1 з - коэффициент пропорциональности;Ор - температура расчетной воды системы обогрева на входе в теплицу;гкк - коррекция положения базовогозначения клапана по отклонению температуры расчетной отопительной воды на входев теплицу от текущей температуры водыобогрева.До момента времени т 1 температура25расчетной отопительной воды на входе втеплицу Ор = 57 С, текущая температураотопительной воды на входе Ор = 50 С,разность между значениями температуррасчетной и текущей отопительной воды навходе в теплицу ЛО,р = 7 С. Абсолютноезначение этой разности превышает пороговое значение: ЛОвр = 7 СЬОпор= б С.Расчетной температуре воды 0 = 57 С соответствует положение (базовое) смеси 35 тельного клапана гк = 53%. Текущейтемпературе воды О пр = 50 С соответствуетзарегистрированное положение смесительного клапана г, = 47%. Для формированияточного значения расчетного (базового) по 40 ложения смесительного клапана производится коррекция на величину,пропорциональную (с учетом знака) отклонению расчетной отопительной воды от текущей, при изменении базового расчетногоположения смесительного клапана45 Ьг 6=7, 1819537подход установки положений (базовых) регулирующих органов систем вентиляции и обогрева и дополнительной коррекции по отклонению от заданных уставок позволяет наиболее точно регулировать параметры микроклимата путем изменения тепло- и массопотоков в теплице системами вентиляции и обогрева.Дополнительная коррекция положения смесительного клапана- Ь гк с учетом знака определяется выражениемЬгк=ЦОоз -О)где Оа - заданная температура воздуха в теплице;О, - текущая температура воздуха в теплице;Ь- коэффициент пропорциональности.Дополнительная коррекция положения вентиляционных Фрамуг с учетом знака определяется выражениемЬ гф = к 5 (Ювз ЧЧв),где Яаэ - заданная влажность воздуха в теплице;ЧЧв - текущая влажность воздуха в теплице;15 - коэффициент пропорциональности.В момент времени т 1: Овэ = 75%, Ив = :80% щ: 5% Я,з = 200 С, Ов - 190 С, Д О 10 С52%22%Изменение положений регулирующих органов системы отопления и вентиляции, соответственно Лгф = 4% и Л гк = 3%, пропорциональных отклонению текущих величин температуры и влажности воздуха от заданных, устраняет отклонение регулируемых параметров от заданных уставок, В момент времени тг теплица переходит в равновесное состояние при заданных значениях уставок температуры и влажности воздуха, при этом конечное положение регулирующих органов систем отопления и вентиляции; гк55%, гф = 26%.П р и м е. р 4. На Фиг.4 приводится пример работы системы увлажнения для поднятия влажности воздуха в теплице.Повышение влажности в теплице в дневное время суток производится в случае превышения интегральной интенсивности солнечной радиации заданного порогового значения. Для этой цели используется в дополнительном контуре регулирования система увлажнения, которая работает твлько при превышении интегральной интенсивности солнечной радиации заданного порогового значения. Работа системы увлажнения определяется мометом времени о. В момент времени И интегральная интенсивность солнечной радиации - Ел больше порогового значения - Е, а сигнал наличия10. го в этом случае меньше заданного порога температуры растения, увлажнение отклю 50 55 20 25 30 35 40 45 осадков в зоне растения - Ос равен нулю, При выполнении этих условий вырабатывается положение регулирующего органа запорного клапана системы увлажнения - г, равное 100%, соответствующее полному включению системы увлажнения. Чтобы избежать длительного увлажнения воздуха, в результате которого часть влаги неизбежно попадает на растения, температура которочают - гу равно нулю в момет времени 1 г. Момент времени тг фиксирует наличие осадков на поверхности датчика и соответственно растения, В момент времени тг сигнал наличия осадков - Ос равен единице. Разность моментов времени тг и т 1 определяется временем осаждения капель воды на поверхность датчика, Повторное включение системы увлажнения, момент времени тз, производится при осушенных растениях,. что Фиксируется сигналом наличия осадков - Ос равно нулю. Между моментом.выключения 1 г системы увлажнения и повторным ее включением тз влага, попавшая на растение, испаряется за счет совместного действия солнечной радиации, радиационного и конвективного потоков тепла от системы. обогрева и вентиляционного воздухообмена. Если после включения системы увлажнения, определимого моментами времени ц или Ь, влажность будет превышать заданное значение, то системой автоматического управления будет выработан сигнал г 4, равный нулю, до появления сигнала наличия осадков. При работе системы увлажнения наряду с повышением влажности происходит снижение температуры воздуха. Устранение отклонений влажности и температуры воздуха от заданных уставок производится выработкой корректирующих положений регулирующих органов систем вентиляции и обогрева по дополнительному контуру регулирования аналогично рассмотренному в примере 3,Момент времени т 1: Е = 101 Вт/мг, ЕЕлорог, Овз =23 С, Ч 4 вз = 75% ИВ = 65%, Ов = 23 С, Ос = О. В момент времени т 1 вырабатывается сигнал- 1 (включение увлажнения).Момент времени Ю Е - 113 Вт/м, ЕЕпораг, двэ = 23 С 1 ЧЧвз = 75% 9/а = 72%, Ов =22,50 С, Ос = 1, В момент времени тг вырабатывается сигнал Ум = 0 (отключение увлажнения),Момент времени тз: Е=114 Вт/мг, ЕЕлорог, Ощ 23 Сф Явз 75% 64 72% 0,=22,50 С, Ос = О. В момет времени тз выра 1819537 10батывается сигнал У - 1 (включение увлажнения).Момент времени тв: Е = 112 Вт/м, ЕЕпорог Овз = 23 С ЧЧвз = 75%, ЧЧв = 77, 6-22 С, Ос = О. В момент времени т 4 вырабатывается сигнал У,= 0(отключение увлажнения),Временные интервалы: т 2 - О = 10 с, 1 з - т 2 = 3 мин, т 4 - тз = 6 с.П р и м е р 5, На фиг.5 приводится пример работы системы увлажнения для снижения температуры растения с одновременным поднятием влажности воздуха.Снижение температуры растения для избежания ожогов и перегревов растения, а также для создания растению оптимальных условий фотосинтеза производится в случае одновременного превышения интегральной интенсивности солнечной радиации и интегрального значения температуры растения соответствующих пороговых значений. Для этой цели используется в дополнительном контуре регулирования система увлажнения, которая работает только при превышении интегральной интенсивности солнечной радиации заданного порогового значения. Работа системы увлажнения определяется моментом времени 11. В момент времени т 1 интегральная интенсивность солнечной радиации Е больше порогового значения Еп, интегральное значение температуры растениябольше порогового значения Орп, а сигнал наличия осадков в зоне растения Ос равен нулю. При выполнении этих условий вырабатывается положение .регулирующего органа запорного клапана системы увлажнения - г, равное 100, соответствующее полному включению системы увлажнения, Увлажнение воздуха приведет к тому, что часть влаги неизбежно попадает на растение, температура которого в этом случае больше заданного порога температуры растения. Увлажнение отключают - гравно нулю в момент времени тз. Момент времени тз определяется наличием осадков на поверхности датчика и соответственно растения, а также отрицательным знаком разности интегральных температур растения - Лбт, зарегистрированных на предыдущем и в текущем цикле регистрации. В момент времени 12 сигнал наличия осадков Ос равен единице. Разность моментов времени тз и 11 определяется временем осаждения капель воды на поверхность датчика и растения, при этом за интервал времени, равный разности моментов времен отключения увлажнения тзи наличия осадков на поверхность растения будет нанесен тонкий слой влаги. Повторное включение системы увлажнения, момент времени тА,производится при осушенных растениях,что фиксируется сигналом наличия осадков- Ос равно нулю. Между моментом вцклю 5 чения тз системы увлажнения и повторнымего включением т 4, влага попавшая на растение, испаряется за счет совместного действия солнечной радиации, радиационногои конвективного потока тепла от системы10 обогрева и вентиляционного воздухообмена, усиленной теплоотдачи растения, приэтом температура растения интенсивноснижается. Повторное включение системыувлажнения в момент времени с 4 происхо 15 дит при температуре растения ф, меньшей, чем температура растения в моментвремени о, В момент времени В регистрируется наличие осадков в зоне растения- Ос = 1, при этом, если температура расте 20 ния ниже пороговой температурырастения (что не противоречит условию;ф.пред ) 6 лек, т.е. температура растения напредыдущем шаге измерения больше, чем втекущем), то система увлажнения отключает 25 ся. Таким образом достигается цель снижения температуры растения и исключенияпереувлажнения растения при эффективном использовании распцляемой воды, Приработе системы увлажнения наряду с пони 30 жением температурц растения одновременно происходит снижение температурывоздуха и повышение влажности. Устранение отклонений влажности и температурывоздуха от заданных уставок производится35 выработкой корректирующих положенийрегулирующих органов систем вентиляции иобогрева по дополнительному контуру регулирования аналогично рассмотренномупримеру 3,40 Момент времени И; Е " 167 Вт/м,ЕЕ . Яв 25 оС, ВЬ 75, ЬЧ - 65,6 26,3 С, 6 37 ос, 6 6.порог. Ос-О, Вмомент времени 11 вырабатывается сигналУ 1 г 1 (включение увлажнения). Ьбг= О.45 ЕпорогВт/м 2, б,порог =35 С,Момент времени 12: Е = 172 Вт/м 2, ЕЕпорог айвз 25 оС. 9 Чвэ 751 9 в = 727 в,25,5 С, 6 вС, ф )ф.порогОс 1,50 ф.пред. =ф,тек. В МОМЕНТ ВРЕМЕНИ т 2 СИГНадУ 1 (работает увлажнение). Ьб, = О,Е порог 90 Вт/и; 6.порог= 35 СМомент времени 1 з: Е - 164 Вт/м . ЕЕпорог, Жз 25 С, ЧЧ 75. ЧЧв = 76,55 Й 24,7 С, 6 35,7 С, ф 6.порог, Ос=бр.пред, ) бр.тек В момент времени тзсигнал У 4 " 0 (отключение увлажнения).Л 6, 1,3 С. Ер- =90 Вт/м, й,р.,=235 С, 1819537=77% О=25 С, 6=- 35,7 С, бр Ор,пороиОс - О. Ор.пред =Ъ.тек В момент временит 4 сигнал У,р = 1 (включение увлажнения). 5ЬОрт = 0 Гпорог = 90 Вт/м, ф.порот= 35 С.Момент времени В Е - 169 Вт/м, Е2Епорог, Овв =25 оС, Явэ" 75%, Ив -79%,6 24,5 оС, Ор=34,6 С, 6 Ор,порог Ос=1,Ор.пред. =. б.тек. В момент времени 15 сигнал10Уу = 0 (отключение увлажнения), ЛОрт=С 1 Епорог = 90 Вт/м, 6.порог =. ЗБ С,Временные интервальп т 2 - т 1 = 10 с,тз т 2 = ЗЗ с, И - 13 = 6 мин, 15 14 = 9 с,Ы - Ь=3 мин.П р и и е р 6, На фиг,6 приводитсяпример выработки управляющих воздействий на исполнительные механизмы системывентиляции, обогрева, увлажнения, 20Выработка управляющего воздействияна исполнительные механизмы системы увлажнения - насос и запорный клапан, производится синхронно с определениемположения запорного клапана увлажнения,при этом, если г, равно 100%, т.е. условия втеплице соответствуют отключению увлажнения, то одновременно вырабатываютсясигналы включения насоса и открытия запорного клапана системы увлажнения, соответственно Уи У, равные единице. Вслучае, если условия в теплице соответствуют отключению увлажнения, при.этом гуравно кулю, то одновременно обнуллютсясигналы Ууи Ур, что приводит к отключению насоса и запорного клапана системыуолажненил,Управляющие воздействия на исполнительный механизм системы вентиляции формируютсловидеоременногоинтервалаработы 40электропривода данного механизма и направленияя движения регулирующего органа,Временной интервал работы исполнительного механизма вентиляции УфУф - Тф (гф 2 гф 1)/100,где гф 1 - начальное положение вентиллцианной фрамуги;гф 2 - конечное положение вентиляционной фрамуги;Тф - время полного хода вентиляционной фрамуги.Направления движения регулирующего органа определяется по знаку разности междуконечным - гф 2 и начальным положением -гф 1 вентиляционной фрамуги, при этом сигнал открытия - Уфн равен единице, а закрытия фрамуги - Уфн равен минус единице.Управляющие воздействия на исполнительный механизм системы обогрева формируются в виде временного интервала работы электроприоода смесительного клапана, направления движения регулирующего органа, сигналов отключения и включения насоса системы обогрева. Временной интервал работы исполнительного механизма системы обогрева - Ук,Ук = Тк (гк 2 гк 1)/100,где га - начальное положение плунжера смесительного клапана;Гк 2 - КОНЕЧНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ПЛУНжЕРа смесительного клапана;Тк - время полного хода плунжера клапана.Направление движения регулирующего органа смесительного клапана определяет- СЯ ПО ЗНаКУ РаЗНОСтИ МЕЖДУ КОНЕЧНЫМ Гк 2 И начальным положением гк 1 плунжера клапана, при этом сигнал открытия равен единице, а закрытия клапан - Укн равен минус единице. При этом, если конечное положе- НИЕ РЕГУЛИРУЮЩЕГО ОРГаНа Гк 2 РаВНО НУЛЮ, то формируется сигнал отключения насоса системы обогрева Укн = О, а если конечное ПОЛОЖЕНИЕ ПЛУНжЕРа КЛаПаНа Гкз НЕ РаВНО нулю, то поступающий сигнал на насос Уп поддержиоаетсл равным единице, В момент времени т 1 зарегистрированы положения регулирующих органов: гка =40%, гф 1 =23%. Перевод регулирующих органов данных систем в новые положения: гк 2 = 50%, гф 2 = =30% начинается в момент времени т 1 и заканчивается в момент времени т 2 для смесительного клапана системы обогрева, а для вентиляционных фрамуг - тз, При этом Л гк = 10%, Ь гф = 7%, У= 2 с, Уф = 18 с. Время работы системы увлажнения определяется временным интервалом т 5 - т 4 включения и отключения системы увлажнения.На фиг,7 представлена функциональная схема предлагаемой автоматической системы управления; на фиг,8 - алгоритм приема, анализа инФормации, расчета положений регулирующих органов и выработки управляющих воздействий на исполнительные механизмы систем вентиляции, обогрева, увлажнения.На фиг.7 приводятся следующие условные обозначения датчиков, блоков автоматической системы управления, исполнительных механизмов технблогических систем:1 - датчик скорости ветра;. 2 - датчик направления ветра относительно теплицы;3 - датчик температуры наружного воздуха;4 - датчик влажности наружного воздуха;5-датчик интенсивности солнечной радиации;6 - датчик температуры почвы;7- датчик температуры воздуха в теплице:8- датчик влажности воздуха в теплице;9 - датчик температуры растения;10 - датчик наличия осадков;11 - датчик температуры теплоносителя системы обогрева;12 - датчик положения регулирующего органа вентиляционных фрамуг;13 - датчик положения регулирующего органа запорного клапана системы увлажнения;14 - датчик положения регулирующего органа смесительного клапана системы обогрева;15 - коммутатор;16 - нормирующий преобразователь;. 17 - блок функционального управления устройством сопряжения;18 - аналого-цифровой преобразователь;19 - усилитель-преобразователь;20 - блок ввода регистрируемой информации;21 - таймер;22 - вычислительное устройство;23- блок контроля аварийной ситуации;24 - блок вывода управляющих воздействий;25- блок сигнализации аварийной ситуации;26 - электропривод вентиляционных фрамуг;27 - электропривод запорного клапана системы увлажнения;28 - злектропривод насоса системы увлажнения;29 - электропривод смесительного клапана системы обогрева;30 - злектропривод насоса системы обогрева;31 - форсунки мелкодисперсного распыла воды системы увлажнения.На фиг.8 - приводятся следующие условные обозначения программных блоков алгоритма приема, анализа, расчета и выработки управляющих воздействий на исполнительные механизмы систем обогрева, вентиляции и увлажнения:32 - программный блок анализа достоверности зарегистрированной информации;. 33 - программный блок анализа аварийной ситуации;34 - программный блок формирования информационного массива регистрируемых параметров;45 50 определение направления перемещения . регулирующих органов; 52- программный блок сравнения положений регулирующих органов систем увлажнения, обогрева, вентиляции с нулем;55. 53 - программный блок отключения насосов систем увлажнения,обогрева, вентиляции;54-программный блок определения достоверности сформированных управляющих воздействий. 10 15 20 25 30 35 40 35- программный блок расчета базовых положений регистрирующих органов систем обогрева и вентиляции, температуры отопительной воды на входе в теплицу;36 - программный блок анализа отклонения расчетной температуры отопительной воды на входе в теплицу от текущей;37 - программный блок коррекции расчетной отопительной воды на входе в теплицу38 - программный блок сравнения текущей интенсивности солнечной радиации с пороговым значением;39 - программный блок сравнения текущей температуры растения с пороговым значением;40- программный блок определения наличия осадков в зоне растения;41 - программный блок определения знака разности температур растения, зарегистрированных в предыдущем и текущем циклах регистрации;42- программный блок определения наличия осадков в зоне растения;43 - программный блок сравнения текущей влажности воздуха в теплице с заданной установкой;44 - программный блок включения системы увлажнения;45 - программный блок отключения системы увлажнения;46- программный блок определения состояния системы увлажнения;47 - программный блок отключения системы увлажнения;48- программный блок сравнения текущих значений температуры и влажности воздуха с заданными установками;49- программный блок коррекция базовых положений регулирующих органов систем вентиляции и обогрева по отклонениямтекущих значений температуры и влажности воздуха от заданных установок;50 - программный блок сравнения расчетных и текущих положений регулирующих органов систем вентиляции и обогрева;51 - программный блок расчет управляющих воздействий на исполнительные механизмы систем вентиляции и обогрева иПример конкретной работы устройства.Устройство в процессе реализации способа работает следующим образом. Таймер 21 через определенные промежутки времени вырабатывает код реального времени, 5 который через общую шину ввода-вывода поступает в вычислительное устройство 22. По приходу кода реального времени вычислительное устройство 22 в программном блоке 32 устанавливает номер канала, апре деляющий соответствующий датчик 1-14. Код номера канала по общей шине вводавывада вычислительного устройства 22 поступает в блок 17 функционального управления устройствам. Блок функцио нального управления устройством вырабатывает сигнал, поступающий на коммутатор 15, посредством которого подключается соответствующий датчик 1-14 в зависимости от номера, задаваемого программным бло каМ 32, причем блок 17 функционального управления устройствам блокирует таймер 21 на время приема сигналов и выработки управляющих воздействий до момента прихода на блок 17 функционального управле ния устройством команды завершения установки значений управляющих воздействий в регистрах блока вывода 24. Сигналы от датчиков 1 - 14 поступают на соответствующий вход коммутатора 15, Выбор канала 30 коммутатора 15 осуществляется. через блок 17 функционального управления устройствам по запросу кода номера канала коммутатора 15 из программного блока 32, поступающего с общей шины ввода-вывода 35 вычислительного устройства 22. С соответствующего выхода коммутатора 15 код но"мера канала через усилитель-преобразователь 19 поступает на . блок ввода 20 регистрируемой информации, 40 который подсоединен к общей шине авода- вывода вычислительного устройства 22,Принятый вычислительным устройством 22 код номера канала в программном блоке 32 сравнивается с заданным и в случае несоот ветствия заданного и принятого номера канала производится установка соответствующего канала и подключение датчика через общую шину ввода-вывода вычислительного устройства 22, блок 17 50 функционального управления устройством и коммутатор 15. Если установка канаЛа не производится при трехкратном повторении, .то программный блок 33 через общую шину ввода-вывода вычислительного устройства 55 22 выдает команду на блок контроля 23 аварийной ситуации, который выводит на блок сигнализации 25 аварийной ситуации номер и характер неисправности. В случае нормальной коммутации сигнал с соответствующего датчика 1 - 14, определяемого номером коммутируемого канала, с коммутатора 15 через нормирующий преобразователь 16 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 18. Сигнал установки блока 17 функционального управления устройства номера канала на коммутаторе 15 синхронизирован с сигналом, поступающим от блока 17 функцинального управления устройством в аналого-цифровой преобразователь 18. Через промежуток времени преобразования аналогового сигнала в двоична-десятичный код аналого-цифровой преобразователь 18 вырабатывает сигнал, поступающий на блок 17 функционального управления устройством, который формирует сигнал на блок ввода регистрируемой информации 20, разрешающий поступление информации с аналого-цифрового преобразователя 18 через блок ввода регистрируемой информации 20 на общую шину ввода-вывода вычислительного устройства 22, где принятая информация анализируется на достоверность в программном блоке 32, В случае обнаружения программным блоком 32 недостоверной информации вычислительное устройство 22 посредством программного блока 33 через общую шину ввода-вывода вычислительного устройства 22, блок 17 функционального управления устройством, коммутатор 15 повторяет установку номера канала, по которому была принята недостоверная информация. Если после трехкратного приема информация с датчика 1-14 соответствуащего канала не будет достоверна, то программный блок 32 посредством программного блока 33 через общую шину ввода-вывода вычислительного устройства 22 выдает команду на блок контроля 23 аварийной ситуации, который посредством блока сигнализации аварийной ситуации 25 выдает информацию о характере неисправности в работе устройства. В случае правильного завершения приема и анализа на достоверность принятой информации из программного блока 32 происходит переход в программный блок 34, в котором формируется в соответствующих регистрах вычислительного устройства 22 информационный массив зарегистрированных, параметров, после чего происходит переход в программный блок 35. В программном блоке 35 вырабатывают пропорционально зарегистрированным параметрам внутри и вне теплицы базовые положения регулирующих органов систем обогрева и вентиляции, а также рассчитывают базовую температуру отопительной воды на входе в теплицу, после чего осуществляют переход на программный блок Зб. В праграммном блоке 36 производят анализ отклонения расчетной температуры отопительной воды на входе в теплицу от текущей. В случае превышения абсолютного значения этого отклонения заданной установки происходит переход на программный блок 37, в котором производят коррекцию базового положения регулирующего органа системы отопления на величину, пропорциональную разности расчетного и текущего значений отопительной воды на входе в теплицу, после чего происходит переход в программный блок 38. Если в программном блоке 36 величина абсолютного значения отклонения расчетной температуры отопительной воды на входе в теплицу от текущей не превышает заданного значения установки, то происходит переход в программный блок 38. В программном блоке 38 сравнивают текущую интенсивность солнечной радиации с пороговым значением, В случае превышения текущей интенсивности солнечной радиации порога происходит переход на программный блок 39, а если интенсивности солнечной радиации меньше соответствующего порога, то переход осуществляют в программный блок 46. В программном блоке 39 сравнивают текущую температуру растения с пороговым значением температуры растения, при этом, если температура растения превышает порог, то происходит переход в программный блок 40, а если температура растения меньше порога. то переход производят в программный блок 42. В программном блоке 40 анализируют состояние сигнала наличия осадков в зоне растения, при этом, если сигнал осадков равен единице, то переход производят в программный блок 41, а если сигнал наличия осадков равен нулю, то переход производят в программный блок 44. В программном блоке 41 анализируют знак . разности температур растения, зарегистрированных в предыдущем и текущем циклах измерения, при этом, если знак положительный, то переход производят в программный блок 45, а если знак отрицательный, то в программный блок 44, В программном блоке 42 анализируют состояние сигнала наличия осадков в зоне растения, при этом, если:сигнал осадков равен единице, то переход производят в программный блок 45, а если сигнал наличия осадков равен нулю, то переход производят в программный блок 43. В программном блоке 43 сравнивают текущую влажность воздуха с заданной уставкой, при этом, если текущая влажность превышает уставку, то переход производят в программный блок 45, а если текущая влажность меньше заданной уставки, то пе блок 48,В программном блоке 46 проверяютсостояние работы системы увлажнения, при 15 этом, если управляющие воздействия равныединице, то производят переход в программный блок 47, а если система увлажнения 20 30 35 40 50 блоке 52 производят сравнение положений регулирующих органов клапанов системы увлажнения и обогрева на полное их эакры тие, при этом, если расчетные положениярегулирующих органов равны нулю, то производят переход в программный блок 53, а 510 реход производят в программный блок 44. В программном блоке 44 формируют единичные управляющие воздействия на открытие запорного клапана и включение насоса системы увлажнения, после чего переход производят в программный блок 48. В программном блоке 45 обнуляют управляющие воздействия в системе увлажнения, при этом закрывают эапорный клапан и отключают насос в системе увлажнения, после чего переход производят в программный отключена, то переход производят в программный блок 48. В программном блоке 48 анализируют знаки и величины отклонений температуры и влажности воздуха от соответствующих заданных уставок, при этом, если величины отклонений не нулевые, то производят переход в программный блок 49, а если текущие температура и влажность воздуха равны соответственно заданным уставкам, то переход производят в программный блок 50. В программном блоке 49 производят дополнительную коррекцию базовых положений регулирующих органов систем вентиляции и обогрева на величины, с учетом знаков пропорциональные отклонениям текущих значений температуры и влажности соответственно от заданных уставок, после чего производят переход в программный блок 50. В программном блоке 50 сравнивают расчетные. и текущие положения регулирующих органов систем вентиляции, увлажнения, обогрева, при этом, если расчетные и текущие положения регулирующих органов не совпадают, то производят переход в программный блок 51, а если расчетные и текущие положения регулирующих органов совпадают, то переход производят в программный блок 52, В программном блоке 51 по расчетным и текущим значениям положений регулирующих органов формируют направления перемещения регулирующих оганов и временные управляющие воздействия на исполнительные механизмы, после чего производят переход в программный блок 52. В программном если расчетные положения регулирующих органов не равны нулю, то формируют поло