Устройство для автоматического управления температурным режимом в теплице

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК д) 4 А 01 б 9 26 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Челябинский институт механизации и электрификации сельского хозяйства (72) Ф. Я. Изаков, С. А. Попова,Е. В. Стрельникова и Л. В, Гребенкина (53) 631.234 (088.8)(56) Разработка и исследование энергосберегающих систем автоматического управления микроклиматом в с.х. помещениях: Научный отчет ЧИМЭСХ. Ч. 1981 ( госрегистрации 01826042742).Куртенер и др. Расчет регулирования теплового режима в защищенном грунте. Л.: Гидрометеоиздат, 1969.Клайпвак Д. Климат и управление ростом растений. М.: Колос, 1976.Физиологические аспекты формирования терморезистивности и продуктивности с/х растений. Институт биологии Карельского филиала АН СССР. Петрозаводск, 1980. 801405729 А 1(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫМ РЕЖИМОМ В ТЕПЛИЦЕ(57) Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к установкам создания микроклимата в сооружениях защищенного и закрытого грунта. Цель изобретения - улучшение динамических свойств устройства, повышение его надежности, упро. щение монтажа и наладки, а также удешевление. Устройство содержит задатчик 3 и сравнивающий элемент 4. Контроль параметров внешней и внутренней среды производится с помощью системы датчиков: температуры воздуха 1 в теплице 2, влажности воздуха 10, скорости ветра 11, освещенности 12. Информация с датчиков 1 О, 11, 12 непосредственно поступает в вычислительный блок. Вычислительный блок 9 представляет собой алгебраическое устройство, состоящее из отдельных элементов, Исполнительный механизм 8 управляет регулирующим органом в объекте управления (теплице 2). Устройство позволяет определить температуру, при котором наблюдается экстремум экономического показателя, и поддерживать эту температуру в заданных пределах. 2 ил.1Изобретение относится к сельскому хозяйству, а более конкретно к технике обеспечения микроклимата в сооружениях закрытого и защишенного грунта и в первую очередь в теплицах.Целью изобретения является улучшениединамических свойств устройства, повышение его надежности, упрощение монтажаи наладки, а также удешевление.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для автоматическогоуправления температурным режимом в теплице; на фиг, 2 - принципиальная электрическая схема вычислительного блока.Устройство для автоматического управления температурным режимом в теплицесодержит датчик 1 температуры воздуха втеплице 2, задатчик 3, сравнивающий элемент 4, преобразовательно-усилительное устройство 5, коммутатор 6, генератор 7 тактовых импульсов и исполнительный механизм8, управляющий регулирующим органом, например вентилем, в системе отопления(не показан), а также вычислительный блок 9,на вход которого подаются сигналы от трехдатчиков: влажности воздуха 10, скоростиветра 11, освещенности 12,Вычислительный блок представляет собойалгебраическое устройство, состоящее из отдельных элементов, выполняюших элементарные алгебраические операции.В качестве датчика 1 температуры воздуха можно использовать, например, транзистор типа КТ 342 с операционным усилителем К 40 УДТ, задатчиком может бытьустройство типа ТК 4, в качестве исполнительного механизма принимаем МЭО25/1 О, датчиком влажности может служитьтермогигрометр типа ТГ 201, а датчиком освещенности пиранометр Янушевского. Вычислительный блок 9 выполняется на операционных усилителях типа К 140 УДТ.В состав вычислительного блока 9 входят блоки 13 - 16 вычисления, блоки 17,8 умножения, блок 19 сложения и блок 20вычитания,Устройство работает следующим образом.Датчик О влажности наружного воздухаизмеряет влажность р, преобразует ее вэлектрический сигнал и вводит его в блок 13вычисления коэффициента 1-=0 р, Датчик11 скорости ветра измеряет скорость ветра Ч, преобразует ее в электрическийсигнал и вводит его в блок 14 вычисления коэффициента Ь=рЧ. Кроме того,сигналы с датчика 10 влажности и датчика 11 скорости ветра поступают наблок 15 вычисления их произведения и умножения на постоянный коэффициент Г.Значения 1-, Ь и ГТ поступают на блок 16вычисления коэффициента теплопотерь, т. е.величины К которая затем умножается вблоке 17 умножения на постоянную величину -" . Датчик 12 освещенности из 2 а Иу 2меряет освещенность в теплице Е на определенном расстоянии от поверхности землии преобразует ее в электрический сигнал,который в блоке 18 умножается на постоянный коэффициент - , полученныЙ сигналв блоке 19 складывается с постоянной величиной Ъ . Результат с обработки сигна 2 алов от первых двух датчиков и результат обработки сигнала от датчика осве 10 щенности подается на блок 20 вычитания.Выход этого блока является выходом всего вычислительного блока 9 в целом.Выходной сигнал от вычислительного блока поступает на вход задатчика 3, сигнал откоторого, пропорциональный оптимальной (аследовательно, данной для данных конкретных условий) температуре, подаются на сравнивающее устройство 4. Другой сигнал насравнивающее устройство поступает от датчика 1 температуры воздуха в теплице. Сигэ 0 нал рассогласования, полученный на выходе устройства 4, преобразуется в соответствии с необходимым законом управленияи усиливается устройством 5, после чегопоступает на исполнительный механизм, который приводит в движение регулирующийорган, изменяющий подачу теплоносителя.Коммутатор 6 предназначен для включения и выключения исполнительного механизма 8, а генератор 7 тактовых импульсовдля формирования интервалов времени, Таким образом, за время паузы между импульсами должно произойти перемещениеисполнительного механизма, а за времяимпульса сброс предыдущего результата,включение вычислительного блока, расчетоптимальной температуры и ее запоминание на время очередной паузы. Время паузы должно быть, кроме того, таким, чтобы за время его протекания любое извоздействий можно было считать постоянным,40 При работе устройства реализуются следующие зависимости:ЛЭ=ЦЛУ - Ц.Лгде Цу - цена единицы продукции;ЛЭ - экономический критерий;45Ц. - цена единицы тепловой энергии;ЛУ - часть урожая, отнесенная к дискретному промежутку времени иравная У Я - ;У - величина урожая овощей;т - период выра шивания овощей,Лт - промежуток времени, в течениекоторого величина возмущений неизменяется;Лф - энергия, затраченная на обогревтеплицы за промежуток време.ни Лт,Зависимость этого показания от темпе.ратуры воздуха в теплице имеет экстремальный характер,1405729 Формула изобретения ю яг Ягг Ягз Я 2 В Фиг. 2 Составитель Е. Разумовская Редактор М. Бандура Техред И. Верес Корректор М. Максимишинец Заказ 3119/ Тираж 66 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфицеское предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 43Устройство позволяет определить температуру, при которой наблюдается экстремум экономического показателя и поддерживать эту температуру в заданных пределах.Поскольку измерение Лр и ЛЯ производится не непосредственно, а с помощью математической модели, коэффициенты которой остаются постоянным, это условие экстремума функции находится из условия равенства нулю производной показателя по 10 температуре воздуха в теплице, которое после математических выкладок приводится к виду 1 = " -- (1 х 1+01+грЧ+ГгрЧ) - ф+где Х - постоянная величина; Е - освещенность. 20Как видно в формулу входят два слагаемых, первое из которых пропорционально коэффициенту теплопотерь, заключенному в скобки, а второе характеризует коррекцию температуры в зависимости от изменения освещенности. Устройство для автоматического управления температурным режимом в теплице, содержащее задатчик, преобразователь-уси 4литель, исполнительный механизм, датчик температуры воздуха в теплице, генератор тактовых импульсов и коммутатор, а также вычислительный блок, включающий датчик освещенности, блок расчета коэффициента теплопотерь и подключенные к его входу датчики влажности наружного воздуха и скорости ветра, отличающееся тем, что, с целью улучшения динамических свойств устройства, повышения его надежности, упрощения монтажа и наладки, а также удешевления, вычислительный блок содержит блок умножения освещенности на постоянныи коэффициент - , блок сложениячгд,вычисленной указанным блоком величины и постоянной величины -, где а, в, постоянные коэффициенты, определяемые теоретицески экспериментально, блок умножения коэффициента теплопотерь на постояьый коэффициент т, где Ц. и2 аЦуЦт - цены единицы тепловой энергии и вьюга 1 иваемых овощей соответственно, а т - продолжительность вегетационного периода. и блок выцитания из указанной величины результата, полученного блоком сложения, причем выход первого блока умножения подключен к входу блока сложения, выход второго блока умножения и блока сложения к входу блока вычита- НИЯ И ВЫХОД ПОСЛЕДНЕГО, ЯВЛЯЮЩИЙСЯ ВЫХО- дом всего вычислительного устройства, к входу задатцика температуры воздуха в теплице.