Устройство для регулирования температуры и облученности в теплицах

(19) (1 114 А 01 С 9/2 ТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ИКАНИЕ И(71) Научно-исследовательский и проектно-технологический институт механизации и электрификации сельскогохозяйства Нечерноземной зоны РСФСР(56) Беликов Ю.М;, Стеценко Н.А, Регулирование температуры воздуха втеплицах с учетом естественной освещенности. - Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства, 1979, 1( 12, стр.7-8. 4) УСТР 011 СТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯМПЕРАТУРЫ И ОБЛУЧЕННОСТИ В ТЕПЛИ(57) Изобретение относится к сельскому хозяйству и служит для поддер жания микроклимата в теплицах. Цель изобретения - повышение точности ре гулирования температуры. Сигнал от датчика 11 температуры через блок 1 сравнения поступает на первый вход регулятора 18 температуры, на второ вход которого поступает сигнал от датчика 12 освещенности. Регулятор 8 температуры формирует сигнал402291управления клапаном 4 системы 2 отопления. Сигнал от датчика 12 освещенности через блок 21 частотного преобразования, интегратор 22, блок 23 сравнения, блок 30 нулевой индикациьпоступает на пусковое устройство О системы .9 искусственного освещения,Одновременно с выхода блока 2 импульсный сигнал подается на входблока 33 частотного преобразованиячастота - код, где. он преобразуется в код, пропорциональный мощности облучения. При вычитании кодов блоков23 и 33 на втором блоке 32 сравненияопределяется момент времени, с которого необходимо начать увеличениетемпературы. теплоносителя в системе2 отопления, чтобы исключить перерегулирование температуры воздуха втеплице 1 при отключений системы 9искусственного освещения. 1 з.п.ф"лы, 2 ил.Изобретение относится к сельскомухозяйству, а именно устройствам длярегулирования параметров микроклимата в теплицах, оборудованных система-,ми отопления иискусственного освещения,Цель изобретения - повышение точности регулирования "температуры,На фиг,1 представлена структурнаясхема устройства; на фиг.2 - структурная схема блока формирования.кода задания,Устройство для регулирования температуры и облученности в теплице 1содержит систему 2 отопления, имеющую источник 3, регулировочный клапаЙ4 с исполнительным приводом 5, циркуляционный насос 6, прямой трубопровод7 и трубопровод 8 обратной циркуляции, систему 9 искусственного освещения с пусковым устройством 10, датчик 11 температуры, датчик 12 освещенности, блок 13 сравнения, блок 13 сравнения, блок задания температуры, выполненный в виде трехполюсного ключевого элемента 14 с управляющим входом и с тремя задатчиками 15 - 17, Кроме того, устройство содержит регулятор 18 температуры, нормирующий преобразователь 19, согласующий блок 20, блок 21 частотного преобразования сигнала освещенности, интегратор 22 сигнала освещенности первый блок 23 сравнения кодовых сигналов по освещенности, блок 24 формирования кода задания по освещенности, дешифра. тор 25, таймеры 26 - 29, первый 30 и второй 31 блоки нулевой индикации, второй блок 32 сравнения кодовых сиг" налов по освещенности, блок 33 преобразования частота - код.Блок задания температуры выполнен 5 в виде трехполюсного ключевого элемента 14 с управляющим входом и стремя задатчиками .,15 - 17. Дат-чик 12 освещенности подключен к второму входу регулятора 18 тем 10,пературы и через блок 21 частотного преобразования сигнала освещенности - к входам интегратора 22 сигнала освещенности и блока 33 преобразованиячастоты - кода, выходы 15 которых подключены соответственно к первому 23 и второму 32 6 локам сравнения кодЬвых сигналов. На второй,вход первого блока 23 сравнения кодовмх сигналов подключен блок 24 формирования кода задания по освещенности,20 а второй вход второго блока 32 сравнения кодовых сигналов соединен с выходом первого блока 23 сравнения кодовых сигналов. Выходы обоих блоков23,32 сравнения кодовых сигналов подключены соответственно к входам первого 30 и второго 3 блоков нулевой 25 ного освещения и с вторым входом второго блока 31 нулевой индикации, выход которого соединен с управляющимвходом трехполюсного ключевого элемен" та 14,Выход рлока 24 формирования кодазадания по освещенности подключен квходу дешифратора 25, соединенного индикации. Выход первого блока 30 нулевой индикации соединен с пусковым30 устройством 1 О системы 9 искусственму входу первого блока 30 нулевой инпо освещенности выполнен в виде регу 15 20 чика 16, при этом ключевой элемент 14 50 55 лении. При этом одновременно увеличивыходом с пусковыми входами таймеров26 - 29, выходы которых одновременно подключены к управляющему входутрехполюсного ключевого элемента 14блока задания температуры и к второ" дикации. Блок 24 формирования кода задания лируемого генератора 34 импульсов, например мультивибратора, в одном из плеч которого установлен переменный резистор 35, положение которого отградуированно в единицах облучеиности. Генератор 34 импульсов управляется таймером 36 и пусковым устройством 37 и подключен к счетчику 38 импульсов.Устройство работает следующим образом.При выключенной системе 9 искус,ственного освещения температура воздуха в теплице 1 измеряется датчиком 11, сигнал которого сравнивается на блоке 13 сравнения с сигналом задатнаходится в исходном положении а.Если температура воздуха в теплице 1 больше заданной, то на выходе блока 13 сравнения появляется отрицательный сигнал, который поступает на первый вход регулятора 18 температуры, где ои преобразуется в сиг- . нал "Меньше" включения, воздействующий на согласующий блок 20, который в свою очередь включает в обратном направлении исполнительный привод 5 трехходового смесительного клапана 4, Одновременно уменьшается расход теплоносителя в прямом трубопроводе 7 и .увеличивается расход теплоносителя в трубопроводе 8 повторной циркуляции, что приводит к уменьшению температуры теплоносителя, поступающего в систему 2 отопления, до тех ,пор, пока температура в теплице 1 не станет. равной заданной,Если температура воздуха в теплы" це 1 ниже заданной, то на выходе блока 13 сравнения появляется положительный сигнал, а с выхода регулятора 18 температуры - сигнал "Больше", который, воздействуя на блок 20 согласования, включает исполни" тельный привод 5 трехходового смеси- тельного клапана 4 впрямом направ 30 35 40 45 вается расход теплоносителя в прямом трубопроводе 7 и уменьшается расход теплоносителя в трубопроводе 8 повторной циркуляции, что приводит к увеличению температуры теплоносителя, поступающего в систему 2 отопления до тех пор, пока температура воздуха в теплице 1 не станет равной заданной,При необходимости включения системы 9 искусственного освещения сначала на блоке 24 формирования кода задания по освещенности устанавливается облученность и включается пусковое устройство 37, которое в свою очередь, запускает генератор 34 импульсов и таймер 36, Последний отсчитывает заданный интервал времени, в течение которого импульсы генератора 34 подсчитываются счетчиком 38. Как только таймер 36 отключает генератор 34 импульсов, на выходе блока 24 формируется код, отражающий величину задания, Этот код заносится на первый вход первого блока 23 сравнения и на дешифратор 25, который пропорционально величине задания запускает соответствующий таймер 26 . - 28 или 29, При этом таймер 26 формирует самый короткий по длительности . импульс включения, таймер 29 - самый длительный, а таймеры 27 и 28 - импульсы промежуточной длительности. Самый короткий импульс таймера 26 включения соответствует самой минимальной величине заданной облученности, самый длительный импульс таймера 29 - максимально возможной величине заданной облученности, а импульсы таймеров 27 и 28 - соответственно 50 и 75 Е максимально возможной величины задания.Например, если величина задания составляет до 50 Е максимально возможной величины облученности, то дешифратор 25 запускает таймер 27, который формирует импульс соответствующей длительности, который на время своей длительности переводит ключевой элемент 14 в положение в, подключая к блоку 13 сравнения задатчик 15 с мень. шей величиной задающего сигнала по сравнению с задатчиком 16.За время длительности импульса, формируемого таймером 27, на выходе блока 13 сравнения формируется отрицательный сигнал как и в случае пре 1 вышения температуры воздуха в теплице 1 заданного значения. При этом за этот интервал времени уменьшается14022916 температура теплоносителя, поступаю- оперативных изменениях освещенности Щего в систему 2 отопления на величи" в теплице за счет влияния естествен. Йу, пропорциональную длительности ного света. того интервала, что равносильно ве" 5 Сигнал датчика 12 освещенности ичине заданной облученности, уста" преобразуется на выходе блока 21 в овленной на блоке 24 Формирования частоту следования импульсов, кото" ада задания, Учитывая, что величина рые йа интеграторе 22 преобразуются блученности пропорциональна мощности в соответствующий код .который вычиЭистемы искусственного освещения, то,10 тается из кода задания, занесенного еличина, на которую уменьшается тем" на блок 23 сравнения от блока 24 ература теплоносителя при включении Формирования кода задания. Разностаймера 27, пропорциональна мощности, ный код с выхода блока 23 сравнения сточников искУсственного света, т,е. подаетея на блок 30 н й ., епловому возмущению.цри отключении таимера 27 ключевой блока 32 сравненияемент 14 опять переводится и исходное положение а. Одновременно ну- Одновременно с выхода блока 21вой сигнал таймера 27, воздействуя импульсный сигнал подается на вход на блок 30 нулевой индикации, вызыва блока 33 преобразования частота - ет на его выходе пусковой импульс, код, на котором этот сигнал преобраступающий на пусковое устройство зуется в код, пропорциональный теку ,которое включает систему 9 искус- щей мощности. облучения, Кодовый сигвенного освещения. нал поступает на второй блок 32 При включении системы 9 искусст сравнения, где он вычитается из выс в нного освещения в теплицу 1 посту-ходного кода блока 23. Разностный код п ет дополнительный тепловой поток .блока 32 воспринимается вторым блоком о ламп, который компенсирует сниже.1 нулевой индикации. При вычитании н е теплового потока от системы 2 кодов блоков 23 и 33 на втором блоке о оплнния, которое произошло при 30 32 сравнения определяется момент вре-, ,в лючении таймера 27. Учитывая, что мени после отключения ламп системы 9 в здушный объем теплицы 1 имеет боль-, искусственного освещения с которогош о инерционность к изменениям тем- необходимо начинать увеличение темпеп ратуры теплоносителя по сравнению . ратуры тенлоносителя в системе 2 ото;с,тепловым потоком от ламп, то пред-. З пления, чтобы исключить перерегулироврительное снижение этой температуры ванне температуры воздуха в теплице позволяет исключить перерегулирова, при отключении системы 9 искусстне и колебание температуры воздуха венного освещения, в теплице 1, так как трехходовой сме стельный клапан 4 устанавливается 40 Этот момент времени соответствует сразу в положение, близкое к тепло- нулевому сигналу на вйходе второго ваму балансу в теплице 1. блока 32 сравнения, при котором блокВ процессе работы системы 9 ис нулевой индикации переводит клюкусственного освещения сигнал от , чевой элемент 14 в,положение с, поддатчика 12 освещенности поступает на 45,ключая к блоку 13 сравнения задатчик нормирующий преобразователь 19 и :,17 с большим задающим сигналом по блок 21 частотного преобразования. сравнению с исходным задатчика 16. С выхода нормирующего преобразовате- Такое изменение задающего сигнала ля 19 сигнал поступает на второй вход 1 воспиринимается как сигнал снижения регулятора 18 температуры, где онтемпературы воздуха в теплице 1 и9 воспринимается как сигнал увеличения регулятор 18 температуры включает теМпературы воздуха в теплице 1, Это исполнительный механизм 5 трехходовов свою очередь вызывает дополнитель- го смесительного клапана 4 в прямом ное уменьшение температуры теплоно- ,направлении, При этом за время до мосителя, поступающего в систему. 2 мента отключения системы 9 искусственотОпления, чем устраняются малые ного освещения температура теплоносиошибки в установке теплового баланса геля в системе 2 отопления уменьшав теплице, возникающие как при вклю" ется на величину, пропорциональную чениях таймеров 26 - 29,так и при1 текущей мощности облучения.При обнулении кода на выходе первого блока 23 сравнения, что говорит о достижении облученности растений, заданный первый блок 30 нулевой ин 5 дикации, воздействуя на пусковое устройство 10, отключает систему 9 искусственного освещения, а воздействуя на второй блок 31 нулевой индикации, возвращает ключевой элемент 14 в исходное положение а.К моменту выключения системы 9 искусственного освещения трехходовй смесительный клапан 4 уже занимает положение, соответствующее новому 15 тепловому балансу в теплице 1, При этом небольшие ошибки в определении этого положения устраняются коррекцией работы регулятора 18 по сигналу датчика 12 освещенности, который в данном случае измеряет только мощность естественного света, Уменьшение сигнала датчика 12 воспринимается как сигнал уменьшения температуры воздуха в теплице 1, что вызывает 25 дополнительное увеличение температуры теплоносителя в системе 2 отопления.Устройство позволяет учитывать влияние как медленных изменений ес- Зд тественной освещенности, так и быстрые изменения освещенности при коммутациях ламп искусственного освещения, что исключает перерегулирование температуры воздуха в теплицах.35Таким образом достигается цель изобретения, а именно повышение точности регулирования температуры.40Формула изобретения1. Устройство для регулирования температурыи облученности в теплицах, содержащее систему отопления и систему искусственного освещения, датчик температуры, датчик освещенности, регулятор температуры, блок задания температуры, блок сравнения темпера-.туры, подключенный к исполнительному приводу регулирующего клапана си стемы отопления, о т л и ч а ющ е е с я тем,что, с целью повышения точности регулирования температу- . ры, оно снабжено блоком частотного преобразования сигнала освещенности, блоком формирования кода задания по освещенности, блоком преобразования частота - код, дешифратором, первым и вторым блоками сравнения кодовых сигналов по освещенности, первый и вторым блоками нулевой индикации, интегратором сигнала освещенности и четырьмя параллельно соединенными таймерами для включения различных по длительности импульсов, причем блок задания температуры выполнен в виде трехполюсного ключевого элемента с управляющим вХодом и с тремя задатчиками, при этом датчик освещенности подключен к второму входу регулятора температуры и через блок частотного преобразования сигнала освещенности - к входам интегратора сигнала освещенности и блока преобразования частота - код, выходы которых соответственно подключены к первому и второму блокам сравнения кодовых сигналов, на вторые входы которых подключены соответственно блок формирования кода задания по освещенности и выход первого блока сравнения кодовых сигналов, а выходы обоих блоков сравнения кодовых сигналов подключены соответственно к входам двух блоков нулевой индикации, выход первого блока нулевой индикации одновременно соединен с системой искусственного освещения и с вторым входом второго блока нулевой индикации, выход которого соединен с управляющим входом трехпслюсного ключевого элемента блока задания температуры, а выход блока формирования кода задания по освеаенности дополнительно подключен к входу дешифратора, соединенного выходом с пусковыми входами таймеров, выходы которых одновременно подключены к управляющему входу трехполюсного ключевогоэлемента блока задания температуры и к второму входу первого блока нулевой индикации.2. Устройство по п,1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, блок формирования кода задания освещенности выполнен в виде регулируемого генератора импульсов, управляемого пусковым устройством, и счетчика импульсов, подключенного к генератору импульсов,1402291 г.2 оставитель Г.Шаркоехред А.Кравчук орректор А.Тяс 1дактор Н.Слободяни Тираж. 661 ственного комитета СС обретений и открытий -35 Раушская наб., д аказ 2798/2 писное ВНИИПИ Государ по делам из 13035, Москва, Ж