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

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 0 9) (11) 4 А 01 С 9/26 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР ПИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4) УСТРОЙСТВУРОЙ ДЛЯ РЕГУ ВЛАЖНОСТИ ВО С П ЛИРОВ(21) 4181106/3 (22) 14;01.87 (46) 15.01.89. (71) Научно-пр нение "Армсель (72) К.В,Алекс А.Г.Агаджанян (53) 631.73 (О (56) Авторское Ф 1308259, кл,ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Бюл, У 2изводственноеозмеханизацияндрян, А.Х.БадГ.Е.Оганесян8.8) ЕМЕННОЙ СТРУКИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕПЛИЦАХ ится к сельскости к системам рования пара- теплицах. Цель затрат теплоУстройство1450789 содержит измерительные преобразователи 8, 9 температуры и относительнойвлажности воздуха. Исполнительныеустройства 24, 25, 26 вентиляции,обогрева и увлажнения включаются поуправляющим сигналам. Управляющиесигналы выдает блок 23 выбора структуры устройства. Они формируются порезультатам логической обработкисигналов, поступающих с измерительных преобразователей 8, 9 и задатчиков: 10 степени открытия форточек,11 температуры, 13, 14 максимальнои минимально допустимых значений относительной влажности и 12 смещения.Управляющие сигналы поступают наключи 1, 2, 3, 4 и переключатели 5,Изобретение относится к сельскомухозяйству, в частности к системамавтоматического регулирования параметров микроклимата в теплицах.Цель изобретения - снижение затрат тепловой энергии на обогрев.На Фиг. 1 показана блок-схемапредлагаемого устройства; на фиг. 2,принципиальная схема блока выбора1 структуры,Устройство содержит четыре ключа1-4, три переключателя 5-7, измерительные преобразователи 8 температурыи 9 относительной влажности воздуха,задатчики 10 степени открытия форточек, 11 температуры, 12 смещения,13 максимально допустимого и 14 минимально допустимого значений относительной влажности воздуха, элемент15 коррекции, блок 16 сравнения, блок17 дифференцирования, пропорциональ-,ный 18,. пропорционально-интегральный19 и релейный 20 регулирующие блоки,два компаратора 21 и 22, блок 23 выбора структуры, исполнительные устройства 24 - 26 вентиляции, обогреваи увлажнения воздуха, при этом блок23 выбора структуры имеет входы 2731 для ввода дополнительной информации: температуры наружного воздуха,скорости ветра, запрет увлажнениявоздуха, запрет вентиляции и целесообразность вентиляции воздуха соответственно. 6, 7, посредством которых осуществляется целесообразное подключение кисполнительным устройствам 25, 24 и26 различных регулирующих блоков.При этом. исключается возможность одновременного функционирования устройств обогрева и вентиляции. При повыпении температуры воздуха выше за"данного значения (боцьше допустимого)обеспечивается быстрый ее возврат дозаданного значения. При включенныхобогревателях для понижения влажностиустройство 24 вентиляции включаетсяпосле понижения температуры,цо заданной величины. Перечисленные режимыобсепечивают снижение затрат тепло"вой энергии на обогрев. 2 ил. Измерительный преобразователь 8температуры воздуха связан с входомисполнительного устройства 25 обогрева через последовательно соединенные 5 блок 16 сравнения, пропорциональноинтегральный регулирующий блок 19,переключатель 5 изменения структурыи первый ключ 1, измерительный преобразователь 8 температуры соединен так О же с вторым входом переключателя 5 изменения структуры через соединенныепоследовательно блок 17 дифференцирования и релейный регулирующий блок20, задатчик 11 температуры связан свторым входом блока 16 сравнения через первый переключатель 7, второйвход которого соединен с задатчиком . 11 температуры черезэлемент 15 коррекции, выход блока 16 сравнения связан с исполнительным устройством 24вентиляции через соединенные последовательно пропорциональный регулирующий блок 18 и второй переключатель6, второй вход которого соединен сзадатчиком 10 степени открытия форточек через второй ключ 2, кроме того,выход блока 16 сравнения соединен ссоответствующим входом блока 23 выбора структуры и вторым входом релейного регулирующего блока 20, третийвход которого через третий ключ 3соединен с задатчиком 12 смещения,выходы блока 17 дифференцирования ирелейного регулирующего блока 20 так0789 г гже соединсны с соответствующими входами блока 23 выбора структуры, измерительный преобразователь 9 относительной влажности связан с исполнительным устройством 26 увлажнениячерез соединенные последовательновторой компаратор 22, второй входкоторого подключен к задатчику 14минимально допустимого значения относительной влажности, а выход - ксоответствующему входу блока 23 выбора структуры, и четвертый ключ 4.Измерительный преобразователь 9 относительной влажности также соединен ссоответствующим входом блока 23 выбора структуры через первый компара"тор 21, второй вход которого соединен с задатчиком 13 максимально допустимого значения относительнойвлажности, причем выходы блока .23, выбора структуры соединены соответственно первый - с вторым входом второгоключа 2, вторс ч "с третьим входом второго переключателя 6 и вторым входом,первого переключателя 7, третий - стретьим входом переключателя 5 изменения структуры, четвертый - с вторымвходом четвертого ключа 4, а .пятый -с третьим входом первого переключателя 7 и вторым входом третьего ключа3,Электронные ключи 1-4 и переключатели 5- выполнены на микросхемахК 590 КН 2, компараторы 22 и 21 выпол"иены на микросхемах 554 САЗ. Переключение режимов "Обогрев" и "Вентиляционное охлаждение осуществляют ком-.параторы У 4 и У 5 (микросхемы 554 САЗ)и триггер на двух логических элемен-,тах 2 И-НЕ - Д 12,1 и Д 12,2 (микросхема 155 ЛАЗ). Величины отклонения температуры х,и хзадаются резисторами К 11 и К 17. Режим "Вентиляция при.обогреве" включается компаратором УЗи логическими элементами Д 9 - Д 11(микросхемы 155 ЛР 4, 155 ЛА 2, 155 ЛАЗ).Элементы Д 11,2 и Д 11,3 составляютпри этом триггер, хранящий признакданного режима до выполнения какоголибо условия запрета вентиляции приобогреве. Компаратор сигнализируетвыполнение условия хО. Сигнал "Разрешение увлажнения воздуха формируюткомпараторы У 2 и УЗ и логическийэлемент Д 8 при выполнении условия7 О (Д 8 - микросхема 155 ЛА 1) . Необходимость включения вентиляции приобогреве фиксируется триггером на 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 элементах Д 1,2 и Д 1,3 (микросхема155 ЛАЗ). Необходимость подключенияк исполнительному устройству 25 обогрева пропорционально-интегрирующегорегулирующего блока 19 фиксируетсятриггером на микросхеме 155 ЛАЗ - Д 3,3 и Д 3,4 и идентифицируется логическими элементами Д 1,4; Д 2,1 - Д 2,3;Д 3,1; Д 3,2; Д 6 и Д 7(микросхемы 155 ЛАЗ, 155 ЛАЗ, 155 ЛА 4, 155 ЛР 1).Устройство работает следующим образом.Блок 23 выбора структуры получает следующие сигналы: аналоговый с выхода блока 16 сравнения, пропорциональный отклонению температуры воздуха Т от заданного Т ,значения (х=Т-Т); аналоговый с выхода блока 17 дифференцирования, пропорциональный скорости изменения температуры воздуха(1= ЙТ/Йс, где- время); логический с выхода релейного регулирующего блока 20; логический с клеммы 27, нулевое значение которого 0-0,4 В означает необходимость запрета увлажнения воздуха, (подается с помощью тумблера);логические с клемм 28-30, нулевоезначение которых означает необходимость запрета вентиляции при обогреве; логический с клеммы 31, единичное значение которого 3-5 В означает целесообразность вентиляции при обогреве (подает оператор тумблером);логический с компаратора 21, значение,которого равно логическому О при превышении относительной влажности 9 воздуха заданного максимально допустимого значения ; логический с компаратора 22, значение которого равно "1" когда Ц меньше заданного минимально допустимого значения (,Выходной сигнал В блока 23 выбора структуры принимает значение "1" нрих 7 х ,.где х- заданная положительная величина, или "О" при х(х, где х- заданная отрицательная величина,Если в момент включения х(х с хто сигнал В принимает одно из двух значений случайным образом, что не противоречит логике функционирования устройства, Это устраняют кратковременным изменением в начале работы значения температуры воздуха задатчиком 11, В режиме вентиляционного охлаждения (В=О) ключ 1 заперт, переключатель 6 соединяет вход исполнительного устройства 24 вентиляции с выходом пропорционального регули10 5 14507 рующего блока 18; сигнал Е независимо от других условий имеет значение"1", в результате чего переключатель 7 соединяет вход блока 16 сравнениянепосредственно с выходом задатчика11 температуры. Регулирование температуры воздуха производится в результате действия устройства вентиляциипри помощи пропорционального регулирующего блока 18. Когда В=1 режимобогрева) ключ 1 рткрыт, а переключатель 6 подключает к входу исполнительного устройства 24 вентиляциивыход ключа 2Выходной сигнал Еблока 23 выбора структуры принимаетзначение "1" при хтх,; В=О; наличии сигналов запрета вентиляции при обогреве,Чс сц, с(с и отсутствии внешнего сигнала задания режима "Вен, тиляция при обогреве",Когда Е=1 : ключ 3 открыт, переключатель 7 соединяет вход блока 16сравнения непосредственно с .выходомзадатчика 11 температуры, сигнал А 25независимо от других условий имеетзначение "0", запирающего ключ 2.Нуль с выхода ключа 2 поступает навход исполнительного устройства 24вентиляции, происходит закрытие Форточек. Канал управления устройством25 обогрева, содержащий датчик 8 иэадатчик 11 температуры воздуха,задатчик 12 смещения, блок 16 сравнения, блок 17 дифференцирования, пропорционально-интегральный 19 и релейный 20 регулирующие блоки, переключатель 5 и блок 23 выбора структуры,функционирует следующим образом: при 89 6Необходимость вентиляции при обогреве определяется при Е=О. Сигнал Е принимает значение "0" в следующих случаях: нет сигнала запрета вентиляции при обогреве,д, и х О:. нет сигнала запрета вентиляции при обогреве, имеется, сигнал о целесообразности вентиляции при обогреве и ц При этом ключ 3 заперт, а переключатель подключает задатчик 11 к блоку 16 сравнения через элемент 1" коррекции, вследствие чего заданное значение температурыуменьшается надопустимую величину. Однако вентиляция включается не сразу. Сначала сигналу С придается значение "0", в результате чего к исполнительному устройству 25 обогрева подключается релейный регулирующий блок 20, который форсированно уменьшает значение температуры воздуха на допустимую величину, Наконец, при одновременном выполнении условия 1 0 выход релейного регулирующего блока 20 равен минимальному значению управляющего воздействия - сигналам А и С нридается значение "1", в результате чего ключ 2 открывается, сигнал с выхода эадатчика 10 степени открытия форточек поступает на исполнительное уст-. ройство 24 вентиляции, чем обеспещ- вается открытие форточек на допустимую величину, а к исполнительному устройству 25 обогрева подключается пропорционально-интегральный регулирующий блок 19,Формула изобретениях с х+ к , где х з - отрицательная величина, задаваемая задатчиком 12 смещения; к - постоянная. К исполнительному устройству 25 обогрева подключается релейный регулирующий блок20 при х х + к 1 и при 1,70 к исполнительному устройству 25 обогрева подключается пропорционально-интегральный регулирующий блок 19. Выходной сигнал 0 блока 23 выбора структуры принимает значение "1" при одновременном выполнении следующих ус- . ловийф Е=1; хсО; 1)0 и отсутствии навходе блока 23 сигнала запрета увлаж 40 нения воздуха. В противном случае Э=О. Когда 0=1 ключ 4 открыт выход 9 Ф55 ной сигнал компаратора 22 при ломощи исполнительного устройства 26 увлажнения обеспечивает увлажнение воздуха при условии; Цсцмин Устройство с переменной структу рой для регулирования температуры и влажности воздуха в теплицах, включающее измерительный преобразователь и задатчик температуры воздуха, блок сравнения, блок дифференцирования, релейный и пропорциональноинтегральный регулирующие блоки, блок выбора структуры, переключатель изменения структуры и исполнительный механизм, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения затрат тепловой энергии на обогрев, оно снабжено четырьмя ключами, двумя переключателями, задатчиком степени открытия форточек, пропорциональным регулирующим блоком, элементом коррекции, измерительным преобразователем относительной влажности, двумя компаратора 7 14507 ми, задатчиком минимально допустимой и максимально допустимой относительной влажности, задатчиком смещения и исполнительными устройствами венти 5 ляции, увлажнения и обогрева, а блок выбора структуры снабжен пятью дополнительными входами введения информации о скорости ветра, наружной температуре воздуха, запрете увлажнения воздуха, запрете вентиляции и целесообразности вентиляции, при этом измерительный преобразователь температуры связан с входом исполнительного устройства обогрева через последо вательно соединенные блок сравнения, пропорционально-интегральный регулирующий блок, переключатель изменения . структуры и первый ключ, измерительный преобразователь температуры сое р динен также с вторым входом переключателя изменения структуры через соединенные последовательно блок дифференцирования и релейный регулирующий блок, эадатчик температуры связан с 25 вторым входом блока сравнения через первый переключатель, второй вход которого соединен с задатчиком температуры через элемент коррекции, выход блока сравнения связан с исполнительным устройством вентиляции через соединенные последовательно пропорциональный регулирующий блок и второй переключатель, второй вход которого соединен с задатчиком степени открытия форточек через второй ключкроме того, выход блока сравнения соединен с соответствующим входом блока выбора структуры и вторым входом релейного регулирующего блока, третий вход которого через третий ключ соединен с задатчиком смещения, выходы блока дифференцирования и релейного регулирующего блока также соединены с соответствующими входами блока выбора структуры, измерительный преобразователь относительной влажностисвязан е исполнительным устройством увлажнения через соединенные последовательно второй компаратор, втоРой вход которого подключен к, эадатчику минимально допустимого значения относительной влажности, а выход - к соответствующему входу блока выбора структуры и четвер 7тый ключ, вместе с тем измерительный преобразователь относительной влажности также соединен с соответствующим входом блока выбора структуры через первый компаратор, второй вход которого соединен с задатчиком максимально допустимого значения относительной влажности, причем выходы блока выбора структуры соединены соответственно: первый - с вторым входом второго ключа, второй - с третьим входом второго переключателя и вторым входом первого переключателя, третий - с третьим входом переключателя изменения структуры, четвертый - с вторым входом четвертого ключа, а пятый - с третьим входом первого переключателя и вторым входом третьего ключа.1450789 Составитель С.Заруцкийедактор С.Лисина Техред Л,Олийнык Корректор Л.Пат 03 2 а Подписи В осуда ическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,зводственно-пол Тираж 6 венного коми 113035, Моск 18тета по изоб ва, Ж, Ра тениям и открытиям при ГКНТ СС ская наб., д. 4/5