SU1402291A1 - Устройство дл регулировани температуры и облученности в теплицах - Google Patents

Description

(21)3849529/30-15

(22)24.01.85

(46) 15.06.88. Бюл. № 22

(71)Научно-исследовательский и про- ектно-технологический институт механизации и электрификации сельского хоз йства Нечерноземной зоны РСФСР

(72)ИоМ.Михайленко и Н.Н.М кишев (53) 631.171 (088.8)

(56) Беликов Ю.М;, Стеценко И.А. Регулирование температуры воздуха в теплицах с учетом естественной освещенности . - Механизаци  и электрификаци  социалистического сельского хоз йства , 1979, № 12, стр.7-8.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И ОБЛУЧЕННОСТИ В ТЕПЛИЦАХ

(57) Изобретение относитс  к сельскому хоз йству и служит дл  поддержани  микроклимата в теплицах. Цель изобретени  - повышение точности регулировани  TeNfflepaTypbi. Сигнал от датчика 11 температуры через блок 13 сравнени  поступает на первый вход регул тора 18 температуры, на второй вход которого поступает сигнал от датчика 12 освещенности Регул тор 18 температуры формирует сигнал

с

(О

ati

управлени  клапаном 4 системы 2 отоплени . Сигнал от датчика 12 освещенности через блок 21 частотного преобразовани , интегратор 22, блок 23 сравнени , блок 30 нулевой индикациь поступает на пусковое устройство 10 системы.9 искусственного освещени . Одновременно с выхода блока 21 импульсный сигнал подаетс  на вход блока 33 частотного преобразовани  частота - код, где. он преобразуетс 

в код, пропорциональный мощности облучени . При вычитании кодов блоков 23 и 33 на втором блоке 32 сравнени  определ етс  момент времени, с которого необходимо начать увеличение температуры - теплоносител  в системе 2 отоплени ,чтобы исключить перерегулирование температуры воздуха в теплице 1 при отключений системы 9 искусственного освещени . 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относитс  к сельскому хоз йству, а именно устройствам дл  регулировани  параметров микроклимата в теплицах, оборудованных системами отоплени  и, искусс ГОенного освещени  .

Цель изобретени  - повышение точности регулировани  температуры

На фиг.1 представлена структурна  схема устройства; на фиг.2 - стрзгк- гурна  схема блока формировани  кода задани .

Устройство дл  регулировани  температуры и облученности в теплице 1 содержит систему 2 отоплени , имеющую источник 3, регулировочный клапай А с исполнительным приводом 5, циркул ционный насос 6, пр мой трубопровод 7 и трубопровод 8 обратной циркул ции , систему 9 искусственного освещени  с пусковым устройством 10, дат- чик П температуры, датчик 12 осве- щенности, блок 13 сравнени , блок 13 сравнени , блок задани  температуры , выполненньй в виде трехполюсного ключевого элемента 14с управл ющим входом и с трем  задатчиками 15 - 17, Кроме того, устройство содержит регул тор 18 температуры, нормирующий преобразователь 19, согласзтащий блок 20, блок 21 частотного преобразовани  сигнала освещенности, интегратор 22 сигнала освещеннбстй, первый блок 23 сравнени  кодовых сигналов по освещенности, блок 24 формировани  кода задани  по освещенности, дешифра тор 25, таймеры 26 - 29, первый 30 и второй 31 блоки нулевой индикации.

второй блок 32 сравнени  кодовых сигналов по ocвeщeн ocти, блок 33 преобразовани  частота - код.

Блок задани  температуры вьтолнен

5 в виде трехполюсного ключевого элемента 14 с управл ющим входом и с трем  задатчиками ..15 - 17. Дат- чик 12 освещенности подключен к второму входу регул тора 18 темtO , пературы и через блок 21 частотного преобразовани  сигнала освещенности - к входам интегратора 22 сигнала Освещенности и блока 33 преобразовани  частоты - кода, выходы

fS. которых подключены соответственно к первому 23 и второму 32 блокам сравнени  кодЬвых сигналов. На второй . вход первого блока 23 сравнени  кодо- . вих сигналов подключен блок 24 форми20 ровани  кода задани  по освещенности, а второй вход второго блока 32 сравнени  кодовых сигналов соединен с выходом первого блока 23 сравнени  кодовых сигналов. Выходы обоих блоков

25 23,32 сравнени  кодовых сигналов подключены соответственно к входам первого 30 и второго 31 блоков нулевой индикации. Выход первого блока 30 нулевой индикации соединен с пусковым

30 устройством 10 системы 9 искусственного освещени -и с вторым входом второго блока 31 нулевой индикации, выход которого соединен с управл ющим входом трехполюсного ключевого элеменЗзЬа 14.

Выход рлока 24 формировани  кода задани  по освещенности подключен к входу дешифратора 25, соединенного

выходом с пусковыми входами таймеров 26 - 29, выходы которых одновременно подключены к управл ющему входу трехполюсного ключевого элемента 14 блока задани  температуры и к второму входу первого блока 30 нулевой индикации .

Блок 24 формировани  кода задани  по освещенности вьтолнен в виде регулируемого генератора 34 импульсов, например мультивибратора, в одном из плеч которого установлен переменный резистор 35, положение которого от- градуированно в единицах облученности . Генератор 34 импульсов управл етс  таймером 36 и пусковым устройством 3/ и подключен к счетчику 38 импульсов,

Устройство работает следующим образом .

При выключенной системе 9 искус- ,ственного освещени  температура воз- |духа в теплице 1 измер етс  датчиком 11, сигнал которого сравниваетс  на блоке 13 сравнени  с сигналом задат- чика 16, при этом ключевой элемент 1 находитс  в исходном положении а.

Если температура воздуха в теплице 1 больше заданной, то на выходе блока 13 сравнени  по вл етс  отри- цательньй сигнал, который поступает на пе15вый вход регул тора 18 температуры , где ои преобразуетс  в сиг- иал Меньше включени , воздействующий на согласующий блок 20, которьй в свою очередь включает в обратном направлений исполнительный привод 5 трехходового смесительного клапана 4; Одновременно уменьшаетс  расход теплоносител  в пр мом трубопроводе 7 и увеличиваетс  расход теплоносител  в трубопроводе 8 повторной циркул ции , что приводит к уменьшению температуры теплоносител , поступающего в систему 2 отоплени , до тех .пор, пока температура в теплице 1 не станет.равной заданной.

л .

Если температура воздуха в теплице 1 ниже заданной, то на выходе блока 13 сравнени -по вл етс  положительный сигнал, ас выхода регул тора 18 температуры - сигнал Больше , который, воздейству  на блок 20 согласовани , включает исполнительный привод 5 трехходового смесительного клапана 4 в пр мом направлении . При этом одновременно увеличиваетс  расход теплоносител  в пр мом трубопроводе 7 и уменьшаетс  расход теплоносител  в трубопроводе 8 повторной циркул ции, что приводит к увеличению температуры теплоносител , поступающего в систему 2 отоплени  до тех пор, пока температура воздуха в теплице 1 не станет равной заданной.

При необходимости включени  системы 9 искусственного освещени  сначала на блоке 24 формировани  кода задани  по освещенности устанавливаетс  облученность и включаетс  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 подсчитываютс  счетчиком 38. Как только таймер 36 отключает генератор 34 импульсов, на выходе блока24 формируетс  код, отражающий величину задани . Этот код заноситс  на первый

вход первого блока 23 сравнени  и на дешифратор 25, который пропорционально величине задани  запускает соответствующий таймер 26 - 28 или 29. При этом таймер 26 формирует самый

короткий по длительности импульс

включени , таймер 29 - самый длительный , а таймеры 27 и 28 - импульсы, промежуточной длительности. Самый короткий импульс таймера 26 включени 

соответствует самой минимальной величине заданной облученности, самьш дпи- тельный импульс таймера 29 - максимально возможной величине заданной облученности, а импульсы таймеров 27

и 28 - соответственно 50 и 75% максимально возможной величины задани . Например, если величина задани  составл ет до 50% максимально возможной величины облученности, то дешифратор 25 запускает таймер 27, который формирует импульс соответствующей длительности,которь1й на врем  своей длительности переводит ключевой элемент 14 в положение в, подкгаоча  к

блоку 13 сравнени  задатчик 15 с меньшей величиной задающего сигнала по сравнению с задатчиком 16.

За врем  длительности импульса, формируемого таймером 27, на выходе

блока 13 сравнени  формируетс  отрицательный сигнал как и в случае пре- звьппени  температуры воздуха в теплице 1 заданного значени . При этом за этот интервал времени уменьшаетс 

TfeNmeparypa теплоносител , поступаю- 4ero в систему 2 отоплени  на величи- йу, пропорциональную длительности

ого интервала, что равносильна ве- v чине заданной облученности, уставленной на блоке 24 формировани  да задани , Учитьгоа , что величина лученности пропорциональна мощности стемы искусственного освещени , то ; ю в(еличина, на которую здаеньшаетс  тем-| ратура теплоносител  при включении .ймера 27, пропорциональна мощности .точнкков кскусственного света, т.е. лловому возмущению.,15

При отключении таймера 27 ключевой пемент J4 оп ть переводитс  в ис- |днов положение а. Одновременно нулевой сигнал таймера 27, воздейству 

оперативных изменени х освещенност в теплице за счет вли ни  естестве ного света.

Сигнал датчика 12 освещенности преобразуетс  на выходе блока 21 в частоту следовани  импульсов, кото рые на интеграторе 22 преобразуютс в соответствующий код,,который выч таетс  из кода задани , занесенног на блок 23 сравнени  от блока 24 формировани  кода задани . Разност ный код с выхода блока 23 сравнени подаетс  на блок 30 нулевой индика ции и на вычитающий вход второго

бпбкА 32 сравнени .

I , , / ,.

Одновременно с выхода блока 21 импульсный сигнал подаетс  на вход

а блок 30 нулевой индикации, вызыва- 2о блока 3f3 преобразовани  частота т на его выходе пусковой импульс, ьступающий на пусковое устройство О,которое включает систему 9 искуСвенного освещени . При включении системы 9 искусст- гиного освещени  в теплицу 1 постует дополнительный тепловой поток г ламп, который компенсирует сниже- ле теплового потока от системы 2

оплнни , которое произошло при слюченни таймера 27, Учитыва , что

)здушный объем теплицы 1 имеет бо.ль- та инерционность к изменени м тем1Ш1ратуры теплоносител  по сравнению :с тепловым потоком от ламп, то предварительное снижение этой температзфы пс эвол ет исключить перерегулирова- . К1-:е и колебание температуры воздуха в теплице 1, так как трехходовой сме- ск:тельный клапан 4 устанавливаетс  ср|азу в положение, близкое к тепло- ,ваму балансу в теплице 1.

В процессе работы системы 9 ис кз сственного освещени  сигнал от

i искусственного освещени , с которого необходимо начинать увеличение температуры теплолосител  в системе 2 ото „ пленй , чтобы исключить перерегулирование температуры воздуха в теплица 1, при отключении системы 9 искусственного освещени .

4Q Этот момент времени соответствует нулевому сигналу на выходе второго блока 32 сравнени , при котором блок 31 нулевой индикации переводит клю , чевой элемент 14 в.положение с, поддатчика 1.2 освещенности поступает на 45 .-гооча  к блоку 13 сравнени  задатчик

17 с больщим задающим сигналом по сравнению с исходным задатчика 16,

но рмирующий преобразователь 19 и :, блрк 21 частотного преобразовани . jC выхода нормирующего преобразовател  19 сигнал поступает на второй вход регул тора 18 температуры, где он воспринимаетс  как сигнал увеличени  тенпературы воздуха в теплице 1, Это в свою очередь вызьюает дополнительное уменьшение температуры теплоносител , поступающего в систему 2 отоплени , чем устран ютс  малые ошибки в установке теплового баланса в теПлице, возникающие как при включени х таймеров 26 - 29,так и при

оперативных изменени х освещенности в теплице за счет вли ни  естествен ного света.

Сигнал датчика 12 освещенности преобразуетс  на выходе блока 21 в частоту следовани  импульсов, которые на интеграторе 22 преобразуютс  в соответствующий код,,который вычитаетс  из кода задани , занесенного на блок 23 сравнени  от блока 24 формировани  кода задани . Разностный код с выхода блока 23 сравнени  подаетс  на блок 30 нулевой индикации и на вычитающий вход второго

бпбкА 32 сравнени .

I , , / ,.

Одновременно с выхода блока 21 импульсный сигнал подаетс  на вход

блока 3f3 преобразовани  частота

код, на котором этот сигнал преобразуетс  в код, пропорциональный текущей мощности.облучени . Кодовый сигнал поступает на второй блок 32

сравнени , где он вычитаетс  из выходного кода блока 23. Разностный код .блока 32 воспринимаетс  вторым блоком 31 нулевой индикации. При вычитании кодов блоков 23 и 33 на втором блоке

32 сравнени  определ етс  момент времени после отключени  ламп системы 9

искусственного освещени , с которого необходимо начинать увеличение температуры теплолосител  в системе 2 отопленй , чтобы исключить перерегулирование температуры воздуха в теплица 1, при отключении системы 9 искусственного освещени .

4Q Этот момент времени соответствует нулевому сигналу на выходе второго блока 32 сравнени , при котором блок 31 нулевой индикации переводит клю , чевой элемент 14 в.положение с, под45 .-гооча  к блоку 13 сравнени  задатчик

56

55

17 с больщим задающим сигналом по сравнению с исходным задатчика 16,

Такое изменение задающего сигнала воспиринимаетс  как сигнал снижени  тем1те13атуры воздуха в теплице 1, и регул тор 18 температуры включает исполнительный механизм 5 трехходового смесительного клапана 4 в пр мом :|направлёнии. При этом за врем  до момента отключени  системы 9 искусственного освещени  температура теплоноси- ел  в системе 2 отоплени  уменьшаетс  на величину, пропорциональную текущей мощности облучени .

При обнулении кода на выходе первого блока 23 сравнени , что говорит о достижении облученности растений, заданный первьш блок 30 нулевой индикации , воздейству  на пусковое устройство 10, отключает систему 9 искусственного освещени , а воздейству  на второй блок 31 нулевой индикации , возвращает ключевой элемент 14 в исходное положение а. К моменту выключени  системы 9 искусственного освещени  трехходовй смесительный клапан 4 уже занимает положение, соответствующее новому тепловому балансу в теплице 1. При этом небрльщие ошибки в определении этого положени  устран ютс  коррекцией работы регул тора 18 по сигналу датчика 12 освещенности, который в данном случае измер ет только мощность естественного света. Уменьшени сигнала датчика 12 воспринимаетс  как сигнсШ уменьшени  температуры воздуха в теплице 1, что вызывает дополнительное увеличение температуры теплоносител  в системе 2 отоплени .

Устройство позвол ет учитывать вли ние как медленных изменений естественной освещенности, так и быстрые изменени  освещенности при коммутаци х ламп искусственного освещени  что исключает перерегулирование тем- .пературы воздуха в теплицах.

Таким образом достигаетс  цель изобретени , а именно повьшение точности регулировани  температуры.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   1 . Устройство дл  регулировани  температуры и облученности в теплицах, содержащее систему отоплени  и систему искусственного освещени , датчик температуры, датчик освещенности, регул тор температуры, блок задани  температуры, блок сравнение температуры , подключенный к исполнительному приводу регулирующего клапана си стемь отоплени , от личаю- щ е е с   тем,что, с целый повышени  точности регулировани  температу ры, оно снабжено блоком частотного

   преобразовани  сигнала освещенности, блоком формировани  кода задани  по освещеккости, блоком преобразовани  частота - код, дешифратором, первым и вторым блоками сравнени  кодовых сигналов по освещенности, первый и вторым блоками нулевой индикации, интегратором сигнала освещенности и

   четырьм  параллельно соединенными таймерами дл  включени  различных по длительности импульсов, причем блок задани  температуры выполнен в виде трехполюсного ключевого элемента с

   управл ющим входом и с трем  задатчи- ками, при этом датчик освещенности подключен к второму входу регул тора температуры и через блок частотного преобразовани  сигнала освещенности к входам интегратора сигнала освещенности и блока преобразовани  частота - код, выходы которых соответственно подключены к первому к второму блокам сравнени  кодовых сигналов,

   на вторые входы которых подключены соответственно блок формировани  кода задани  по освещенности и выход первого блока сравнени  кодовых сигналов , а выходы обоих блоков сравнени 

   кодовых сигналов подключены соответственно к входам двух блоков нулевой

   индикации, выход первого блока нулевой ивдикации одновременно соединен;

   с системой искусственного освещени  и

   с вторым входом второго блока нулевой

   индикации, выход которого соединен с управл ющим входом трехп&люсного ключевого элемента блока задани  температуры , а Выход блока формировани  кода задани  по освещенности дополнительно подключен к входу дешифратора, соеди 1енного выходом с пусковыми вхо- дами таймеров, выходы которых одновременно подключены к управл юще45

   50

   му входу трехполюсного ключевого элемента блока задани  температуры и к второму входу первого блока нулевой индикации.
2. 2. Устройство по п.1, о т л и - чающеес  тем, что, блок формировани  кода задани  освещенности выполнен в виде регулируемого генератора импульсов, управл емого пуско- вьм устройством, и счетчика импульсов, - подключенного к генератору импульсов.

   Фиг. Z

   Редактор Н.Слобод ник

   Составитель Г.Шарков Техред А.Кравчук

   Заказ 2798/2

   Тираж 661

   ВНИИПИ Гбсударственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35„ Раушска  наб , д. 4/5

   Корректор А.Т ско

   Подписное