SU1407450A1 - Способ регулировани микроклимата в теплице и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к сельскому хоз йству. Целью изобретени   вл етс  повьшюние точности регулировани . В процессе реализации способа сигналы с датчика наружной освещенности 16 сравниваютс  с заданным значением освещенности. Одновременно сигналы с датчиков температуры 9 и 10 и освещенности 11, 12 в теплице 1 и теплового потока 13, 14, 15 усредн ютс  и сравниваютс  с заданными значени ми. При превышении наружной ;j А (Л ч 4 СП

Description

140

освещенности заданного значени  вклю- Чсштс  в работу электроприводы 3 светорегул торов 2, измен ющих световой поток, проход щий в теплицу 1. При этом осуществл етс  воздействие на электропривод 8 смесительного клапана 7 системы обогрева и включение определенного числа секц й источников света 5. Изменением положени  светорегул торов 2 добиваютс  требуемого значени  освещенности в теплице 1 и

50

величин теплопотерь, причем регулировку положени  светорегул торов 2 осуществл ют в зависимости от разности между взвешенным значением вариации теплового потока через ограждающую поверхность теплицы 1 и взвещен- ным значением величины облученности в теплице 1, котора  определ етс  после изменени  положени  светорегул торов 2 на предьщущем шаге регулировани . 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

1

Изобретение относитс  к сельскому хоз йству,в частности к автоматизированным системам управлени  параметрами микроклимата теплиц.

Цель изобретени  - повъшение точности регулировани .

На чертеже показана блок-схема устройства дл  реализации способа регулировани  микроклимата в теплицах .

Устройство включает установленные в теплице 1 светорегул торы 2, выполненные , например, в виде жалюзи с электроприводом 3. Кроме того, теплица 1 оборудована системой 4 вод ного отоплени  и источниками 5 света, разделенными , например, на три секции по электрической коммутации. I Теплоноситель в системе 4 отопле- i ни  перемещаетс  насосом 6, темпера- i тура регулируетс  смесительным кла- I паном 7 с электроприводом 8. , В теплице 1 установлены датчики температуры 9 и 10, освещенности 11 н 12 и теплового потока 13 - 15.

Снаружи теплицы 1 установлен датчик 16 наружной освещенности, который подключен к блоку 17 переЛлюче- ни  структуры управл ющего устройства Датчики 13-15 теплового потока подключены к первому блоку 18 осреднени , датчики 11 и 12 освещенности подключены к второму блоку 19 осреднени , а датчики 9 и 10 температуры подключены к третьему блоку 20 осреднени .

: блок 18 осреднени  подключен к входам экстремального регул 0

0

5

0

тора 21 и регул тора 22 температуры. Второй блок 19 осреднени  освещенности подключен к блоку 40 сравнени  регул тора 23, Третий блок 20 осредне- ни  подключен к входу регул тора 22 температуры.

Блок 17 переключени  структуры управл ющего устройства содержит блок 24 сравнени , к входу которого подключены датчик 16 наружной освещенности и блок 25 задани  порогового значени . Выход блока 24 сравнени  подключен к блоку 26 логического переключени , выход которого  вл етс  выходом всего блока 17 переключени  структуры управл ющего устройства .

Экстремальный регул тор 21 состоит из блока 27 сравнени , к входам которого подключены первый блок 18 осреднени  и блок 28 задани . Выход блока 27 сравнени  соединен с входом весового блока 29. К входу второго весового блока 30 подключен выход блока 40 сравнени .Выходы весовых блоков 29 и 30 соединены с входами сигнал-реле 31 выход которого соединен с первым входом блока 32 коммутации , к второму входу которого подключен таймер 33. Выход блока 32 комну- тшши  вл етс  выходом экстремального регул тора 21 и соединен с электроприводом 3 светорегул торов 2. Пусковой вход таймера 33 соединен с выхо- 5 дом блока 17 переключени  структуры управл ющего устройства.

Регул тор 22 температуры содержит блок 34 сравнени , к входам которого

подключены выход третьего блока 20 осреднени  и блок 35 задани . Выход блока ЗА сравнени  соединен с входом первого весового блока 36. С входом второго весового блока 37 соединен выход первого блока 18 осреднени . Выходы весовых блоков 36 и 37 соединены с первыми двум  входами регулирующего блока 38, третий вход кото- рого соединен с выходом блока 39 ступенчатого формировани  .корректирующего сигнала, входы которого соединены с выходами регул тора 23 облученности . Выход регул тора 22 темпе- ратуры соединен с электроприводом смесительного клапана 7.

Регул тор 23 облученности содержит блок 40 сравнени , к входам которого подключены выход второго блока 19 осреднени  и блок 41 задани  интенсивности облучени . Выход блока 40 сравнени  подключен к входу регулирующего блока 42 и к входу экстремального регул тора 21. К входу регули- рующего блока 42 подключен таймер 43. Выходы регулирующего блока 42 подключены к входам блока 44 коммутации, к соответствующему входу которого подключен блок 45 программного регу- пироваии . К входу последнего подключен задатчик 46 интервала времени облучени , который того, соединен и с -блоком 42 задани  интенсивности облучени . Выходы регул тора 23 облученности соединены с трем  ступен ми источников 5 света.

Устройство работает следующим образом.

На задатчике 25 устанавливают заданное пороговое значение наружной освещенности, с которого целесообразно измен ть процесс управлени , .св занный с учетом доли естественного света в облученности растений. На за- датчике 28 устанавливают заданное начальное значение теплового потока, превышение которого не желательно. Одновременно на двух задатчиках 41 и 46 устанавливают заданную облученност растений, которую определ ют интервалом облученности и интенсивностью облучени . На задатчике 35 устанавливают заданную температуру в тешшце, если наружна  освещенность, измер ема  датчиком 16, ниже заданного порогового значени , установленного на задатчике 25, то на выходе блока 24 сравнени  по вл етс  отрицательный

0 5 О

Q

5

сигнал, по которому блок 26 логического переключени  выключает экстре- мальньш регул тор 21. Светорегул торы наход тс  в закрытом положении.

Температуру в теплице 1 измер ют датчиками 9 и 10 температуры, а тепловой поток - датчиками 13-15 теплового потока. Если средн   температура в теплице ниже заданной, то на выходе блока 34 сравнени  по вл етс  сигнал положительной пол рности, который поступает на весовой блок 37. Сигналы весовых блоков 36 и 37 суммируютс  на регулирующем блоке 38, на вькоде которого формируетс  сигнал положительного направлени , которьй воздействует на электропривод 8 клапана 7 до тех пор, пока температура , в теплице не станет равной заданной. Чем выше сигнал датчиков 13-15 теппо- вого потока, тем выше температура теплоносител  в системе отоплени  теплицы 1, тем самым учитываетс  вли ние всех видов внешних возмущений и повышаетс  точность регулировани  температуры.

Если температура в теплице выше заданной, то на выходе блока 34 сравнени  по вл етс  сигнал отрицательной пол рности, который после прохождени  через весовой блок 36 вычитаетс  из сипнала весового блока 37 на регулирующем блоке 38. На выходе последнего по вл етс  сигнал отрицательного направлени  воздействи  на электропривод 8 клапана 7, при котором TeMtiepaTypa теплоносител  в системе 4 отоплени  уменьшаетс  до тех пор, пока температура воздуха не станет равной заданной. При этом сигнал датчиков 13-15 теплового потока ограничивает отрицательньй сигнал блока 34 сравнени , чем искгаочаетс  перерегулирование .

Сигналы датчиков 11 и 12 освещенности после осреднени  на блоке 19 осреднени  сравниваютс  на блоке 40 сравнени  с сигналом блока 41 задани  интенсивности облучени . Если освещенность в теплице 1 ниже заданной, то на выходе блока 10 сравнени  по вл етс  сигнал положительной пол рности , который поступает на блок 45 программного регулировани . С каждым таким импульсом, генерируемым.таймером

43по заданной программе, блок 45 программного регулировани  через блок

44коммутации включает дополнительную

сгкцию источников 5 света. Если осве- щгнность в теплице 1 выше заданной, то на выходе блока 40 сравнени  по вл етс  отрицательный сигнал, который п|оступает на блок 45 программного регулировани , который с каждым новым импульсом таймера 43 через блок .44 коммутации включает поочередно секции ирточников 5 ;света.

Одновременно с коммутацией секций источников 5 света от блока 42 ком- м/тации позиционнь е сигналы о состо - ии секций источников искусственного

света поступают на блок 39 формирова нн  корректирующего сигнала, на выхо г которого формируетс  отрицательньй  гнал, пропорциональньш числу вклю- енный секций. Сигнал блока 39 ступечатого формировани  корректирующего сигнала вычитаетс  из сигналов весо-. six блоков 36 и 37 на регулирующем

в

блоке 38 и тем самьм учитываетс  теп л|эвое возмущение от ламп источников света.

Если наружна  освещенность, изме- раема  датчиком 16 наружной освещенности , становитс  вьше заданного порогового значени  на блоке 25 зада

1  порогового значени , то на выходе 30 зание.

блока 24 сравнени  .по вл етс  сигнал положительной пол рности, который поступает на блок 26 логического пегключени , запускающий таймер 33 эк Т)емального регул тора 21, и тем са- Miiw измен ет структуру управл ющего ;тройства, подключа  к регул торам гмпературы 22 и облученности 23 до- полнительньй экстремальньй регул - т|)р 21.

При этом таймер 33 первым импуль- с(|)м через блок 32 коммутации воз- д4йствует на электропривод 3 свето- р4гул тора 2, открыва  его на задан- H3JTO величину. При открывании свето- р гул тора 2 освещенность в теплице У1|«еличиваетс  на величину й;Е, увели- ч ваетс  и тепловой поток из теплицы Лс. В качестве величин, характери- эти изменени , используютс  сигналы на выходе блоков 40 и 27 сра , сигналы с которых поступают н в€ совые блоки 29 и 30, где они взве

ваютс  с весами

X

5 а , учитываю

щрми цены на электрическую и тепловую энергии и коэффициенты передачи датчи- кс|в освещенности и датчиков теплового потока. Затем сигналы с весомых блоков 29 и 30 поступают на сигнал-реле 31, где они сравниваютс  между собой. Если сигнал весового блока 30 превышает сигнал весового блок 29, то на выходе сигнал-реле 31 по вл етс  положительный позиционный сигнал, который поступает на блок 32 коммутации . При поступлении на блок 32 коммутации второго импульса таймера 33 и при наличии на выходе сигна-реле 31 положительного позиционного сигнала он сохран ет свой знак, причем электропривод 3 открывает светорегул тор

2 на заданную величину.

Если сигнал весового блока 30 ниже

I

сигнала весового блока 29, то на выходе сигнал-реле 31 по вл етс  отрицательный позиционный сигнал, при

этом электропривод 3 закрывает светорегул тор 2 на заданную величину. Такое воздействие на светорегул тор 2 позвол ет манипулировать суммарными энергетическими затратами в теплице , т.е. при изменении положени  светорегул торов увеличиваетс  количество естественной освещенности, приход щей в тенлицу, и снижаютс  затраты электроэнергии на досвечиОдновременно при изменении положеи  светорегул тора 2 измен ющиес  сигналы датчиков 13-15 теплового потока и датчиков 11 и 12 освещенности

компенсируютс  регул торами температуры 22 и облученности 23.

По достижении интервала времени облучени , указанного на задатчике 46 интервала времени облучени  регуируемого блока 42, воздейству  на блок 44 коммутации, включаютс  все секции ламп источников 5 света. На выходе блока 39 ступенчатого формировани  корректирующего сигнала сигнал исчезает, что на схеме работы регул тора 22 температуры приводит , к увеличению температуры теплоносител , поступающего в систему 4 вод ного отоплени , чем исключаетс  перерегулирование температуры воздуха в теплице 1.

Claims (2)

1. Способ регулировани  микроклимата в теплице, заключающийс  в регистрации температуры и освещенности внутри теплицы и освещенности вне теплицы 9 последующим одновременньм

регулированием светового потока, проход щего в теплицу, и температуры воздуха в теплице, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности регулировани  при снабжении теплицы источниками света и системой отоплени , измер ют тепловой поток через ограждающую поверхность теплицы, а коррекцию регулировани  оснащенности в теплице осущесвл ют с учетом временной программы освещенности в теплице изменением светового потока о т источников свет при этом коррекцию температуры осуществл ют путем регулировани  подач теплоносител  в систему отоплени  теплиц в зависимости от .величины те

отоплени  со смесительным кла- 1, снабженным электроприводом.

пературы в теплице, а регулирование светового потока, проход щего в теплицу , осуществл ют при превьтгении величины наруткной освещенности заданного уровн  в зависимости от знака разности между взвешенной вариацией теплового потока через ограждающую поверхность теплицы и взвешенной вариацией освещенности в теплице, определ емых после изменени  величины светового потока, проход щего в теплицу на предыдущем шаге регулировани

2. Устройство дл  -регулировани  микроклимата в теплице, содержащее датчики температуры и освещенности в теплице, датчики наружной освещенности , первый и второй весовые блоки, регул тор температуры, включающий первьм блок сравнени , первьй вход которого св зан с задатчиком температуры и третий и четвертый весовые блоки, светорегул торы с электроприводом , блок переключени  структуры схемы управлени , включающий второй блок сравнени , к первому входу которого подключен задатчик наружной освещенности , а к второму - датчик на- ружной освещенности, о т л и ч а ю- щ е е с   тем, что оно снабжено экстремальным регул тором, регул тором освещенности, трем  блоками осреднени , датчиками теплового потока, системой паном,

источниками света, объединенными в секции, причем блок переключени  структуры схемы управлени  дополнительно включает блок логического переключени , к входу которого подключен выход второго блока сравнени  экстремальный регул тор выполнен в

8

0

виде третьего блока сравнени , к первому входу которого подключен выход блока задани  теплового потока, первого и второго весовых блоков, выходы которых подключены к входам сигнал-реле , первого блока коммутации и первого таймера, выход которого св зан с первым входом первого блока коммутации, а второй вход последнего - с выходом сигнал-реле, причем выход блока сравнени  св зан с входом первого весового блока, а регул тор освещенности выполнен в виде чет5 вертого блока сравнени , к первому входу которого подключен первый выход блока задани  интенсивности облучени , а также в виде блока программного регулировани  и задатчика интервала

0 времени облучени , выходы которого подключены к входу блока задани  интенсивности облучени  и первому входу блока программного регулировани , с вторым входом которого св зан выход

25 блока задани  интенсивности облуче0

5

g

0

0

5

мера Второго блока коммутации и регулирующего блока, к первому входу которого подключен второй таймер, к второму - выход четвертого блока сравнени , причем первый вход второго блока коммутации св зан с выходом регулирующего блока, а второй вход - с выходом блока программного регулировани , кроме того, регул тор температуры дополнительно включает регулирующий блок и блок ступенчатого формировани  корректирующего сигнала, причем выход первого блока сравнени  св зан с входом третьего весового блока, выход которого и выход четвертого блока сравнени  подключены соответственно к первому и второму входам регулирующего блока, третий вход которого св зан с выходом блока ступенчатого формировани  корректирующего, сигнала, а выход - с электроприводом смесительного клапана, системы отоплени , причем выходы второго блока коммутации сообщены с соответствую- щими секци ми источников света и входами блока ступенчатого формировани  корректирующего сигнала, выход блока логического переключени  св зан с входом первого таймера, а выход первого блока коммутации - с электроприводом светорегул торов, кроме того, датчики теплового потока подключены к входам первого блока осреднени .

91 0745010

|выход которого св зан с вторым вхо-вертого блока сравнени , а его вы|дом третьего блока сравненч  и вхо-ход - с входом четвертого весового

|дом четвертого весового блока, дат-блока, кроме того, датчики температу|чики освещенности подключены к вхо-ры посредством третьего блока осред ам второго блока осреднени , выходнени  св заны с вторым входом первого

{которого св зан с вторым входом чет-.блока сравнени .