SU1725201A1 - Устройство дл автоматического контрол микроклимата в помещении - Google Patents

Abstract

Изобретение касаетс  контрол  параметров микроклимата в закрытых производственных помещени х и м.б. использовано дл  контрол  микроклимата кондиционируемых помещении производства изделий микроэлектроники , медицинской и радиопромышленности . Цель - повышение оперативности контрол . Устройство содержит датчики 1-5 скорости движени  воздуха , температуры воздуха, температуры поверхности, контактирующей с воздушной средой, относительной влажности воздуха и уровн  запыленности воздушной среды соответственно , соответствующие этим датчикам задатчики . 6-9 скорости движени  воздуха, температуры воздуха, относительной влажности воздуха и уровн  запыленности воздушной среды, а также п ть блоков сравнени  10-13, 19, блок 14 вычислени  интегрального показател  микроклимата, включающий блок 15 извлечени  квадратного корн , три умножител  16-18, два сумматора 20, 23, блок 21 вычислени  вла- госодержани  воздуха в помещении, поро

Description

говый элемент 22, п ть блоков 24, 47-50 сигнализации, блок 25 выбора параметра, подключаемого на сигнализацию, включающий четыре формировател  26-29 модул  отклонени  измер емых параметров от задани , блок 30 селектировани  сигналов по

максимуму модул  отклонени , четыре компаратора 31-34, четыре элемента НЕ 35-38, четыре элемента И (39-42), четыре ключа 43-46, блок 51 отображени  информации и индикации, включающий п ть элементов 52-56 индикации. 1 ил.

Изобретение относитс  к области контрол  параметров микроклимата в закрытых производственных помещени х и может быть использовано дл  контрол  микроклимата кондиционируемых помещений производства изделий микроэлектроники, медицинской и радиопромышленности.

Известно устройство автоматического контрол  параметров микроклимата, содержащее датчики температуры, относительной влажности, скорости движени  воздуха и уровн  запыленности воздушной среды, задатчики указанных параметров, блоки сигнализации предельных отклонений измер емых параметров от задани , блоки сравнени  по числу измер емых параметров , подключенные к датчикам и соответствующим задатчикам (информационно- измерительна  система параметров микроклимата и технологических сред).

Недостатком известного устройства  вл етс  отсутствие автоматического контрол  интегрального показател  микроклимата по отдельным измерени м взаимосв занных параметров и отсутствие сигнализации отклонени  этого показател  от допустимых значений, что в конечном итоге не обеспечивает оперативности контрол .

Целью изобретени   вл етс  повышение оперативности контрол .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство содержит датчик температуры поверхности, контактирующей с воздушной средой, блок сигнализации отклонени  интегрального показател  микроклимата от заданных значений верхней и нижней границ , блок вычислени  интегрального показател  микроклимата, включающий блок извлечени  квадратного корн , первый, второй и третий умножители, п тый блок сравнени , первый и второй сумматоры, блок вычислени  влагосодержани  воздуха в помещении и пороговый элемент, блок выбора параметра, подключаемого на сигнализацию, включающий первый, второй, третий и четвертый формирователи модул  отклонений измер емых параметров от задани , входы которых  вл ютс 

входами блока, которые соединены соответственно с выходами первого, второго, третьего и четвертого блоков сравнени , блок селектировани  сигналов по максимуму модул  отклонени , соединенный входами с выходами формирователей модул  отклонений , первый, второй, третий и четвертый компараторы, подключенные одними входами к выходу первого, второго, третьего и

четвертого формировател  модул  отклонений , другими входами - к выходу блока селектировани , а выходами - соответственно к входам первого, второго, третьего и четвертого элементов НЕ, первый, второй , третий и четвертый элементы И, каждый из которых подключен входами соответственно к выходу первого элемента НЕ и выходам второго, третьего и четвертого компараторов, к выходу второго

элемента НЕ и выходам первого, третьего и четвертого компараторов, к выходу третьего элемента НЕ и выходам первого, второго и четвертого компараторов, к выходу четвертого элемента НЕ и выходам первого, второго и третьего компараторов, выходы элементов И  вл ютс  выходами блока, а также содержащее первый, второй, третий и четвертый ключи, подключенные управл ющими входами к соответствующим

выходам блока выбора параметра, подключаемого на сигнализацию, информационными входами - к выходам первого, второго, третьего и четвертого блоков сравнени , и соединенные с входами соответствующих

блоков сигнализации предельных отклонений измер емых параметров от задани , причем вход блока извлечени  квадратного корн  соединен с выходом датчика скорости движени  воздуха, а выход - с

входом первого умножител , второй вход которого подключен к выходу второго умножител , вход которого соединен с выходом п того блока сравнени , подключенного входом к выходу датчика температуры воздуха , вход третьего умножител  подключен к выходу первого сумматора, входы которого соединены с выходами датчиков температуры воздуха и температуры поверхности,

контактирующей с воздушной средой, входы блока вычислени  влагосодержани  воздуха в помещении подключены к выходам датчика относительной влажности и температуры воздуха, а вход порогового элемента - к датчику запыленности воздушной среды, выходы первого и третьего умножителей блока вычислени  влагосодержани  воздуха в помещении и порогового элемента подключены к входам второго сумматора, соединенного выходом с блоком сигнализации отклонени  интегрального показател  микроклимата от заданных значений верхней и нижней границ.

На чертеже представлена блок-схема устройства автоматического контрол  микроклимата в помещении.

Устройство автоматического контрол  микроклимата в помещении содержит датчики скорости движени  1 воздуха, температуры 2 воздуха, температуры 3 поверхности , контактирующей с воздушной средой, относительной влажности 4 ха, уровн  запыленности 5 воздушной среды , задатчики скорости движени  6 воздуха, температуры 7 воздуха, относительной влажности 8 воздуха, уровн  запыленности 9 воздушной среды, первый 10, второй 11, третий 12 и четвертый 13 блоки сравнени , входы которых соединены с выходами соответствующих датчиков скорости движени  1 воздуха, температуры 2 воздуха, относительной влажности 4 воздуха, уровн  запыленности 5 воздушной среды и задатчиков 6-9, блок 14 вычислени  интегрального показател  микроклимата, включающий блок 15 извлечени  квадратного корн , соединенный с выходом датчика 1, первый 16, второй 17 и третий 18 умножители, вход второго умножител  17 подключен к выходу п того блока 19 сравнени , соединенного с датчиком 2 температуры, а выход- к входу первого умножител  16. Вход третьего умножител  18 подключен к выходу первого сумматора 20, входы которого подключены к выходу датчика 2 температуры воздуха и выходу датчика 3 температуры поверхности, контактирующей с воздушной средой, блок 21 вычислени  влагосодержани  воздуха в помещении, входы которого подключены к выходу датчика 2 температуры воздуха и к выходу датчика 4 относительной влажности, пороговый элемент 22, подключенный к входу датчика 5 уровн  запыленности воздушной среды, выходы первого 16, третьего 18 умножителей , блока 21 и порогового элемента 22 подключены к входу второго сумматора 23, выход которого  вл етс  выходом блока 14 вычислени  интегрального показател 

микроклимата и соединен с п тым блоком 24 сигнализации, блок 25 выбора параметра , подключаемого на сигнализацию, включающий первый 26, второй 27, третий 28 и

четвертый 29 формирователи модул  отклонений измер емых параметров от задани , подключенные к выходам первого 10, второго 11, третьего 12 и четвертого 13 блоков сравнени , блок 30 селектирова0 ни  сигналов по максимуму модул  отклонени , первый 31, второй 32, третий 33 и четвертый 34 компараторы, инвентирую- щие входы которых подключены к выходу блока 30 селектированй , а неинвертирую5 щие входы компараторов 31-34 и входы блока 30 селектированй  - к выходам первого 26, второго 27, третьего 28 и четвертого 29 формирователей модул  отклонений измер емых параметров от задани , первый 35,

0 второй 36, третий 37 и четвертый 38 элементы НЕ, входы которых подключены соответственно к выходам первого 31, второго 32, третьего 33 и четвертого 34 компараторов, входы первого элемента И 39 подключены к

5 выходу первого элемента НЕ 35 и выходам второго 32, третьего 33 и четвертого 34 компараторов , входы второго элемента И 40 - к выходу второго элемента НЕ 36 и выходам первого 31, третьего 33 и четвертого 34 ком0 параторов, входы третьего элемента И 41 подключены к выходу третьего элемента НЕ 37 и выходам первого 31, второго 32 и четвертого 34 компараторов, входы третьего элемента И 41 - к выходу третьего элемента

5 НЕ 37 и выходам первого 31, второго 32 и четвертого 34 компараторов, входы четвертого элемента И 42 - к выходу четвертого элемента НЕ 3.8 и выходам первого 31, второго 32 и третьего 33 компараторов,

0 выход каждого из элементов И подключен соответственно к управл ющему входу первого 43, второго 44, третьего 45 и четвертого 46 ключей, вход которых подключен соответственно к выходу первого 10,

5 второго 11, третьего 12 и четвертого 13 блоков сравнени , а выходы ключей 43-46 - к входам первого 47, второго 48, третьего 49 и четвертого 50 блоков сигнализации предельных отклонений измер емых парамет0 ров от задани , блок 51 отображени  информации и индикации, включающий первый 52, второй 53, третий 54, четвертый 55 и п тый 56 элементы индикации.

Устройство работает следующим обра5 зом.

Перед началом работы в зависимости от технологических требований к микроклимату помещени  на задатчиках 6-9 устанавливают заданные значени  контролируемых параметров, на п том блоке 24 сигнализации (выполненном, например, по схеме трехпозиционного элемента, работающего в компараторном режиме) - значени  верхней и нижней границ интегрального показател  микроклимата, а на блоках 47-50 сигнализации - значени  верхней и нижней границ отклонений измер емых параметров от задани .

С помощью датчика 1 производитс  слежение за скоростью движени  воздуха в помещении и его сигнал через блок 15 извлечени  квадратного корн  поступает на вход первого умножител  1 б, на второй вход которого поступает сигнал с выхода второго умножител  17 на посто нный коэффициент . На вход второго умножител  17 поступает сигнал с выхода п того блока 19 сравнени , пропорциональный разности (37,8- в), где в - температура воздуха в помещении, измер ема  датчиком 2 температуры . Сигнал с выхода датчика 3 температуры поверхности, контактирующей с воздушной средой (например, температуры окружающих стен), поступает на вход первого сумматора 20, на другой вход которого поступает сигнал с выхода датчика 2. Выходной сигнал первого сумматора 20, про- порциональный сумме температур, поступает на вход третьего умножител  18, где умножаетс  на посто нный коэффициент . Одновременно сигнал с выхода датчика 2 температуры воздуха и сигнал с выхода датчика 4 относительной влажности воздуха поступает на входы блока 21, который вычисл ет влагосодержание d воздуха в помещении по формуле:

л 62.2 .юУ-еЬ4 73 15 0001 ) Рб - р-104 е .Z(M7 15X1« + Ke+273.i5)

где Рб - барометрическое давление воздуха;

аь 32 - посто нные;

е - основание натурального логарифма;

In - символ натурального логарифма;

р- относительна  влажность воздуха в помещении;

в- температура воздуха в помеще 5йи.

Выходной сигнал блока 21 вычислени  влагосодержани  воздуха в помещение, Ј также выходные сигналы первого 16итреть его 18 умножителей поступают на вход второго сумматора 23, На сумматоре 23 формируетс  сигнал, пропорциональный интегральному показателю микроклимата, значение которого рассчитываетс  по формуле

Н 0,24 (0+ 0П) + 0,1 -d - 0,09 (37,8- , где #-температура воздуха в помещении;

вп - температура поверхности, контактирующей с воздушной средой; d - влагосодержание; v - скорость движени  воздуха.

На один из входов этого сумматора поступает сигнал с выхода порогового элемента 22, на вход которого поступает значение сигнала с выхода датчика 5 уровн  запыленности . Если значение сигнала превышает

0 пороговое значение уровн  запыленности, установленное на пороговом элементе 22, то последний срабатывает и на его выходе по вл етс  ненулевой сигнал, например число 2 в соответствующем коде, которое

5 поступает на один из входов второго сумматора 23. Результирующий сигнал, пропорци- ональный интегральному показателю микроклимата в помещении, поступаете выхода второго сумматора 23 на вход п того

0 блока 24 сигнализации.

При нарушении границ блок 24 сигнализации выдает сигнал, который поступает на вход блока 51 отображени  информации и индикации, зажигает элемент 55 индика5 ции этого блока и выдает сигнал оператору о выходе микроклимата за норму. Оповещение может осуществл тьс  текстовым сообщением на экране диспле  либо с помощью зажигани  индикаторных лампочек

0 (например, светодиодов). Одновременно с помощью блоков 10-13 сравнени  осуществл етс  слежение за отклонени ми контролируемых параметров от заданных значений. Сигналы, пропорциональныеот5 клонени м, поступают с выходов блоков 10-13 сравнени  на соответствующие формирователи модулей 26-29 отклонени  и на входы ключей 43-46.

Если за счет тепловыделений и перерас0 пределени  тепловых потоков в помещении отклонение температуры воздуха в данный момент времени в помещении максимально , то на выходе блока 30 селектировани , имеющего количество входов, равное чис5 лу контролируемых параметров, будет действовать сигнал, равный модулю отклонени  температуры воздуха в помещении от заданного значени , т.е. равный по модулю сигналу на выходе второго формиро0 вател  27 модул  отклонени . Сигнал с выхода блока 30 селектировани  поступает в качестве сигнала уставки одновремен- но на инвентирующие входы всех компараторов 31-34, на Другие (неинвен5 тирующие) входы которых поступают сигналы с соответствующих формирователей 26-29 модул  отклонени . В результате чего на выходе компаратора 32 управл ющий сигнал будет отсутствовать. В это врем  на выходе первого 31, третьего 33 и

четвертого 34 компараторов будет действовать сигнал, равный логической единице. В св зи с этим на выходе блока 25 выбора параметра, подключаемого на сигнализацию , по витс  командный сигнал, соответствующий логической единице и сформированный вторым элементом И, т.е. элементом 40, причем на выходе первого 39, третьего 41 и четвертого 42 элементов И будет логический нуль. Поэтому будет замкнут только второй ключ 44, на управл ющий вход которого поступит сигнал с выхода второго элемента 40 и на вход второго блока 48 сигнализации поступит сигнал с выхода второго блока 11 сравнени , пропорциональный отклонению температуры в помещении от задани . В блоке 48 сигнализации поступившее отклонение сравниваетс  с заданными значени ми верхней и нижней границ.

При достижении величиной отклонени  верхней или нижней границ блок 48 сигнализации выдает сигнал о нарушении границ температурой воздуха в помещении, который поступает на вход блока 51 индикации и зажигает элемент 53 индикации. Второй ключ 44 будет замкнут до тех пор, пока абсолютное значение отклонени  какого-то другого контролируемого параметра не превысит абсолютного значени  отклонени  данного сигнала, т.е. сигнала на выходе второго блока 11 сравнени . После чего ключ 44 разомкнетс , а другой ключ соответствующего информационного канала замкнетс , Такое избирательное подключение контролируемых параметров на сигнализацию обеспечивает подключение того информационного (измерительного ) канала на сигнализацию, в котором в текущий момент времени имеетс  максимальное по модулю отклонение контролируемого параметра. При этом интегральный показатель микроклимата вычисл етс  непрерывно и контроль превышени  этим показателем заданных границ осуществл етс  посто нно с помощью го блока 24 сигнализации.

Таким образом, изобретение обеспечивает непрерывный контроль интегрального показател  микроклимата и избирательный контроль отдельных его параметров, именно тех, которые в данный момент времени имеют максимальное отклонение от нормы, что повышает оперативность и эффективность контрол .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство автоматического контрол  микроклимата в помещении, содержащее датчики температуры, относительной влажности , скорости движени  воздуха и запыленности воздушной среды и задатчики указанных параметров, попарно подключенные к входам соответствующих блоков

   сигнализации предельных отклонений измер емых параметров от задани , отличающеес  тем, что, с целью повышени  оперативности контрол , устройство содержит датчик температуры поверхно0 сти, контактирующей с воздушной средой, блок сигнализации отклонени  интегрального показател  микроклимата от заданных значений верхней и нижней границ, блок вычислени  интегрального показател  мик5 роклимата, включающий блок извлечени  квадратного корн , первый, второй и третий умножител , п тый блок сравнени , первый и второй сумматоры, блок вычислени  вла- госодержани  воздуха в помещении и поро0 говый элемент, блок выбора параметра, подключаемого на сигнализацию, включающий первый, второй, третий и четвертый формирователи модул  отклонени  измер емых параметров от задани , входы кото5 рых  вл ютс  входами блоков, которые соединены соответственно с выходами первого , второго, третьего и четвертого блоков сравнени , блок селектировани  сигналов по максимуму модул  отклонени , соеди0 ненный входами с выходами формирователей модул  отклонени , первый, второй, третий и четвертый компараторы, подключенные одними входами к выходу первого, второго, третьего и четвертого формирова5 телей модул  отклонений, а другими входами - к выходу блока селектировани , а выходами - соответственно к входам первого второго, третьего и четвертого элементов НЕ, первый, второй, третий и

   0 четвертый элементы И, каждый из которых подключен входами соответственно к выходу первого элемента НЕ и выходам второго, третьего и четвертого компараторов , к выходу второго элемента НЕ и вы5 ходам первого, третьего и четвертого компараторов, к выходу третьего элемента НЕ и выходам первого, второго и четвертого компараторов, к выходу четвертого элемента НЕ и выходам первого, второго и

   0 третьего компараторов, выходы элементов И  вл ютс  выходами блока, а также содержащее первый, второй, третий и четвертый ключи, подключенные управл ющими входами к соответствующим выходам

   5 блока выбора параметра, информационными - к выходам первого, второго, третьего и четвертого блоков сравнени , а соединенные с входами соответствующих блоков сигнализации предельных отклонений измер емых параметров от задани ,

   причем вход блока извлечени  квадратного корн  соединен с выходом датчика скорости движени  воздуха, а выход - с входом первого умножител , второй вход которого подключен к выходу второго умножител , вход которого соединен с выходом п того блока сравнени , подключенного входом к выходу датчика температуры воздуха, вход третьего умножител  подключен к выходу первого сумматора, входы которого соединены с выходами датчиков температуры воздуха и температуры поверхности, контактирующей с воздушной средой, входы

   блока вычислени  влагосодержани  воздуха в помещении подключены к выходам датчика относительной влажности и температуры воздуха, а вход порогового элемента - к датчику запыленности воздушной среды, выходы первого и третьего умножителей блока вычислени  влагосодержани  воздуха в помещении и порогового элемента подключены к входам второго сумматора, соединенного выходом с блоком сигнализации отклонени  интегрального показател  микроклимата от заданных значений верхней и нижней границ.