Устройство для автоматического управления температурным режимом в теплице

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к установкам создания микроклимата в сооружениях защищенного и закрытого грунта. Цель изобретения - улучщение динамических свойств устройства, повыщение его надежности, упрощение монтажа и наладки, а также удешевление . Устройство содержит задатчик 3 и сравнивающий элемент 4. Контроль параметров внещней и внутренней среды производится с по.мощью системы датчиков: температуры воздуха 1 в теплице 2, влажности воздуха 10, скорости ветра 11, освещенности 12. Информация с датчиков 10, 11, 12 непосредственно поступает в вычислительный блок. Вычислительный блок 9 представляет собой алгебраическое устройство , состоящее из отдельных, элементов. Исполнительный механизм 8 управляет регулирующим органом в объекте управления (теплице 2). Устройство позволяет определить температуру, при котором наблюдается экстремум экономического показателя, и поддерживать эту температуру в заданных пределах. 2 ил. i (Л ел ГчЭ со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 у 4 А 01 G 9 26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3742701/30-15 (22) 20.01.84 (46) 30.06.88. Бюл. № 24 (71) Челябинский институт механизации и электрификации сельского хозяйства (72) Ф. Я. Изаков, С. А. Попова, E. В. Стрельникова и Л. В. Гребенкина (53) 631.234 (088.8) (56) Разработка и исследование энергосберегающих систем автоматического управления микроклиматом в с.х. помещениях:

Научный отчет ЧИМЭСХ. Ч. 1981 (№ госрегистрации 01826042742).

Куртенер и др. Расчет регулирования теплового режима в защищенном грунте.

Л.: Гидрометеоиздат, 1969.

Клайпвак Д. Климат и управление ростом растений. М.: Колос, 1976.

Физиологические аспекты формирования терморезистивности и продуктивности с/х растений. Институт биологии Карельского филиала АН СССР. Петрозаводск, 1980.

Ä;SUÄÄ1405729 A 1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫМ РЕЖИМОМ В ТЕПЛИЦЕ (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к установкам создания микроклимата в сооружениях защищенного и закрытого грунта. Цель изобретения — улучшение динамических свойств устройства, повышение его надежности, упрощение монтажа и наладки, а также удешевление. Устройство содержит задатчик 3 и сравнивающий элемент 4. Контроль параметров внешней и внутренней среды производится с помощью системы датчиков: температуры воздуха 1 в теплице 2, влажности воздуха 10, скорости ветра ll, освещенности 12. Информация с датчиков

10, 11, 12 непосредственно поступает в вычислительный блок. Вычислительный блок 9 представляет собой алгебраическое устройство, состоящее из отдельных элементов, Исполнительный механизм 8 управляет регулирующим органом в объекте управления (теплице 2) . Устройство позволяет определить температуру, при котором наблюдается экстремум экономического показателя, и поддерживать эту температуру в заданных пределах. 2 ил.

1405729

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а более конкретно к технике обеспечения микроклимата в сооружениях закрытого и защишенного грунта и в первую очередь в теплицах.

Целью изобретения является улучшение динамических свойств устройства, повышение его надежности, упрощение монтажа и наладки, а также удешевление.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для автоматического управления температурным режимом в теплице; на фиг. 2 — принципиальная электрическая схема вычислительного блока.

Устройство для автоматического управления температурным режимом в теплице содержит датчик i температуры воздуха в теплице 2, задатчик 3, сравнивающий элемент 4, преобразовательно-усилительное устройство 5, коммутатор 6, генератор 7 тактовых импульсов и исполнительный механизм

8, управляющий регулирующим органом, например вентилем, в системе отопления (не показан), а также вычислительный блок 9, на вход которого подаются сигналы от трех датчиков: влажности воздуха 10, скорости ветра 11, освещенности 12.

Вычислительный блок представляет собой алгебраическое устройство, состоящее из отдельных элементов, выполняюших элементарные алгебраические операции.

В качестве датчика 1 температуры воздуха можно использовать, например, транзистор типа КТ342 с операционным усилителем К!40УДТ, задатчиком может быть устройство типа ТК 4, в качестве исполнительного механизма принимаем МЭО

25/1О, датчиком влажности может служить термогигрометр типа ТГ 201, а датчиком освещенности пиранометр Янушевского. Вычислительный блок 9 выполняется на операционных усилителях типа К140УДТ.

В состав вычислительного блока 9 входят блоки 13 — 16 вычисления, блоки 7, l8 умножения, блок 19 сложения и блок 20 вычитания.

Устройство работает следующим образом.

Датчик 10 влажности наружного воздуха измеряет влажность р, преобразует ее в электрический сигнал и вводит его в блок 13 вычисления коэффициента 1-=В р. Датчик

l l скорости ветра измеряет скорость ветра V, преобразует ее в электрический сигнал и вводит его в блок 14 вычисления коэффициента Ь= рЧ. Кроме того, сигналы с датчика 10 влажности и датчика 11 скорости ветра поступают на блок 15 вычисления их произведения и умножения на постоянный коэффициент F.

Значения 1 -, ka и Fg)V поступают на блок 16 вычисления коэффициента теплопотерь, т. е. величины k, которая затем умножается в блоке 17 умножения на постоянную величину - . Датчик 12 освещенности изЯацу

40 При работе устройства реализуются следующие зависимости: лэ=Ц м — Ц.дд, где Uv — цена единицы продукции;

ЛЭ вЂ” экономический критерий;

Ц. — цена единицы тепловой энергии;

ЛУ вЂ” часть урожая, отнесенная к дискретному промежутку времени и равная У д —, У вЂ” величина урожая овощей; т — период выращивания овощей, Лт — промежуток времени, в течение которого величина возмущений не изменяется;

AQ — энергия, затраченная на обогрев теплицы за промежуток времени Лт.

55

Зависимость этого показания от температуры воздуха в теплице имеет экстремальный характер.

2 меряет освещенность в теплице Е на определенном расстоянии от поверхности земли и преобразует ее в электрический сигнал, который в блоке 18 умножается на постоянный коэффициент —, полученный сигнал в блоке 19 складывается с постоянной величиной . Результат с обработки сигна2а лов от первых двух датчиков и результат обработки сигнала от датчика осве10 щенности подается на блок 20 вычитания.

Выход этого блока является выходом всего вычислительного блока 9 в целом.

Выходной сигнал от вычислительного блока поступает на вход задатчика 3, сигнал от которого, пропорциональный оптимальной (а следовательно, данной для данных конкретных условий) температуре, подаются на сравнивающее устройство 4. Другой сигнал на сравнивающее устройство поступает от датчика 1 температуры воздуха в теплице. CurZ0 нал рассогласования, полученный на выходе устройства 4, преобразуется в соответствии с необходимым законом управления и усиливается устройством 5, после чего поступает на исполнительный механизм, который приводит в движение регулирующий орган, изменяющий подачу теплоносителя.

Коммутатор 6 предназначен для включения и выключения исполнительного механизма 8, а генератор 7 тактовых импульсов для формирования интервалов времени. Таким образом, за время паузы между импульсами должно произойти перемещение исполнительного механизма, а за время импульса сброс предыдущего результата, включение вычислительного блока, расчет оптимальной температуры и ее запомина35 ние на время очередной паузы. Время паузы должно быть, кроме того, таким, чтобы за время его протекания любое из воздействий можно было считать постоянным.

1405729

Формула изобретения

111 яг

R22 R23 ягв

Я41 R 2

Фиг. 2

Составитель E. Разумовская

Редактор М. Бандура Техред И. Верес Корректор М. Максимишинец

Заказ 3119/! Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб.. д. 1/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Устройство позволяет определить температуру, при которой наблюдается экстремум экономического показателя и поддерживать эту температуру в заданных пределах.

Поскольку измерение Лср и ЛЯ производится не непосредственно, а с помощью математической модели, коэффициенты которой остаются постоянным, это условие экстремума функции находится из условия равенства нулю производной показателя по 10 температуре воздуха в теплице, которое после математических. выкладок приводится к виду . = —,а —,,— „(N+ <+VV+FV ) — (,— .+ где N — постоянная величина;

Š— освещенность.

Как видно в формулу входят два слагаемых, первое из которых пропорционально коэффициенту теплопотерь, заключенному в скобки, а второе характеризует коррекцию температуры в зависимости от изменения освещенности.

Устройство для автоматического управления температурным режимом в теплице, З0 содержащее задатчик, преобразователь-уси4 литель, исполнительный механизм, датчик температуры воздуха в теплице, генератор тактовых импульсов и коммутатор, а также вычислительный блок, включающий датчик освещенности, блок расчета коэффициента теплопотерь и подключенные к его входу датчики влажности наружного воздуха и скорости ветра, отличающееся тем, что, с целью улучшения динамических свойств устройства, повышения его надежности, упрощения монтажа и наладки, а также удешевления, вычислительный блок содержит блок умножения освещенности на постоянныи коэффициент —, блок сложения

2а вычисленной указанным блоком величины и постоянной величины, где а, в, l постоянные коэффициенты, определяемые теоретически и экспериментально, блок умножения коэффициента теплопотерь на постоянный коэффициент т —, где Ц. и

2ат1,у

L> — цены единицы тепловой энергии и вьюга щиваемых овощей соответственно, а т — продолжительность вегетационного периода. и блок вычитания из указанной величины результата, полученного блоком сложения, причем выход первого блока умножения подклio«e» к входу блока сложе ния, выход второго блока умножения и блока сложения к входу блока вычитаНИЯ И ВЫХОД ПОСЛЕДНЕГО, ЯВЛЯЮЩИЙСЯ ВЫХОдом всего вычислительного устройства, к входу задатчика температуры воздуха в теплице.