Способ автоматического управления процессом сушки при активном вентилировании сена

 

Изобретение относится к автоматизации процессов сушки при активном вентилировании сена может быть использовано в сельском хозяйстве и позволяет .интенсифицировать процесс сушки и повысить точность управления . Для этого в устройстве управления 1 сравнивают текущее значение относительной влажности атмосферного г воздуха измеряемое датчиком 3 с граничным заданным значением. Причем, если результат сравнения положительный то подачу воздуха ведут периодически (для предотвращения саморазогрева сена). Если результат сравнения отрицательный то подачу возду (Л

1 А1 (gg)g Р 2б В 25 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ н автоисиаму свицетивствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ll0 ИЗОЬРИ;%НИЯМ И ОТНРЬПИНМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21). 4430259/06 (22) 25.05,88 (46) 23 ю05ф91 . Бюпо Р 19 (71) Всесоюзный научно-исследователь; ский и проектно-,конструкторский инс»;. титут по автоматизированному электроприводу В цромышпенности сельском хозяйстве и на транспорте и Всесоюз-, ный научно-исследоватепьский инсти-,: тут комплексных проблем машиностроения для животноводства и кормопроизводства (72) В.Н. Арэамасцев, М.В. йтушенков,, В.а. Елохин, С.В. Еременко и В.В. Макаров (53) бб .047.9 (088.8)

P(56). Пятрушяви ; В.И. и др. Актив,ное вентилировайие травяных кормов.Л.: Агропромиздат, 1986 .

2 (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СУШКИ ПРИ АКГИВНОМ ВЕНТИЛИРОВАНИИ СЕНА (57) Изобретение относится к автоматизации процессов сушки при активном вентилировании сена, может быть использовано в сельском хозяйстве и позволяет .интенсифицировать процесс сушки и по высить точность управления. Для этого в устройстве управцения 1 сравнивают текущее значение относительной влажности атмосферного воздуха, измеряемое датчиком 3 ° с граничным заданньм значением. Причем, если результат сравнения положительный, то подачу воздуха ведут периодически (для предотвращения саморазогрева сена). Если результат сравнения отрицательный, то подачу sosgy1651061

35

Ха .ведут постоянно при суммарном времени этой подачи 190-200 ч. При этом

В период постоянной подачи воздуха равномерно меняют заданное граничное значение его влажности (на 5Х че5 рез каждые 45-50 ч суммарного времени подап» воздуха) до достижения им значения равновесной конечной влажности сена. В период периодической по-10

Дачи воздуха (которая ведется при

Неблагоприятных погодных условиях) Изобретение относится к области сушки сена активным вентилированием и может быть использовано в

20 сельском хозяйстве при проектировании систем автоматизированного управления сушкой сена.

Цель изобретения — интенсификация процесса и повышение точности 25 управления.

На фиг.1 изображена установка для осуществления процесса сушки сена методом активного вентилирования; на фиг .2 — структурная схема . устройства автоматического управле1ния процессом сушки при активном вентилировании сена; на фиг-.3 структурная схема блока управления, на фиг.4 - схема блока сравнения; на фиг.5 — блок-схема алгоритма аналого-цифрового преобразования в бло ке сравнения; на фиг.б - блок-схема алгоритма управления процессом сушки в целомf, на фиг.7 — график зависи- 40 мости равновесной влажности сена М от относительной влажности воздуха

Установка для сушки сена активным вентилированием содержит устройство управления, связанное с вентиля- 45 тором 2 и датчиком 3 относительной влажности окружающего воздуха, воздухораспределительную установку 4 в виде канала, на которой скирдуется сено 5.

Устройство 1 автоматического управления содержит блок 6 управления с группой выходов 7 и 8, блок 9 сравнения с входом 10 и выходом 11, регистр-защелку 12 с группой выходов

13, постоянное запоминающее устройст- во 14, выходное согласующее устройство 15 с группой выходов 16 и реверсивный магнитный пускатель 17. увеличивают время отключения вентилятора (т. е. периодическую продувку сена воздухом во избежание его саморазогрева ведут реже) при каждом последующем снижении заданного граничного значения влажности воздуха. В, начале при максимальном укаэанном граничном значении это время составляет 3-4 ч, а в конце при минимальном указанном граничном значении—

12-16 ч. 7 ил.

Для реализации алгоритма управления процессом сушки блок 6 управления связан группой выходов 7 с регистром-защелкой 12, которая через группу выходов 13 обеспечивает инициализацию постоянного запоминающего устройства 14, связанного через группу выходов 7 с блоком управления °

Другая группа выходов 8 блока 6 управления подключена к выходному согласующему устройству 15, которое через группу выходов 16 обеспечивает управление реверсивным магнитным пускателем 17, включающим двигатель.

Блок 6 управления содержит, арифметико-логическое устройство (АЛУ) 18 с группой выходов-входов 19, аккумулятор 20, регистр 21 промекуточного хранения, регистр 22 команд с выходом 23, дешифратор 24 команд с вьасодом 25, встроенное оперативное запоминающее устройство 26 данных (ОЗУ) с входом 27, регистр 28 адреса, генератор 29 тактовых импульсов с выходом 30, таймер-счетчик 31, буферI фиксатор 32 канала ввод-вывода, бу-. фер-фиксатор 33 канала, анных и счет-. чик 34 команд.

Входы-выходы 19 блока 6 управления служат информационной шиной обмена данными между АЛУ 18, аккумуля- тором 20, регистром 21 промыкуточно"

ro хранения, регистром 22 команд, регистром 28 адреса, встроеннымОЗУ 26 данных, буфером-фиксатором 32 канала ввода-вывода, буфером-фиксатором

33 канала данных, таймером-счетчиком

31 и счетчиком 34 команд. Причея выход 23 регистра 22 команд соединен с дешифратором 24 команд, вход 27 встроенного ОЗУ 26 соединен с регист1 ром 28 адреса ОЗУ, выход 30 генерато5 16510 ра тактовых импульсов соединен с таймером-счетчиком 3 1.

Для реализации данного технического решения могут быть использованы известные технические средства.

Для реализации способа автоматического управления процессом сушки при активном вентилировании сена необходимо выполнение следующих опера1 ций! измерение относительной влажности окружающего воздуха, сравнение ее с уставкой граничной влажности, записанной оператором в 03У 26, принятие решения в зависимости от. резуль1 татов сравнения, автоматическое изменение уставки через определенное время вентилирования, подсчет суммарного времени вентилирования и вынужденного простоя вентилятора, подключение в зависимости от метеорологических условий калориферов для подогрева воздуха и т.д.

Для того, чтобы учесть необходимое уменьшение уставки граничной влажности воздуха в процессе сушки, обусловленное снижением равновесной влажности сена, пользуются известной rpa фической за висимост ью ука за иных параметров (фиг. 7), которую можно описать с помощью эмпирической формулы, имеющей вид

W = -0,0077 + 1,65$- 58.

Средняя и максимальная относительная ошибка формулы для (= 60-85% не превышает 6,5%.

Используя эту зависимость, можно определить, какую относительную влаж ность должен иметь воздух для обеспечения процесса поглощения влаги из высушиваемого сена и одновременно мож-! . но определить, до какой равновесной влажности W может быть досушено сено при данной граничной влажкостй воздуха Q

Например, при уставке граничной влажности, равной соответственно 85, 80, 70 и 65, сено может быть досуше но до равновесной влажности 30, 25, 18,5 и 17%

Пусть, например, первоначальная уставка граничной влажности выбрана равной Ц = 85%;

Если реальная влажность окружающего воздуха ниже этой уставки, то сено непрерывно вентилируется на про тяжении 40-50 ч, а затем происходит автоматическое изменение уставки граничной влажности на следующее значение, например 80%, и опять продолжается непрерывное вентилирование

5 при реальной влажности ниже 80%, и т.д. до конца сушки через 190-200 ч общег о вентилирования .

Если погодные условия стали вдруг неблагоприятными и реальная влажность воздуха превышает значение уставки,то непрерывное вентилирование прекращается, но во избежание самонагрева сена периодически осуществляется при5 нудительный продув сена в течение часа.Причем по мере уменьшения уставки граничной влажности, т.е. по мере высыхания сена и снижения опасности его самонагрева интервал между

70 продувками увеличивается от 3-4 ч при Ц1 = 85% до 14-16 ч приЦ = 65%.

При длительных неблагоприятных погодных условиях и, соответственно, длительном вынужденном простое ненти25 лятора оператор может при наличии калориферов досушить сено до кондиции подогретым воздухом °

В устройстве 1 управления сигнал от датчика 3 поступает на вход блока 9 сравнения, представдяющий собой компаратор (фиг,4) . Ha другой вход l0 комиаратора поступает сигнал от блока 6 управления. Выход 11 компаратора соединен с блоком управления.

С помощью компаратора можно реализовать аналого-цифровое преобразование сигнала, поступающего от датчика влажности, т.е. измерить величину этого сигнала, воспользовавшись мето40 дом шир от но-импульсной модуляции (или методом рабочего цикла), основанного на том, что если на контур RC подавать повторяющиеся кратковременные импульсы напряжения, то конденсатор

45 .зарядится до какого-то среднего напряжения, так как постоянная времени RC контура достаточно велика по сравнению с периодом импульса подзарядки.

В данном случае сигнал от датчика влажности через R -С поступает на вход компаратора, Конденсатор С при этом заряжается до величины входного сигнала. Компаратор сравнивает величины напряжений на конденсаторах

С< и С . Если напряжение на С меньше, чем на С, то на выходе 11 компаратора появляется сигнал низкого уровня, обработав который, блок уп!

65!06! равления выдает сигнал высокого уровня, поступающий на вход 10, который подзаряжает конденсатор С °

Если, наоборот, напряжение на С больше чем на С, то на входе 10 компаратора будет сигнал низкого уровня и конденсатор С будет разряжаться.

Таким образом, при этом методе напряжение на конденсаторе С все время сравнивается и приближается к величине напряжения на конденсаторе

С, т.е. ис =UС = UьХ Прn ТоМ г. методе величину сигнала можно найти довольно точно, измеряя время заряда и разряда конденсатора С

0 (U — По)

Ut — — — — -Ф Т

Т4 Т2

20! где U — напряжение высокого уровня (л огич еская " 1"); — напряжение низкого уровня (логический "0");

Т вЂ” время разряда конденсатора 25

С igy

Т вЂ” время заряда конденсатора

С .

Время Т и Т измеряется с помощью ! двух счетчиков в блоке управления, один из которых считает Т, а другoH сумму Т + Т (фиг а5) о

В зависимости от относигельной влажности окружающего воздуха, измеряемой датчиком 3, устройство 1 управления вырабатывает команду на включение двигателя вентилятора 2, который продувает через воздухораспределительный канал ч сено 5.

Устройство 1 управления работает 40 следующим образом. Каждая операция, которую выполняет блок управления„ идентифицируется единственным байтом информации, называемым кодом команды или ксдом операции. Выборка ко- 45 манды осуществляется следующим образом. Первоначально адрес, хранящийся в счетчике 34 команд, передается по выходу через регистр-защелку в постоянное запоминающее устройство, из gp которого адресованный байт команды возвращается в устройство управления, запоминающее его в регистре 22 команд. Код команды, записанный в регистре команд, поступает по выходу 23 в дешифратор команд, где дешифруется и преобразуется в выходные сигналы, которые управляют функцияии

АЛУ 18 . АЛУ выполняет арифметические и логические операции с двоичными чис-. лами: принимает" 8-разрядные слова данных от одного или двух источников и генерирует 8-разрядный результат под управлением сигналов дешифратора

2ч команд. АЛУ 18 может выполнять. функции сложения с переносом или без него, операции И, ИЛИ, ИСКЛЮЧАЮШЕЕ

ИЛИ, инкрементирование (декрементирование содержимого регистров), циклический сдвиг влево, вправо. Если команда двухбайтовая, то первый байт выбранный из памяти, помещается в регистр 22 команд, а следующий байт— в регистр 21 промежуточного хранения. После дешифрации команды начинается фаза выполнения команды.

Кроме того, АЛУ 18 выполняет арифметические и логические операции с двоичными числами, в нем же вырабатываются биты признаков, которые отражают условия, возникающие в процессе арифметических операций. В за-. висимости от состояния бита признака реализуются переходы при выполнении программы. Обычно один из операндов, с которыми работает АЛУ, содержится в аккумуляторе 20. При выполнении операций аккумулятор является регистром-источником: данных (содержит операнд) или регистром-приемником (содержит результат) . Данные ка нала ввода-вывода и канала данных обычно проходят через аккумулятор.

Резидентная память для оперативного запоминания данных организовывается из нескольких 8-разрядных регистров и используется для хранения часто требуемых промежуточных результатов. Ге-, нератор 29 тактовых импульсов, соединенный по выходу 30 с таймером-счетчиком 31, в совокупности обеспечивают инициализацию работы устройства управления, подсчет внешних событий и получение точных временньы интервалов.

Таким образом, при способе автоматического управления процессом сушки при активном вентилировании сена сравнивают текущее значение относительной влажности атмосферного воздуха с ее заданным граничным значением (уставкой), при получении положитепьного результата сравнения подачу воздуха осуществляют периодически (во избежание саморазогрева сена), а при отрицательном результате подачу воздуха ведут постоянно. Суммарное вре-:1б51061

10 мя подачи воздуха составляет 190- тельной влажности атмосферного возду 200 ч, причем в период постоянной по-. ха, сравнения полученного значения

I дачи воздуха равномерно меняют задан- влажности с ее заданным граничным ное гРаничное значение его относи- 5 значением и по результату сравнения ,.тельной влажности (на 5Х через каж- осуществляют включение вентилятора ! .дые 45-50 ч суммарной подачи возду- отличающийся тем, что, ха) до достижения нм значения равно- с целью интенсификации процесса и повесной конечной алажности сена. При вышения точности управления, при по,этом в период периодической подачи 10 лучении положительного результата воздуха после каждого происшедшего сравнения подачу воздуха осуществляизменения граничного значения его ют периодически, при отрицательном относительной влажности увеличивают результате подачу воздуха ведут посвремя отключения вентилятора (т.е. тоянно и общее суммарное время подапродувку сена для исключения его са- 15:чи воздуха равно 190-200 ч, причем моразогрева ведут реже) . в период постоянной подачи воздуха равномерно меняют заданное граничное

Ф о р и у л а и з î б р е т е н и я значение его относительной влажности до достижения им значения равновесной

Способ автоматического управления 20 конечной влажности сена, а в период процессом сушки при активном вентили- периодической подачи увеличивают

Г ,ровании сена путем измерения относи- время отключения вентилятора.

1651061

165106 1

Очистить счетчик

Нет

Компаратор = i 7

Vc> >Ex реполнен ?

Начало преобразования подпрограммы

Загрузить счетчик общего времени

Т + l2,пдя обнаружения переполнения счетчика

Да и - Фк

Подать положительное напряжение

Инкееиенти оеать счетчик

Инкрементировать счетчик

Т<+ Т

Преобразование окончено.

Возврат к основной программе

Подать отрицательное напряжение

Заделка для уравнивания времени

1651361

1651061

yg 70 80 90

Относительиол Вл® ИО >>>4

Фи8. 7

Составитель С. Полянский

Техред С.Мигунова

Корректор Т Палий

Редактор О. Юрковецкая

Заказ 1599 Тираж 437 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35 ° Paymcxaa наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101