Система автоматического управления и регулирования для вентиляционных установок

 

Изобретение относится к технике вентиляции, в частности к системам автоматического управления и регулирования вентиляционных установок. С целью повышения надежности работы в систему, содержащую датчик контролируемого параметра, соединенный с регулятором температуры, связанным с регулирующим органом на трубопроводе обратного теплоносителя, подсоединенный к регулятору температуры, клапан наружного воздуха с исполнительным механизмом, термочувствительное устройство и импульсный прерыватель с приводом, вводится бесконтактное логическое устройство, входы которого подключены к датчику температуры после калорифера, к датчикам на линии обратного теплоносителя, к выходам регулятора температуры приточного воздуха, а выходы - к исполнительным механизмам вентилятора, клапанов наружного воздуха и на линии теплоносителя. 3 ил.

Изобретение относится к технике вентиляции, в частности к системам автоматического управления и регулирования вентиляционных установок. Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является система автоматического управления и регулирования для вентиляционных установок, содержащая датчик-реле температуры наружного воздуха, связанный через промежуточное реле с регулирующим органом трубопровода обратного теплоносителя, датчик контролируемого параметра, соединенный через замыкающие контакты промежуточного реле с регулятором температуры, связанным с упомянутым регулирующим органом, и датчик температуры обратного теплоносителя, подсоединенный через размыкающие контакты указанного промежуточного реле к регулятору температуры, клапан наружного воздуха с исполнительным механизмом, термочувствительное устройство и импульсный прерыватель с приводом. Недостатком известной системы является ее низкая надежность вследствие использования большого количества контактов электромагнитных промежуточных реле, а также использование регулятора температуры со сложным термочувствительным устройством для регулирования температуры обратного теплоносителя при отключенном вентиляторе. Целью изобретения является повышение надежности системы. Указанная цель достигается тем, что в систему автоматического управления и регулирования для вентиляционных систем, содержащую датчик контролируемого параметра, соединенный с регулятором температуры, связанным с регулирующим органом на трубопроводе обратного теплоносителя, датчик температуры обратного теплоносителя, подсоединенный к регулятору температуры, клапан наружного воздуха с ислнительным механизмом, термочувствительное устройство и импульсный прерыватель с приводом, введено бесконтактное логическое устройство, входы которого подключены к датчику температуры воздуха после калорифера, к датчикам на линии обратного теплоносителя, к выходам регулятора температуры приточного воздуха, а выходы к исполнительным механизмам вентилятора, клапанов наружного воздуха и на линии теплоносителя. На фиг. 1 приведена функциональная схема системы автоматического управления и регулирования для вентиляционных установок; на фиг.2, 2а принципиальная электрическая схема системы. Система содержит датчик 1 температуры воздуха за калорифером, связанный через логическое устройство 2 с магнитным пускателем 3 электродвигателя 4 и исполнительным механизмом клапана наружного воздуха 5; датчик 6 контролируемого параметра (приточного воздуха), соединенный через регулятор 7 температуры и логическое устройство 2 с регулирующим органом 8 трубопровода 9 обратного теплоносителя; датчики температуры 10 и 11 обратного теплоносителя, связанные с помощью логического устройства 2 с регулирующим органом 8. Система автоматического управления и регулирования для вентиляционных установок работает следующим образом. При нажатии кнопки управления 13 на вход логического элемента (ЛЭ) 18 микросхемы (МС) 17 подается сигнал "0", на выходе ЛЭ 18 МС 17 и входе ЛЭ 16 МС 14 формируется сигнал "1". В том случае, если температура воздуха за калорифером выше +8^оС, контакты датчика 1 замкнуты и на вход ЛЭ 23 МС 22 подается сигнал "0", а с выхода ЛЭ 23 МС 22 на вход ЛЭ 19 МС 17 подается сигнал "1". При сигнале "1" на втором входе ЛЭ 19 МС 17 (рабочий режим схемы) на выходе ЛЭ 19 МС 17 и входе ЛЭ 55 МС 22 формируется сигнал "0", следовательно, на выходе ЛЭ 55 МС 22 будет сигнал "1", который передается на вход ЛЭ 16 МС 14. Таким образом, наличие сигнала "1" на всех входах ЛЭ 16 МС 14 создает сигнал "0" на выходе ЛЭ 16 С 14 и входах ЛЭ 28 МС 27 и сигнал "1" на выходе ЛЭ 28 МС 27 и входах ЛЭ 32 МС 31. Следовательно, на выходе ЛЭ 32 МС 31 сформирован сигнал "0", с помощью которого открывается транзистор 78, обеспечивая протекание тока через обмотку промежуточного управляющего реле 86, которое при включении замыкает нормально разомкнутые контакты 95. В то же время по сигналу "1" с выхода ЛЭ 55 МС 22, поступившему на вход ЛЭ 33 МС 31, на выходе ЛЭ 33 МС 31 появляется сигнал "0", который открывает транзистор 79, обеспечивая включение реле защиты 87 калорифера. Реле 87 замыкает нормально разомкнутый контакт 96 и по цепи "фраза" 220 В-контакт 95-контакт 96-реле тепловое 97-катушка магнитного пускателя 3-"нуль" цепи питания протекает ток. Катушка магнитного пускателя 3 подтягивает его подвижные силовые контакты и включает электродвигатель 4 вентиляторной установки. Замкнувшийся контакт 98 магнитного пускателя 3 подает команду на открытие исполнительного механизма клапана наружного воздуха 5, который при полном открытии клапана посредством концевого выключателя 99 обесточивает обмотку 100 исполнительного механизма 5. Замкнувшийся контакт 92 магнитного пускателя 3 подает сигнал "0" на входы их ЛЭ 35 и 37 МС 34, вход ЛЭ 26 МС 22 и сигнал "1" с выхода ЛЭ 26 МС 22 на входы ЛЭ 36 и 38 МС 34. В том случае, если температура приточного воздуха ниже заданного значения, замыкается контакт 93 регулятора 7 и на вход ЛЭ 41 МС 39 подается сигнал "0" и при подаче с импульсного прерывателя 43 управляющего сигнала "0" на входы ЛЭ 41 МС 39, на выходе ЛЭ 41 МС 39 и входе ЛЭ 36 МС 34 появляется сигнал "1". Таким образом сигналы "1" на входах ЛЭ 36 МС 34 формируют сигнал "0" на выходе ЛЭ 36 МС 34, который, открывая транзистор 80 через нормально замкнутый контакт 90 выходного реле 89 включает выходное реле 88. Замкнувшийся контакт 104 реле 88 подает команду на открытие исполнительного механизма регулирующего клапана 8 на линии теплоносителя. В результате этого регулирующий клапан 8 будет импульсно увеличивать количество теплоносителя, повышая тем самым температуру приточного воздуха. При повышении температуры приточного воздуха выше заданного значения замыкается контакт 94 регулятора 7 и на вход ЛЭ 42 МС 39 подается сигнал "0". При поступлении с импульсного прерывателя 43 сигнала "0" на второй вход ЛЭ 42 МС 39 на выходе последнего и входе ЛЭ 38 МС 34 формируется сигнал "1", который с ранее поданной "1" на второй вход ЛЭ 38 МС 34 обуславливает сигнал "0" на выходе ЛЭ 38 МС 34, за счет чего открывается транзистор 81 и через нормально замкнутый контакт 91 выходного реле 88 включает выходное реле 89. Реле 89 замыкает нормально разомкнутый контакт 107, через который подается команда на закрытие исполнительного механизма регулирующего клапана 8 на линии теплоносителя. При этом регулирующий клапан 8 будет импульсно уменьшать количество теплоносителя, понижая тем самым температуру приточного воздуха. Если команды с регулятора 7 не потуспают в схему, регулирующий клапан 8 находится в оптимальном положении. В том случае, если температура воздуха после калорифера понижается ниже +8^оС, датчик 1 размыкается и на вход ЛЭ 23 МС 22 подается сигнал "1", следовательно, на выходе ЛЭ 23 МС 22 и на входе ЛЭ 19 МС 17 появляется сигнал "0", и значит, на выходе ЛЭ 19 МС 17 и входе ЛЭ 55 МС 22 формируется сигнал "1", а на выходе ЛЭ 55 МС 22 сигнал "0", который подается на входы ЛЭ 16 МС 14 и ЛЭ 33 МС 31. Следовательно, на выходе лэ 16 МС 14 и входах ЛЭ 28 МС 27 формируется сигнал "1", на выходе ЛЭ 28 МС 27 и вхолах ЛЭ 32 МС 31 сигнал "0", а на выходе ЛЭ 32 МС 31 сигнал "1", который закрывает транзистор 78 и снимает питание с выходного реле 86, которое размыкает контакт 95. Одновременно сигнал "0" на входах ЛЭ 33 МС 31 формирует сигнал "1" на выходе ЛЭ 33 МС 31, с помощью которого закрывается транзистор 79, снимает питание с выходного реле 87 защиты калорифера, при этом размыкается контакт 96 реле 87. При размыкании контакта 95 реле 86 и контакта 96 реле 87 обесточивается катушка магнитного пускателя 3 и отключается электродвигатель 4. С выхода ЛЭ 55 МС 22 через резистор 54 и управляющую кнопку 12 блокировочный сигнал "0" подается на вход ЛЭ 19 МС 17, который осуществляет удержание в отключенном состоянии реле 87 защиты, тем самым "запоминая" аварийную ситуацию на калорифере системы. Возврат схемы в исходное состояние осуществляется нажатием кнопки 12 при замкнутых контактах реле. В том случае, когда температура обратного теплоносителя в трубопроводе 9 ниже +30^оС, а контакты датчиков 10 и 11 разомкнуты, на входы ЛЭ 20 МС 17 и ЛЭ 24, 25 МС 22 через разисторы 49 и 50 подаются сигналы "1". С выхода ЛЭ 20 МС 17 сигнал "0" подается на вход ЛЭ 30 МС 27, а сигнал "1" с выхода ЛЭ 30 МС 27 на вход 35 МС 34. Так как контакт 92 магнитного пускателя 3 разомкнут, то через резистор 47 на второй вхол ЛЭ 35 МС 34 поступает "1". Следовательно, два сигнала "1" на входах ЛЭ 35 МС 34 обеспечат сигнал "0" на выходе ЛЭ 35 МС 34 для открытия транзистора 80. По ранее описанной цепи срабатывает реле 88 и контактом 104 осуществляет питание обмотки 106 регулирующего клапана 8, который полностью откроется и отключит себя концевым выключателем 105. При прогреве калорифера и достижении температуры обратного теплоносителя выше +50^оС датчики 10 и 11 замкнутся и на входы ЛЭ 20 МС 17 и ЛЭ 24, 25 МС 22 подается сигнал "0". Следовательно, на выходах ЛЭ 24, 25 МС 22 и входах ЛЭ 21 МС 17 имеются сигналы "1", на выходе ЛЭ 21 МС 17 и входах ЛЭ 40 МC 39 сигнал "0", а на выходе ЛЭ 40 МС 39 и входе 37 МС 34 сигнал "1". Так как при разомкнутом конткте 92 магнитного пускателя 3 через резистор 47 на вход ЛЭ 37 МС 34 подается сигнал "1", значит, на выходе ЛЭ 37 МС 34 формируется сигнал "0", открывающий транзистор 81 и включающий реле 89, которое контактами 107 подает команду на закрытие регулирующего клапана 8 с помощью обмотки 109. Полное закрытие регулирующего клапана 8 произойдет в момент отключения обмотки 109 концевым выключателем 108. При понижении температуры обратного теплоносителя ниже +30^оС процесс периодического прогрева калорифера повторится по описанному выше циклу. Отключение электродвигателя 4 вентилятора работающей установки производится нажатием управляющей кнопки 12. Сигнал "0" подается на вход ДЭ 15 МС 14, а с выхода ЛЭ 15 МС 14 сигнал "1" поступает на вход ЛЭ 18 МС 17. Длва сигнала "1" на входах ЛЭ 18 МС 17 обеспечивают сигнал "0" на вхоле ЛЭ 16 МС 14, сигнал "1" на выхоле ЛЭ 16 МС 14 и входах ЛЭ 28 МС 27, сигнал "0" на выходе ЛЭ 28 МС 27 и входах ЛЭ 32 МС 31 и сигнал "1" на выходе ЛЭ 32 МС 31, который закрывает транзистор 78, обесточивает реле 86. Реле 86 размыкает контакты 95, магнитный пускатель 3 размыкается и отключает электродвигатель 4. Одновременно размыкается контакт 98 магнитного пускателя 3, замыкается его контакт 101 и получает питание обмотка 103 исполнительного механизма клапана наружного воздуха 5. При полном закрытии клапана наружного воздуха 5 его обмотка 103 отключится концевым выключателем 102. В качестве датчиков 1, 10, 11 использовались электроконтактные термометры типа ТПК, микросхем 14-К155ЛА1, 31-К155ЛА11, 34-К155ЛА11, 17-К155ТЛ3, 39-К555ЛЕ4, 22-К555ТЛ2, резисторов 51, 52, 53 МЛТ 0,125 62; 48, 49, 50 МЛТ 0,125-1К; диодов 29; 71.77 КД513А, конденсаторов 65, 67, 69 К50 16 5МКФ; 54, 66, 68, 70 КМ5 0,15 МКФ; транзисторов 78.81 КТ814В; резисторов 56, 58, 60, 62 МЛТ 0,125 2К; 55, 57, 59, 61 МЛТ-0,25-560. Система содержит также элементы 13, 44-46, 63, 64, 82-85, 110. Практика экслуатации описываемой системы показала, что по сравнению с системой аналогичного назначения (прототип) заявляемая система обеспечивает более высокую надежность работы схемы управления и регулирования за счет построения схемы на базе бесконтактных логических элементов; снижение опасности поражения электрическим током обслуживающего персонала в связи с применением для цепей управления безопасного напряжения 5 В; повышение ремонтоспособности вследствие использования унифицированного блока управления; сокращение потребления электрической энергии для цепей управления более чем в 5 раз; снижение затрат на кабельную продукци, так как в системе можно использовать слаботочные кабели малого сечения; исключение из схемы электромагнитных реле напряжением 220 В, содержащих драгоценые металлы; качественный прогрев калориферов установки при отключении вентилятора и надежную защиту калориферов от замерзания работающей установки за счет замены ненадежного термочувствительного устройства; снижение стоимости и уменьшение габаритов аппаратуры системы.

Формула изобретения

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ УСТАНОВОК, содержащая вентилятор, датчик контролируемого параметра, соединенный с регулятором температуры и связанный с регулирующим органом на трубопроводе обратного теплоносителя, датчик температуры обратного теплоносителя, подсоединенный к регулятору температуры, клапан наружного воздуха с исполнительным механизмом, термочувствительное устройство и импульсный прерыватель с приводом, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности системы, в нее введено бесконтактное логическое устройство, входы которого подключены к датчикам температуры воздуха после калорифера, на линии обратного теплоносителя и к выходам регулятора температуры приточного воздуха, а выходы к исполнительным механизмам вентилятора, клапанов наружного воздуха и обратного теплоносителя, при этом бесконтактное логическое устройство содержит управляющий триггер, входы которого соединены кнопками управления с датчиками температуры воздуха после калорифера и на линии обратного теплоносителя, а выходы с выходными каскадами исполнительных механизмов вентилятора, клапанов и приспособлением для регулирования температуры обратного теплоносителя и периодического прогрева калорифера при отключенном исполнительном механизме вентилятора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3