Устройство автоматического регулирования температуры в секционированных картофелехранилищах

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Свез Советскнк

Социалистические

Республик

<и983665 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено.21.07.81 {21) 3329808/18-24 (51)M. Кл. с присоединением заявки J4-GO5 0 23/19

Веударстиавй кекитет

COOP ив делей изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 23.12.82. бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описання23.12.82 (53) УДК621.555. .6 (088.8) (72) Авторы изобретения

П. Вовнюк, М. А. Мариненко, Г. В. Родин и . А.-.Щусев

1 т Р и инс тит)ч !!;l,,." 4; т

Ленинградский ордена Ленина электротехничес им. В. И. Ульянова (Ленина ) (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИНЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ В CEKUNOHHPOBAHHbfX

КА РТОФЕЛЕХРАНИЛИЩАЧ

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано во всей случаях регулирования температурного режима в помещениях.

Известны системы автоматического регулирования температуры нескольких обьектов одним регулятором, которые выполнены в виде устанавливаемых в регулируемых обьектах датчиков темпе о ратуры, соединенных через безрелейное коммутируюшее устройство с регулятором, который выдает через это же коммутируюшее.устройство управляющие сигналы в исполнительные устройства для регулирования температуры. В качестве регуляторов в этих устройствах исполь.зуется измерительный мост с электронным усилителем Г 1) .

Наиболее близким по технической суш-2о ности является система автоматического регулирования температуры в секционированных картофелехранилишах, содержащая датчики температуры картофеля

2 в секциях, соединенные с входами безрелейного коммутируюшего устройства, выход которого соединен с мостовой схемой, другой вход которой подсоединен к выходу датчика температуры наружного воздуха, в выход мостовой схемы подключен к последовательно соединенным усилителю, звдатчику, второму усилителю и блоку регулируюших реле Г2) .

В осенний и весенний периоды в мостовой схеме подключается датчик наружного воздуха и система регулирования исполнительными механизмами настраивается на их включение при температуре наружного воздуха меньшей температуры картофеля в секциях. Это позволяет эффективно использовать для охлаждения картофеля наружный воздух при низких температурах. В зимний период хранения картофеля датчик наружного воздуха отключается от мостовой схемы и регулирование происходит в соответствии с температурой картофеля в секциях.

3 98!36

Недостатком устройства является er o низкая помехоустойчивость, что приводит к необходимости использовать трехпроводные линии (а следовательно, дорогостоящие специальные .кабели) и низкоомные датчики температуры.

Иель изобретения — повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство автоматического регулирования температуры в секционированных картофелехранилищвх, содержашее датчики температуры по числу секций и соединенные последовательно блок управления, коммутатор, первый усили- 15 тель, задатчик температуры, второй уси-, литель и блок регулирующих реле, содержит сумматор по числу секций, соеди- . ненные с выходом датчика температуры .и включенные последовательно вычитатель, элемент сравнения, ключевой элемент и фильтр нижних частот, Выходом подключенный к второму входу вычитателя и к одному из информационных входов коммутатора, ключевой элемент вторым ,входом связан с выходом датчика температуры, а третьим входом — с соответствующим выходом блока управления, причем входы сумматора соединены с выходами вычитателей каждой секции, 3я а выход - с вторыми входами элементов сравнения каждой секции.

На чертеже показана структурная схема устройства.

Устройство содержит в каждом канале З5 последовательно соединенные датчик 1 температуры, блок 2 согласования, вычитатель 3, соединенный с другим своим входом через последовательно соединенные ключевой элемент 4 и фильтр 40

5 нижних частот, в выход вычитателя

3 в каждом канале соединен с входом элемента 6 сравнения, выход которого подключен к второму входу элемента 4, третий вход которого соединен с coor- 4> ветствуюшим выходом блока 7управления и соответствующим входом коммутатора 8, информационные входы которого подключены к выходам фильтров 5 нижних частот. Вторые входы элементов 6 50 объединены и подключены к выходу сумматора 9. выходы которого подключены к выходам вычитателей 3. Выход коммутатора 8 через последовательно соединенные первый усилитель 10, задатчик ss

11 температуры, второй усилитель 12 подключен к блоку 13 регулирующих реле.

Блоки 1,10-13 имеют прежнее назначение и могут быть выполнены по аналогии с известным устройством ав осноВе соВременной микросхемотехники.

Блок 2 служит для получения нормализованного сигнала (аналогового напряжения), пропорционального температуре, и может быть выполнен, на основе полумоста, включенного в инвертирукяцую цепь операционного усилителя. Вычитатель 3 построен на основе операционного усилителя. Элемент 4 служит для передачи входного сигнала на свой выход при поступлении импульса or блока 7 и при наличии разрешающего логического сигнала от элемента 6, в противном случае элемент 4 закрыт. Элемент 6 может быть построен на основе микросхемы

590 КН2, выпускаемой.в промышленности. Фильтр 5 нижних частот служит для сглаживания импульсной последовательности на своем входе и может быть построен на основе операцио ного усилителя с высокоомным входом, например 140 УД8, по известным схемам фильтров Баттерворта. После пропускания фильтра должна составлять (0,01—

0,1) f где частота тактовых импульсов. Элемент 6 построен на основе операционного усилителя, работающего в пороговом режиме. Блок 7 управления в простейшем случае может состоять из выпускаемых в промышленности микросхем, а именно распределителя импульсов и генератора тактовых импульсов.

В этом случае блок 7 формирует на своих выходах непрерывную импульсную последовательность. Кроме того, блок 7 может дополнительно содержать реле времени, с помощью которого импульсная последовательность формируется только в отдельные моменты времени, например 4-6 раз в сутки. Реле времени может иметь исполнение на базе микросхем расширенной 155 серии или же на базе, операционных усилителей с высокоомным входом 140 УД8 (интегратор в этом случае имеет постоянные разряды в несколько часов).

Коммутатор 8 состоит из набора аналоговых ключей, выходы которых объединены, Сумматор 9 построен по обычной схеме суммирукецего усилителя с коэффициентом передачи по, каждой составляющей равным 9/N, где N число каналов.

Устройство работает следующим образом, Кролле того, в устройстве осушествляется линейная и нелинейная фильтрации как флюктуационных, так и аномальных помех, благодаря этому значительно повышается помехоустойчивость и надежность всего устройства и появляется воэSS Ha каждом выходе блока 7 формируе1ся последовательность импульсов, которая поступает на управляюший вход элемента 4 в. каждом канале. При отсутст вии аномальных помех элементы .6 каж- 5 дого канада находятся в состоянии 1" и тактовый импульс открывает элемент

4, импульс,амплидуда которого пропорциональна температуре картофеля, поступает на вход фильтра 5, где после осреднения формируется аналоговый сигнал, пропорциональный температуре.

Благодаря осреднениюбольшого числа измерений в фильтре 5 происходит сглаживание небольших помех с нормальным 15 законом распределения. Импульсная ано мальная помеха резко изменяет выходное напряжение блока 2 и выходное напряжение вычитателя 3 также резко возрастает, в результате чего элемент 6 уста-20 навливается в состояние "О и запрещает открывание элемента 4, т.е. аномальный сбой не проходит на вход фильтра 5. т.е. осушествляется нелинейная фильтрация сбоя (его отбрасывание) . 25

Импульсные аномальные сбои имеют незначительные длительности и поэтому могут быть пропушены лишь два-три отсчета подряд, за это время фильтр 5, имея большую постоянную времени, не разрядится и его выходное напряжение соответствует действительному значе- нию температуры.

В устройстве автоматически изменяется допустимый уровень аномальных выбросов, который формируется на выходе сумматора 9, так как на его вход поступают выходные напряжения от вычитателей 3 всех каналов. Это сделано для того, чтобы в момент включения, пока 4О еше фильтры 5 работают не в установившемся режиме (или же в моменты резкого увеличения помех) отбрасывать .только аномальные сбои с очень высоким уровнем, так как при малом допус- 45 тимом уровне на выходе сумматора 9 могут отбрасываться и не "зашумленные» отсчеты. Таким образом, в переходном режиме, а также в режиме сильных помех в устройстве формируется оценка температуры благодаря нелинейной фильтрации сбоев. можность использования обычного кабеля от датчиков температуры, что резко снижает его стоимость.

Кроме того, увеличение помехоустойчивости всего устройства приводит к увеличению точности регулирования температуры. Например, результаты расчетов и эксперимента показывают, что устройство практически исключает возникновение перерегулирования or аномальных сбоев, т.е. точность регулирования увеличивается в 5 — 10 раэ в зависимости or реальной интенсивности аномальных сбоев. Практические резуш таты хранения картофеля показывают. что отклонения от заданных режимов (перерегулирование + Х С) приводит к в порче (5 + 10%) картофеля.

Применение данного устройства позволит получить экономический эффект до нескольких тысяч рублей в год для одного хранилиша с вместимостью более 100 тонн картофеля.

Формул а из обретения

Устройство автоматического регули-. рования температуры в секционированных картофелехранилишах, содержашее датчики температуры по числу секций и соединенные последовательно блок управления, коммутатор, первый усилитель, задатчик температуры, второй усилитель и блок регулируюших реле. о т— ли ч аюшееся тел, что,с целью повышения надежности устройства, оно содержит сумматор по числу секций, соединенные с выходом датчика температуры и включенные последовательно вычитатель, элемент сравнения, ключевой элемент и фильтр нижних частот, выходом подключенный к второму входу вычитателя и к одному из информационных входов коммутатора, ключевой элемент вторь1м входом связан с выходом датчика температуры, а трет пм входом — с соответствукпцим выходом бпока управления, причем входы сумматора соединены с выходамп вычитателей каждой секции, а выход — с вторыми .входами элементов сравнения каждой секции.

Источники информации, лринятые во внимание при экспертизе

1. Калугина К). П. Система автоматического поддержания температурного режима в картофелехранилише. "Новости с х науки и практики»,1968,¹ 1, с. 15.

2. Авторское свндетсльство СССР

Ко. 174391, кл. G 05 D 23/19, 1963 (прототип).

Составитель A. Зарубин

Редактор А. Козориз Техред д.Пекарь Корректор,А. Ференп

Заказ 9921/56 Тираж 914 П одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений m. открытий

113035, ЪЪткиц, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4