ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР.

Устройство автоматического управ­ления температурным режимом в теплице предназначено для повышения точности оптими­зации температурного режима за счет учета возраста растения, что достигается умножени­ем сигнала таймера 13 возраста растения на постоянную величинуs/2aв дополнитель­ном блоке 20 умножения и суммированием результата с показателями освещенности в блоке 21 сложения.

Устройство (см. рисунок)содержит датчик 1 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, а также вычислитель­ный блок 9, на вход которого подаются сиг­налы от трех датчиков: влажности воздуха 10, скорости ветра 11, освещенности 12 и таймера, отсчитывающего возраст расте­ния.

Вычислительный блок представляет со­бой устройство, состоящее из отдельных элементов, выполняющих эле­ментарные алгебраические операции. В со­став вычислительного блока входят: блоки 14-17 вычисления коэффициента теплопотерь, блоки 18-20 умножения, блок сло­жения и блок 22 вычитания.

Устройство работает следующим обра­зом. Датчик влажности наружного возду­ха измеряет влажностьj,преобразует ее в электрический сигнал и вводит его в блок 14 вычисления К _вл =dj. Датчик скорости ветра измеряет скорость ветра (v), преобра­зует ее в электрический сигнал и вводит его в блок 15 вычисления коэффициента К _в=jv.

Кроме того, сигналы с датчика влаж­ности и датчика скорости ветра поступа­ют на блок 16 вычисления,где умножаются на постоянный коэффициентf.Значения К _вл, К _в, fjvпоступают на блок 17 вычисления, определяющий коэффициент теплопотерь К, который затем умножается в блоке 18 на постоянную величину .

Датчик 12 измерят освещенность Е в тепли­це на определенном расстоянии от повер­хности земли и преобразуют ее в электрический сигнал, который в блоке 19 умножается на постоянный коэффициент . Таймерподает сигнал в блок 20умножения на постоянную величину . Сигналы, полученные в блоках 19 и 20, подаются на блок 21, где складываются с постоянной величиной . Результат обработки блоков 18 и 21 подается на блок 22 вычитания. Выход этого блока является выходом всего вычислительного блока в целом. Вы­ходной сигнал от вычислительного блока поступает на вход задатчика, сигнал от которого, пропорциональный оптимальной температуре, подается на сравнивающее устройство 4. Другой сигнал на сравнива­ющее устройство подается от датчика внутренней температуры. Сигнал рассог­ласования, полученный на выходе сравни­вающего устройства, преобразуется в соответствии с необходимым законом уп­равления и усиливается устройством 5, после чего через коммутатор поступает на исполнительный механизм, который при­водит в движение регулирующий орган, из­меняющий подачу теплоносителя. Коммутатор предназначен для включения и выключения исполнительного механизма, а генератор тактовых импульсовѕдля формирования интервалов времени.

Таким образом, за время паузы между импульсами должно произойти перемеще­ние исполнительного механизма, а за время импульсаѕсброс предыдущего результата, включение вычислительного блока, расчет оптимальной температуры и ее запомина­ние на время очередной паузы. Кроме того, время паузы должно быть таким, чтобы лю­бое из воздействий можно было считать по­стоянным на данном интервале.

При работе устройства реализуется сле­дующая зависимость:

, где

Ц _У - цена единицы продукции;

кЭ -экономический критерий;

Ц _Т - цена единицы тепловой энергии;

кУ-часть урожая, отнесенная к диск­ретному промежутку времени и равная ;

У- величина урожая овощей;

t- период выращивания овощей;

кt-промежуток времени, в течение которого величина возмущений не изменя­ется;

кq - энергия, затраченная на обогрев теплицы за промежуток времени кt.

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

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

Поскольку измерения кУ и кq произво­дятся не непосредственно, а с помощью ма­тематической модели, коэффициенты которой остаются постоянными, это усло­вие экстремума функции находят из условия равенства нулю производной показателя по температуре t _В воздуха в теплице, которое после математических выкладок приводят к виду:

, где

n - постоянная величина;

t_Р - возраст растения.

В указанную формулу входят два слага­емых, первое из которых пропорционально коэффициенту теплопотерь, заключенному в скобки, а второе характеризует коррекцию температуры в зависимости от изменения освещенности и возраста растения.