Устройство для автоматического перепрограммируемого управления уровнем освещения Советский патент 1986 года по МПК G05B19/02 

Изобрете ние относится к устройствам управления уровнем напряжения и может быть использовано, в частности для управления уровнем освещения и создания искусственных режимов в течение всего срока содержания птицы в помещениях.

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования светового режима.

Данное устройство позволяет повысить гибкость структуры системы (управление программными средствами), синхронизировать напряжение сети с управляющими импульсами с заданной точностью S дает возможность изменения режима работы в зависимости от времени года и вида птицы, т.е. по оптимальному режиму, позволяющему получить максимальными яйценоскость ил привес„

На фиг. 1 приведена структурная схема системы; на фиг. 2 - графики работы системы; на фиг. 3 - структурная схема программы.

Устройство содержит программньш блок 1, управляемьй делитель частоты 2j блок постоянной памяти 3, блок ввода-вьшода 4, сдвиговый регистр 5, формирователь импульсов 6 (включающий соединенные последовательно два триггера задержки), элемент 7 И-НЕ, генератор тактовых импульсов 8,, блок оперативной памяти 9 (выполненный на сдвиговом регистре)5 симисторный рег лятор 10, нагрузку 11 (лампы накаливания), блок питания 12, формирователь 13 тактирующих сигналов.

Далее введены следующие обозначения t. - время задержки; h - число разрядов -СДВИГОВОГО регистра 5; F - тактовая частота генератора 8; N, - код заданный; N - текущий код.

Программный блок 1 может быть реализован на микропроцессоре типа ИК502П, ИК501П и др.

Моменты формирования режимов плавного рассвета и заката осу1цествл ются макропроцессором программными

средствами, генератор тактовых импуль-50 посп упает фиксированная тактовая чассов 8 работает непрерывно, независимо от времени суток (фиг, 2 & ).Управление частотой с генератора осуществляется посредством управлясемого делителя частоты 2 (фиг. 2 ) по программе годового цикла.

Формирователь импульсов 6 необходим для создания импульсов управле0

15

20

35

25

30

)0

45

ния симисторного регулятора 10 в моменты появления фронта или спада импульсов, задержанных регистром 5. В данном устройстве управление осуществляется по фронту импульсов с выхода регистра 5 (фиг. 2е) управляющими импульсами длительностью ч (фиг. 2л;) тактовой частоты генерат о- ра В. Формирователь импульсов : выполняет функцию логического дифференциального устройства, подобного в аналоговой технике. При управлении симисторным регулятором 10 импульсами с выхода регистра 5 невозможно управление им по заданному алгоритму, так как в этом случае симисторный регулятор 10 будет включен на время, равное длительности импульса на выходе регистра 5.

Система работает следующим образом.

Перед началом работы системы в программный блок 1 через блок ввода- вывода 4, представляющий собой набор кнопочных клавиш, и блок индикации, заносится код N . Например, в качестве кода N выбрано число 50, которое будет соответствовать началу рассвета в птичнике.В процегссе работы. системы импульсы с блока питания 12, преобразующего переменную частоту 50 Гц в пульсирующую частоту 100 Гц (фиг. 2 а), поступают на элемент И-НЕ 7, преобразуются в прямоугольные импульсы (фиг. 25). Они поступают на счетный вход блока оперативной памяти 9, на выходе которого появляется текущий код N, (50-0), пропорциональный времени , где (О ) . Когда текущий кодм на выходе блока 9 станет равным N| NJ , непрерьшно сравниваясь с кодом N. конца ночи в блоке 1, то произойдет переход к реж1-1му рассвет.

Режз лмы перехода к плавному рассвету и закату создаются следующим образом.

В момент равенства кодов t N| с генератора 1 тактовых импульсов 8

55

тота F (фиг. 2й ) на управляемый делитель частоты 2, в котором при по- мо ци определенного кода, поступающего из программного блока 1, и тактируемой частоты с генератора 8 вырабатывается частота F F (фиг.2э ). Сигнал с выхода делителя 2 поступает ял тактовый вход сдвигового регистра

5, а на ее счетный вход поступают импульсы, вырабатываемые формирователем тактирующих сигр1алов 13 (фиг.2s сдвиговым регистром 5 частота сдвигает на фазу 41. пульсирующую частоту, поступающую с формирователя 13 тактирующих сигналов.

Этот сдвиг соответствует определенному времениt задержки (сдвига)

N. и

L - -р где ь - число разрядов

о

регистра 5 (фиг. 2 е ) Сигнал, сдвинутый на определенную фазу up. , и тактируемая часточ а FO поступают на формирователь импульсов 6, на выходе последнего появляется импульс по переднему фронту регистра сдвига 5 (фиг. 2 ж). Этот импульс поступает на управляющий вход симисторног регулятора, обеспечивая при этом ре- гулировку напряжения за счет включения его в каждый полупериод через время Г в соответствии с фазой (f. определяемой кодом N.(фиг. 2, ). В соответствии с этим на нагрузке буде происходить плавный рассвет и плавный закат (фиг. 2 ц ).

Между плавными рассветом и закатом находится режим День, который определяется временем конца рассве- та (начало дня)М и временем конца дня (начало заката) N.J . В период дня код (М. 50) остается постоянным на протяжении некоторого времени (между N,j и KJ, ) . Симисторный регулятор 10 открыт на весь полупериод (фиг. 2л ), и на нагрузку поступает максимальная мощность (фиг. 2и ).

В блоке постоянной памяти 3 хранится годичная программа светового освещения птичника. Эта матричная программа предназначена для введения ее в программный блок 1, например на случай аварийного отключения напряжения.

Пример. Программа управления освещения птичника (фиг. 3),

1. Составляется общая годичная программа светового режима на 370 дней В нее сводится величина числа суток в цикле N 370 дням. Каждые сутки из М будет вычитаться величина N; - текущие сутки, а разница между ним дЫ поступает на элемент сравнения в памяти блока 1. Если д , то цикл программы повторяется сначала и это будет происходить до тех пор, пока число суточных циклов (дней) не сравняется с годичным циклом, т.е.AN 0, и годичный цикл повторяется.

2. Подпрограмма А суточного цикла состоит из подпрограмм: I Ночь, II Рассвет, Ш День, IV Закат т.е. делит сутки (24 ч) на 4 части. Так как принято, что каждые сутки подпрограммы III День будет увеличиваться на 2 мин за счет сокращения подпрограммы 1 ночь, то в ячейку текущих суток йМ прибавляется 1 (эта операция производится в программном блоке 1 (микропроцессоре). Начало р ассвета наступит раньше на 1 мин за счет сокращения ночи (увеличение дня) , т.е..на время кМ , а закат начнется на 1 мин позже, за счет увеличения дня (сокращения ночи), т .е. на время N,,+uNj , где ftN - шаг изменения ночи, а дN - щаг дня.

Таким образом, постепенно увеличивается продолжительность дня с 10 ч в первые сутки до 22 ч в 370-ые сутки.

Причем плавные рассвет и закат остаются постоянными на протяжении всего годичного цикла и длятся 15 мин каждьй, согласно технологии.

Подпрограмма I Ночь суточной программы А реализуется следующим образом.

От времени конца ночи N. отнимается текущее время М, (т.е. происходит уменьшение ночи). Затем разность между Ы - NJ 4N - шаг изменения ночи поступает на элемент срав - нения микропроцессора 1. Если i N О, то цикл -программы повторяется сначала до тех пор, пока uN О, тогда вычитается от кода ночи ,М| шаг изменения ночи uN; (т.е. ночь будет сокращаться). Затем возвращается подпрограмма I Ночь в суточную подпрограмму А II.

Подпрограмма II Рассвет суточной подпрограммы А реализуется следующим образом.

Время конца рассвета N уменьшается на время текущих суток N . Затем эта разность - текущее время рассвета поступает на элемент сравнения. ЕслидНр 0, то уменьшается код ячейки мощности N в памяти микропроцессора 1 на величину шага изменения мощности 4 N , и цикл программы повторяется до тех пор, пока . Тогда возвращается подпрограмма II

Рассвет в суточную подпрограмму А III. Причем следующий рассвет будет раньше, чем предыдущий на величину uNp - шаг изменения рассвета,

Подпрограмма III День суточной подпрограммы А осуществляется следующим образом.

От времени конца , вычитается текущее время N . Разность этих величин д |) сравнивается программным блоком 1. Если время лNj О, то цикл повторяется сначала до тех пор, пока d N.j О, тогда прибавляется в код ячеки дня шаг изменения Nj (т.е день будет увеличиваться на л Nj ) и возвращается подпрограмма в суточный цикл подпрограммы А IV.

Подпрограмма IV Закат суточной подпрограммы А реализуется следующим образом.

От времени конца заката Нц вычитается текущее время времени N, .Г Разность этих величин текущее время заката, поступает на элемент сравнения. Если л М,,, 0,тоувел ичи- вается код ячейки мощности Nj на шаг изменения мощности ДМ , эта операция производится в микропроцессоре 1 и повторяется цикл подпрограммы Закат до тех пор, пока О (т.е. следующий закат начнется позже на величину д N-) . Затем возвращается подпрограмма IV Закат в суточный цикл подпрограммы А I.

Данное устройство имеет гибкую схему и обеспечивает изменение годичного цикла для различных видов птицы, что повышает функциональные возможности системы и расширяет диапазон регулирования светового режима в птичниках закрытого типа.

Формула изоорете.ния

Устройство для автоматического перепрограммируемого управления уровнем освещения, содержащее генератор тактовых импульсов, программный блок и симисторный регулятор, выход которого соединен с выходом устройства для автоматического перепрограммируемого управления уровнем освещения, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазо на регулирования светового режима устройства, в него введены блок ввода-вывода, блок постоянной памяти, последовательно соединенные управляемый делитель частоты, сдвиговый регистр и формирователь импульсов, а также формирователь тактирующих сигналов, соединенный первым выходом с первым входом блока оперативной памяти и с вторым входом сдвигового регистра, а вторым выходом - с первым входом симисторного регулятора, подключенного вторьм входом-к выходу фо15мирователя импульсов, второй вход которого соединен.с выходом генератора тактовых импульсов и с первым входом управляемого делителя частоты, вторые входы которого подключены к первым выходам программного блока, вторые и третьи выходы программного блока соединены с входами блока оперативной памяти и выходами блока ъвода-вьшода соответственно, а первые и вторые входы - с выходами блока оперативной памяти и блока ввода-вьгоода соответственно, выход блока постоянной памяти соеДи- нен с третьим входом программного блока, а третий выход формирователя тактирующих сигналов подключен к нагрузке.

IT

8

fru

U8

ллллллллл

ппппппш

/

II III IIII

ппппппп

г

п и

п л

фие

АЛ

АЛЛА i.

ш

шжа

ir

//ППППП1 ..

fUU

JLJLJU

л/ /

1 1 V &/

rk/v ..

а

н

Ф.2

гоМая Надарогромна-Л Проераина- npoepfi f a cgmovMpfo цикла ,ttOfti

Htm

( Конец J

ПоЗарогромма-Ж Ло ярверамча-Ж /ТвЗпре мма-ЗХ ,

. ffaeeSem

За/га/п

Изобретение относится к устройствам управления уровнем напряжения и может быть использовано, в частности, для управления уровнем освещения и создания искусственных режимов в течение всего срока содержания пти1ц 1 в помещениях. Цель изобретения- расширение диапазона регулирования светового режима. Устройство для автоматического перепрограммируемого управления уровнем освещения содержит программный блок, управляемый делитель частоты, блок постоянной памяти, блок ввода-вьшода, сдвиговый регистр, формирователи импульсов и тактирующих сигналов, генератор тактовых импульсов., блок оперативной памяти, симисторньй регулятор, нагрузку, блок питания и элемент И-НЕ. В данном устройстве возможно с помощью программного блока осуществлять плавные рассчеты и закаты, которые остаются постоянными на протяже- НИИ всего годичного цикла, оно позволяет повысить гибкость структуры, синхронизировать напряжение сети с управлякнцими импульсами с заданной точностью, дает возможность изменения режима работы в зависимости от време- ни года и вида птицы, т.е. по оптимальному режиму, позволякндему получить максимальными яйценоскость или привес. 3 ил. (Л ю оо 4ib 00 4

Редактор И. Сегляник

Составитель И. Швец Техред Л.Олейник

Заказ 2562/51 Тираж 836Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Корректор И. My ска