(21)4404256/31-15
(22)05.04.88
(46) 07.07.90. Бюл. № 25
(71)Целиноградский сельскохозяйственный институт
(72)Л. И. Гуревич
(53)631.3448(088.8)
(56)Файерштейн Л М., Этинген Л. С, Гохбойм Г. Г. Справочник по автоматизации котельных. - М.: Энергия, 1978, с. 96.
(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ТЕПЛИЧНОГО КОМБИНАТА
(57)Изобретение относится к сельскому хозяйству и строительству и может быть использовано для управления элементами теплофикационных сетей. Цель изобретения - оптимизация температурного режима теплиц тепличного комбината путем учета динамических характеристик трубопроводов сети. При изменении метеофакторов сигнал от датчика 6 метеофакторов демпфируется низкочастотным фильтром 7, т. е. подавляется
высокочастотная составляющая этого сигнала. Частота среза низкочастотного фильтра 7 автоматически корректируется в зависимости от сигнала датчика 8 расхода теплоносителя, т. к. ее значение наряду с длиной трубопровода и динамическими характеристиками теплицы 9 тепличного комбината определяется скоростью движения воды в подающем трубопроводе После демпфирования низкочастотным фильтром 7 сигнал ог датчика 6 метеофакторов поступает на вход регулятора 4 температуры воды, который изменяет соответствующим образом температуру воды в подающем 2 трубопроводе. который подает воду в системы теплоснабжения теплиц 9 от источника 1. Таким обра зом регулятор 4 компенсирует влияние на температурный режим теплиц 9 тепличного комбината только низкочастотную составляющую изменений метеофакторов, исключая ухудшение качества компенсации из-за резонансных явлений, за счет учета динамических характеристик трубопроводов, теплиц и изменений скорости воды в трубопроводах 3 ил
(Ј
(Л
Изобретение относится к сельскому хозяйству и строительству и может быть использовано для управления элементами теплофикационных сетей. Цель изобретения - оптимизация температурного режима теплиц тепличного комбината путем учета динамических характеристик трубопроводов сети. При изменении метеофакторов сигнал от датчика 6 метеофакторов демпфируется низкочастотным фильтром 7, т.е. подавляется высокочастотная составляющая этого сигнала. Частота среза низкочастотного фильтра 7 автоматически корректируется в зависимости от сигнала датчика 8 расхода теплоносителя, т.к. ее значение наряду с длиной трубопровода и динамическими характеристиками теплицы 9 тепличного комбината определяется скоростью движения воды в подающем трубопроводе. После демпфирования низкочастотным фильтром 7 сигнал от датчика 6 метеофакторов поступает на вход регулятора 4 температуры воды, который изменяет соответствующим образом температуру воды в подающем 2 трубопроводе, который подает воду в системы теплоснабжения теплиц 9 от источника 1. Таким образом регулятор 4 компенсирует влияние на температурный режим теплиц 9 тепличного комбината только низкочастотную составляющую изменений метеофакторов, исключая ухудшение качества компенсации из-за резонансных явлений, за счет учета динамических характеристик трубопроводов, теплиц и изменений скорости воды в трубопроводах. 3 ил.
Фиг. J
сп vi
05
-vj
CD
Изобретение относится к сельскому хозяйству и строительству и может быть применено в области управления элементами теплофикационных сетей.
Целью изобретения является оптимизация температурного режима теплиц тепличного комбината путем учета динамических характеристик трубопроводов сети.
На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - график показателя управляемости системы теплоснабже- ния; на фиг. 3 - функциональная схема перестраиваемого низкочастотного фильтра.
Устройство содержит источник 1 теплоснабжения с подсоединенными к нему подающим 2 и отводящим 3 трубопроводами, регулятор 4 температуры воды в подающем 2 трубопроводе с подсоединенными к нему датчиком 5 температуры, установленным на подающем 2 трубопроводе, и датчиком 6 метеофакторов, перестраиваемый низкочастотный фильтр 7, вход которого подсое- динен к датчику 6 метеофакторов, а выход к регулятору 4 температуры воды в подающем 2 трубопроводе. Датчик 8 расхода воды установлен на подающем 2 трубопроводе и -связан с параметрическим входом перестраиваемого низкочастотного фильтра 7. Теплицы 9 тепличного комбината подсоединены к подающему 2 и отводящему 3 трубопроводам через тепловой узел, включающий элементы регулирования и стабилизации параметров теплоносителя, например, треххо- довой смесительный клапан 10 с подмешивающим насосом 11 или дросселирующий клапан 12 и подсоединенные к клапанам регуляторы 13 с датчиками 14 температуры воздуха в теплицах 9 тепличного комбината.
В качестве перестраиваемого низкочастотного фильтра в устройстве могут использоваться любые низкочастотные фильтры с автоматически корректируемой частотой среза. Выбор того или иного фильтра зависит от элементной базы системы автоматичес- кого управления, поскольку указанный фильтр целесообразно реализовать на элементной базе последней. Так при использовании аналоговых электронных регуляторов температуры воды целесообразно использовать перестраиваемые электрические RC- фильтры. В случае использования управляющей цифровой вычислительной машины целесообразно использовать программно реализуемые и перестраиваемые в той же машине цифровые фильтры.
Например, в качестве низкочастотного фильтра 7 может быть использован перестраиваемый низкочастотный фильтр электромеханического типа, наиболее подходящий для данного устройства, поскольку он может функционировать при столь низких частотах, при которых трудно обеспечивать качественную работу любых других фильтров
Инфранизкочастотный перестраиваемый электромеханический фильтр (фиг. 3), вы
5
0
0 0 5
0 0
5
5
полненный на базе следящего регулятора, содержит последовательно соединенные суммирующий элемент 15, усилитель 16, блок 17 коррекции частоты вращения двигателя 18 с редуктором 19, и два датчика 20 и 21 перемещения, один из которых подключен к суммирующему элементу 15, а сигнал от другого является выходным сигналом фильтра 7. Передаточная функция низкочастотного фильтра 7 равна
Utr,} - МвьиМ-1.Кт(Р)-иа,(Р)- VPM
т L,
Kl-KjUKOp Kuj- Kt
где Р - оператор Лапласа; иаыу - выходное напряжение; Us - входное напряжение; - постоянная времени фильтра; К - чувствительность датчика 11 перемещения;
К2 - коэффициент усиления усилителя; Кз - коэффициент передачи блока 17 коррекции частоты вращения двигателя;
К.45 - коэффициент передачи двигателя 18 с редуктором 19; ККОР - напряжение, управляющее числом оборотов двигателя 18; Кб - чувствительность датчика 20 перемещения.
Таким образом, передаточная функция следящего регулятора соответствует передаточной функции апериодического звена первого порядка, т. е. фильтру низкой частоты первого порядка.
При этом постоянная времени фильтра Тт грубо может регулироваться путем изменения передаточного числа редуктора 19, а плавно - путем изменения напряжения UKOP от датчика 8 расхода (фиг. 1).
Для реализации фильтра 7 можно применять, например, усилители мощности с реверсивным асинхронным двигателем от любого самопишущего моста или потенциометра, в качестве датчиков 20 и 21 перемещения - любые потенциометры, а в качестве блока 17 коррекции скорости вращения двигателя 18 - магнитный усилитель.
Целесообразность применения перестраиваемого фильтра 7 обосновывается тем, что при его отсутствии показатель управляемости системы Iq(jco)J (фиг. 2) при частотах больших о (для качественного управления) и больших (для количественного управления) становится больше единицы. При частотах выше указанных нецелесообразно централизованное управление теплоснабжением, поскольку ввиду динамических характеристик системы теплоснабжения и теплиц управляющее воздействие приходит в противофазе, увеличивая тем самым ошибку регулирования, даже по сравнению с ошибкой регулирования вообще без регулятора.
Однако, часть информации о возмущающих воздействиях регулятор 4 из-за фильтра 7 теряет, но использование этой информации только ухудшает работу системы управления теплоснабжением. Таким образом регулятор 4 компенсирует влияние на температурный режим теплиц только низкочастотной составляющей возмущающих воздействий метеофакторов, высокочастотную составляющую (высокочастотную составляющую изменений естественной освещенности, скорости ветра) компенсируют локальные регуляторы 13.
Устройство работает следующим образом.
При неизменных метеофакторах регулятор 4 температуры воды в соответствии с сигналом датчика б метеофакторов, воздействуя на исполнительные механизмы источника 1 теплоснабжения, поддерживает необходимую температуру воды в подающем 2 трубопроводе, соответствующую теплопоте- рям теплиц 9 тепличного комбината и позволяющую регуляторам 13 находиться в середине рабочего диапазона, а следовательно, быть готовыми для отработки технологических переходов, связанных с переходом с одного уровня стабилизации температуры воздуха в теплице 9 на другой.
При изменении метеофакторов сигнал от датчика 6 метеофакторов демпфируется низкочастотным фильтром 7 (в простейшем случае, фильтр 7 представляет из себя апериодическое звено первого порядка с изменяемой постоянной времени), т. е. подавляется высокочастотная составляющая этого сигнала.
Частота среза низкочастотного фильтра 7 автоматически корректируется в зависимости от сигнала датчика 8 расхода, так как ее значение наряду с длиной трубопровода и динамическими характеристиками теплицы определяется скоростью движения воды в подающем трубопроводе 2, которая однозначно зависит от положения плунжеров клапанов 10 или 12, которое зависит от множества факторов, в том числе от заданной температуры воздуха в теплице 9, от метеофакторов и т. п. После демпфирования низкочастотным фильтром 7 сигнал от датчика 6 метеофакторов поступает на вход регулятора 4, который изменяет соответствую щим образом температуру воды в подающем трубопроводе 2. Таким образом, регулятор 4 компенсирует влияние на температурный режим теплиц 9 тепличного комбината только низкочастотной составляющей изменений метеофакторов (фиг. 1), исключая ухудшение качества компенсации ввиду резонансных явлений, за счет учета динамических характеристик трубопроводов, теплиц
и изменений скорости воды в трубопроводах.
Устройство позволяет повысить точность стабилизации температурного режима теплиц тепличного комбината за счет учета при
5 централизованном управлении теплоснабжением динамических характеристик трубопровода и теплиц.
Формула изобретения
0 Устройство для автоматического централизованного управления системы теплоснабжения тепличного комбината, содержащее источник теплоснабжения, сообщенные с ним подающий и отводящий трус бопроводы, регулятор температуры теплоносителя в подающем трубопроводе, первый вход которого связан с датчиком температуры теплоносителя в подающем трубопроводе, датчик метеофакторов, системы тепло- потребления теплиц тепличного комбината,
0 соединенные с подающим и отводящим трубопроводами через тепловой узел, включающий элементы регулирования и стабилизации параметров теплоносителя, снабженные регуляторами с датчиками температуры воздуха в теплицах, отличающееся тем, что,
5 с целью оптимизации температурного режима теплиц тепличного комбината путем учета динамических характеристик трубопроводов сети, оно снабжено перестраиваемым низкочастотным фильтром, вход которого соединен с датчиком метеофакторов, а выход подключен к второму выходу регулятора температуры теплоносителя в подающем трубопроводе, и датчиком расхода теплоносителя, установленным на подающем трубопроводе, выход которого связан с парамет5 рическим входом перестраиваемого низкочастотного фильтра.
0
10 1-Ю 11 ЫО (1) 2-Ю 3и),7/С
Фиг. 2
в
1д
Фиг.з
