Автор Тема: Самодельный «РМ-2» с внешним управлением.  (Прочитано 2284 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн mekkaodАвтор темы

  • Мастер
  • ****
  • Сообщений: 787
  • Спасибо
  • -Отправлено: 74
  • -Получено: 549
  • Одесса, не торопясь
Всё изложенное в этой статье - моё личное мнение, основанное на моём личном опыте
и без претензии на истину в первой инстанции.
С начала - зачем?
Занимаясь ректификацией,  я на собственном опыте убедился в том, как важна
стабилизация мощности и её прогнозируемая управляемость на входе в ректификационную колонну.
Уже позже ,  начитавшись толстых книжек,  стало понятно почему это так.
Что такое гидродинамический режим, его связь с эффективностью работы тарельчатой
или насадочной колонны.
Влияние подводимой мощности на сложные режимы работы колонн ,  такие как эпюрация
и  гидроселекция. 
Влияние температуры окружающей среды на теплопотери, и их компенсация.
Построение собственной БРУ потребовало от устройств электропитания кроме стабилизации
ещё и легкой  управляемости, а затем и автоматизации этой управляемости.
Решать же эти вопросы приходилось при помощи постоянной беготни к такому всем
известному устройству как РМ-2. Вернее к трём РМ-2 –именно столько их необходимо
для работы моей БРУ.
Кроме этого приходилось использовать подручную таблицу в которой необходимая
мне мощность переводилась в напряжение устанавливаемое на РМ-2.
Кроме того, одной из особенностей этого знаменитого прибора является то, что при изменениях на один шаг(вольт) в начале используемого мной диапазона мощность
меняется на 12 Вт, а в конце диапазона на  16 Вт…,  то есть – нелинейно.
Дело ещё в том, что всё остальное управление ведётся с ПК, и было обидно…
Я напрягся и получилось вот такое устройство, которое полностью отвечает
моим требованиям.

Диапазон входного напряжения 150-270 В
Диапазон выходной мощности 8-100% от номинальной через  1%
Точность поддержания заданной мощности 0,01%.
Управление от двух кнопок и USB(USB –TTL), стандартный протокол UART
В качестве регулирующего силового элемента необходим симистор размещённый  на соответствующем радиаторе.
Монтажная схема аналогична стандартному РМ-2.
Устройство построено на контроллере PIC16F876A, программа написана на СИ.
Порядок работы:
После сборки схемы и подключения сети, на индикаторе появляется текущее напряжение сети
(но это не гарантирует того что схема собрана правильно на 100% - проверьте ещё раз!)
77391-0
Нажимая на левую кнопку можно перебрать все варианты индикации.
1. Напряжение в сети в Вольт-ах

2. Мощность на нагрузке(установленная) в Ватт-ах

3. Сопротивление нагрузки(рассчитанное или измеренное необходимо ввести самому) в Ом-ах.

Остановившись на мощности или сопротивлении и нажав на правую кнопку - вызывается режим изменения параметра(индикатор мигает).
Изменение параметра осуществляется левой кнопкой в меньшую сторону и правой в большую.
Для корректной работы необходимо установить правильное сопротивление нагрузки.
Возможна коррекция индикации входного напряжения по вольтметру которому доверяет пользователь.
Для этого в режиме индикации напряжения необходимо нажать и удерживать правую кнопку до тех пор пока моргание индикатора не прекратится.
После этого кнопку нужно отпустить (индикатор вновь заморгает) и в это время
Увеличить или уменьшить напряжение индикации.
В любом случае окончание моргания индикатора приводит устройство в рабочее состояние с запоминанием изменённых значений параметров в энергонезависимую память.
К устройству можно подключить USB-TTL  переходник для управления устройством и одновременно некоторое количество аналогичных устройств, больше восьми не проверялось.
Слово для управления с  терминала имеет вид:
010484056, где 010 номер устройства (прошивается в программе)
484 – сопротивление 48,4 Ом
056- мощность 56%
Устройство возвращает слово
010223050, где:
010-номер устройства
223 – напряжение текущее (Вольт)
050 – мощность установленная до отправки текущего слова.
Для получения текущего значения мощности, в запросе нужно указать мощность больше 100, например : 010484200
Прибор ответит словом с текущими параметрами, в нашем случае
010223050.
Совет:  для корректной работы устройства и получения искомой стабилизируемой мощности необходимо выбирать тен в 1.5-2 раза мощнее, чем искомая рабочая мощность.
Прошу прощения но вложить картинки в нужные места мне как всегда не удаётся, к стати это единственный у меня ресурс на котором такие простые операции не проходят.
смотрите навалом тут:
https://drive.google.com/open?id=11VkRAJavpemQnEBCLzDgiD6yOxYMOiHz
« Последнее редактирование: 12-01-2019, 19:20:37 от mekkaod »

Оффлайн Victor

  • Опытный
  • ***
  • Сообщений: 256
  • Спасибо
  • -Отправлено: 73
  • -Получено: 30
Чудова ідея, тільки думаю тему краще перенести в розділ автоматии

Оффлайн mekkaodАвтор темы

  • Мастер
  • ****
  • Сообщений: 787
  • Спасибо
  • -Отправлено: 74
  • -Получено: 549
  • Одесса, не торопясь
Публикую видео:

В устройство добавлено сопряжение с датчиком давления:
http://labspirt.com/forum/index.php/topic,7354.0.html
И пропорционально интегральное управление мощностью по сигналу с датчика.

Оффлайн Игорь

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 16152
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1116
  • -Получено: 10143
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
Я немного не понял.
Если мы стабилизируем давление, зачем РМ-2? Ведь если стабилизировать давление, можно управлять симистором напрямую... Поищу  видео, правда с MPX-ом. Видео давнее, я тогда еще не был знаком с  контроллерами и делал аналоговый регулятор. Или цифровой на логических элементах - уже не помню.
Не тот глуп, кто не знает, но тот, кто знать не хочет.
Григорий Сковорода

Оффлайн Игорь

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 16152
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1116
  • -Получено: 10143
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
9 лет назад... офигеть.
Настроено давление 100 мм в.ст. Вместо нагревателя подключена лампа накаливания, давление меняю сжатием емкости с воздухом. Видно как нагрев (напряжение) зависит от давления.

добавлено: 10-03-2019, 16:07:52

Оказывается в качестве емкости была... клизма :)

добавлено: 10-03-2019, 16:09:56

Тут то же самое, но уже настроено 200 мм.в.ст.и еще...
« Последнее редактирование: 10-03-2019, 16:12:13 от Игорь »
Не тот глуп, кто не знает, но тот, кто знать не хочет.
Григорий Сковорода

Оффлайн mekkaodАвтор темы

  • Мастер
  • ****
  • Сообщений: 787
  • Спасибо
  • -Отправлено: 74
  • -Получено: 549
  • Одесса, не торопясь
Если мы стабилизируем давление, зачем РМ-2?
Думаю, что разница во временных интервалах возможного изменения напряжения и давления, требует отдельных алгоритмов для стабилизации одного и другого.
По факту, же устройство может работать, как стабилизатор давления и как стабилизатор мощности и совместно по обоим алгоритмам.

Оффлайн бам50

  • Политолог
  • Опытный
  • *
  • Сообщений: 482
  • Спасибо
  • -Отправлено: 50
  • -Получено: 67
  • 0679189051
9 лет назад... офигеть.
Настроено давление 100 мм в.
Игорь,ты , по-моему, и схему на*** вываливал? Не сохранилось? Нужно.("экскременты" провести) :)
Запрет вина - закон, считающийся с тем,
Кем пьется, и когда, и много ли, и с кем.
Когда соблюдены все эти оговорки,
Пить - признак мудрости, а не порок совсем.

Оффлайн ass77

  • Новичок
  • **
  • Сообщений: 23
  • Спасибо
  • -Отправлено: 5
  • -Получено: 3
Точность поддержания заданной мощности 0,01%.
Прошу прощения, но такая точность недостижима.

Оффлайн Игорь

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 16152
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1116
  • -Получено: 10143
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
На втором и четвертом видео видна монтажная плата. Судя по элементам на ней, схема собрана на микросхеме 1182ПМ1. Разумеется, давление настраивается не кнопками, а с помощью потенциометра.
Но суть не в этом. Не в способе стабилизации, а в самом ее влиянии на ректификацию.

В процессе работы со стабилизацией давления я стал замечать некоторые неприятные моменты, причиной которых была именно стабилизация. Это заметное снижение подводимой мощности по мере ректификации. Это приводило к уменьшению количества входящего пара. Но так как система отбора "не знала" об уменьшении количества входящего в дефлегматор спирта, она продолжала отбор с прежней скоростью, что приводило к падению флегмового числа по мере ректификации, хотя как известно, его нужно увеличивать.
Я сваял учет подаваемого на ТЭНы напряжения, использовал стеклянную трубу и увидел в чем дело.
По мере ректификации, давление в кубе стремилось падать (в другом сообщении мы уже разбирались почему), а стабилизатор восстанавливал его, повышая мощность. Но так как верхние ярусы насадки не видят снижения кубовой крепости, повышение нагрева приводило к увеличению количества флегмы и пара, и к ужесточению гидравлического режима в верхней зоне, что приводило к подвисанию там флегмы.
Подвисание флегмы увеличивало давление в верхней зоне и в кубе.Чтобы вернуть прежнее значение давление, регулятор снижал нагрев, "замораживая" подвисание. Но нагрев продолжался уже на недостаточном уровне, восстанавливаясь время от времени до нормального после провала флегмовой пробки, и снова снижаясь ниже плинтуса при новом накоплении флегмы.


Увидев корень проблемы, я переделал способ измерения давления - стал измерять его не в кубе, а в уровне 2/3 насадки, чтобы изменения в гидравлическом режиме и давлении нижних ярусов не ломало процесс в целом. Для этого, правда пришлось отказаться от стеклянной трубы, но учет нагрева я оставил.
Это сразу решило все проблемы. никаких подвисаний и никаких занижений флегмового числа.
Проблема решилась, но учет тепла дал пищу для новых раздумий.
Оказалось, что стабилизация давления фактически стабилизирует нагрев. Ректификация длиться более суток, а суточный ход сетевого напряжения у меня велик - оно может меняться от 180 вольт вечером до 230 вольт под утро. Но графики фактического нагрева, управляемого по давлению, оказались прямыми горизонтальными линиями от начала до конца ректификации.
Это привело к решению уйти от лишнего датчика и использовать стабилизацию мощности. Сначала я пытался делать это с помощью 1182ПМ1, потом появился донецкий РМ-2, и уже известные события привели к исчезновению в продаже РМ-2, что заставило меня познакомиться с микроконтроллерами.


По этой причине я и написал "ой" когда увидел, что ты собрался управлять нагревом по давлению. "Ой" был вызван воспоминанием о тех граблях и шишках, которые прошел и получил 9 лет назад.
Если датчик будет подключен к кубу,, это чревато подвисанием флегмы и снижением нагрева при "замораживании" подвисания. Если датчик подключить выше, то стабилизация давления стабилизирует нагрев, а это можно сделать более простыми методами.
« Последнее редактирование: 10-03-2019, 16:51:52 от Игорь »
Не тот глуп, кто не знает, но тот, кто знать не хочет.
Григорий Сковорода

Оффлайн mekkaodАвтор темы

  • Мастер
  • ****
  • Сообщений: 787
  • Спасибо
  • -Отправлено: 74
  • -Получено: 549
  • Одесса, не торопясь
ass77, думаю ты прав, 10 бит на 100 вольт рабочего диапазона это 0,1%, спасибо, что исправил.

добавлено: 10-03-2019, 17:05:47
Игорь, наверное ты прав, и для кубового процесса будут нюансы, я постараюсь проверить, но у меня БРУ, и в кубах всегда "вода", поэтому те процессы, что ты описываешь , связанные и изменениями спиртуозности меня не касаются.
« Последнее редактирование: 10-03-2019, 17:05:47 от mekkaod »

Оффлайн Игорь

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 16152
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1116
  • -Получено: 10143
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
Да, спиртуозность у тебя стабильная, или незначительно изменяемая. Но тогда что может вызвать изменения давления, которые нужно устранять?
Не тот глуп, кто не знает, но тот, кто знать не хочет.
Григорий Сковорода

Оффлайн mekkaodАвтор темы

  • Мастер
  • ****
  • Сообщений: 787
  • Спасибо
  • -Отправлено: 74
  • -Получено: 549
  • Одесса, не торопясь
Игорь, любое изменение подачи в бражной колонне приводит к изменению давления и необходимости изменения подаваемой мощности.

Оффлайн Игорь

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 16152
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1116
  • -Получено: 10143
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
Подача пара и браги в НБК связаны.
Увеличение подачи браги требует увеличение количества пара (нагрева).
Однако оно вызывает увеличение давления, а это (при его стабилизации) приведет не к увеличению, а к снижению нагрева и количества пара.
Если при увеличении подачи браги снижать нагрев, мы неизбежно получит провал спирта в кипятильник и его потерю.

Не тот глуп, кто не знает, но тот, кто знать не хочет.
Григорий Сковорода

Оффлайн ass77

  • Новичок
  • **
  • Сообщений: 23
  • Спасибо
  • -Отправлено: 5
  • -Получено: 3
10 бит это очень опимистично)). В двух младших разрядах мусор. Плюс конечная и нелинейная точность установки угла открытия тиристора.
Года четыре назад разрабатывал свой вариант стабилизатора: мега8, прямое измерение тока и напряжения, специальные схемотехнические и конструктивные решения + алгоритмы обработки. Реально получилась точность поддержания 4-5 Вт.

Оффлайн Игорь

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 16152
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1116
  • -Получено: 10143
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
В НБК, которая сегодня с утра запущена в городе Бар, я сегодня напоролся и поборол интересную проблему, случившуюся из-за связи подачи, давления и температуры внизу колонны. И хотя эта проблема сильно проявляется в колоннах, работающих в эмульгационном режиме, связь подачи и давления проявляется и в работе пленочных колонн.
Если хочешь - проиллюстрирую и прокомментирую. Может тебе будет полезно.


Живой процесс можно посмотреть по ссылке
http://labspirt.club/1/rosa_index.php?numfile=95nbk.txt
Не тот глуп, кто не знает, но тот, кто знать не хочет.
Григорий Сковорода