Допоможіть: чи можна пристосувати РОСА + МАЛЮК до регулювання температури сусла

[Игорь]

Наверное я уже надоел. Но я не долго

Любая система автоматизации должна иметь мозги, глаза и руки.
Предварительно известно чем и как наполнить мозги.   По ходу дела подкорректируем, переосмыслим и опять подкорректируем.
Глаза должны дать мозгам возможность увидеть как идёт процесс.
Глазами нашей системы будут датчики температуры.
Сколько и где?
Предлагаю... 
Два или три на линии циркуляции сусла.
Первый на выходе сусла из теплообменника теплообменнка. Он будет препятствовать перегревам.
Второй - надо решить где именно. 
Варианты:
- в варочнике выше шелухи;
- в вварочнике ниже шелухи;
- и там, и там, и считать среднее.
Может другие варианты?
Кроме того, нужен как минимум один датчик в кольце греющей воды, чуть выше ТЭНа.  Думал предложить ещё один, на входе воды в теплообменник, но сомневаюсь в его необходимости.

В итоге по датчикам... 2 или 3 в сусле, 1 или 2 на воде. В сумме от трёх до пяти.
Предварительно останавливаюсь на четырех датчиках. Если останется возможность и будет необходимость - добавим .

Дальше.
Кроме глаз, нашим мозгам нужны ещё и руки. Увидев ситуацию и оценив её, мозги должны иметь возможность что-то включить и что-то выключить.
С этим проще. Включать - выключать нужно два насоса и один ТЭН.
Поставлю три реле, два на 5 ампер (насосы) и один ампер на 30 (ТЭН) .

этого хватит для реализации любого нашего каприза, который мы вживим в программу.  Но надо мозгам дать возможность общаться с нами в двух направлениях - передавать нам свою информацию и получать наши команды.
Это можно решить с помощью web-интерфейса (как в МУП, но попроще), а можно с помощью экранчика, кнопок и звонка. Скорее всего это будет гибридный вариант - оперативное управление кнопками, изменение настроек - через комп или телефон. Давайте определимся с этим.

Пора браться за схему, плату и паяльник, иначе теоретические размышления не закончатся :)

[ГОГа]

О датчиках температуры.
Их нужно три: (1) на выходе сусла из теплообменника, причем именно на выходе трубки вверху дробины, или даже в слое поверху дробины, (2) внизу дробины перед входом в сусловый насос, (3) в баке горячей воды на входе в насос воды.
Фактически, система должна стремиться держать на датчике (1) температуру паузы, а датчик (3) помогать стабилизировать заданную температуру в баке с горячей водой (например, все время 79 градусов).
Что касательно датчика (2), то он должен помогать как можно быстрее и как можно ближе сравнять свои показания с показаниями датчика (1), при этом будем считать, что температуры датчиков (1) и (2) сравнялись, когда датчик (2) показывает на 0,5 градуса меньше, чем датчик (1): иначе мы долго будем ожидать равенства температур.
Если принять температуру паузы за Тп, то тогда, когда на датчике (2) температура достигнет Тп-0,5 нужно снизить поток сусла с полного, до потока, когда идет фильтрация через дробину и нет излишков сусла для перелива через центральную переливную трубку (определяется примерная величина потока экспериментально, +-).
Таким образом (может я и ошибаюсь), но величина потока сусла принимает либо максимальное значение потока, либо заданное. Регулируемый поток воды задает температуру выходящего из теплообменника потока сусла.
Я тут пишу умозрительно, и вовсе не как факт в последней инстанции)).
Константами задаваемыми вроде должны быть:
- температура в баке горячей воды (70 - 100 градусов)
- темература пауз(ы) (4 штуки, например: 52, 65, 72, 79) и длительность пауз (например: 15мин, 30 мин, 20 мин, 10 мин)
- максимальная величина потока сусла (100% - 50%)
- заданная величина потока сусла (80% - 5%)
- дельта в температуре датчиков (1) и (2) (0,1 - 1,0)

Spoiler

Первая пауза получает свою  температуру сразу же, после добавления солода в горячую воду, включается система и она  просто поддерживает температуру паузы, причем (это важно!) сусловый насос начинает работать на заданной величине потока после 10 минут простоя. Это для того, что б сформировался фильтрующий слой и произошло растворение/осаждение на дробине мучнистой взвеси.

[close]

[ДимаС]

а якщо піти у геть іншу сторону - аналогія непрямого нагріву - достатньо довгий ТЕН прямого нагріву з великою площиною контакту, який зможе не мати заліт температури на поверхні його більше +10С (чіпляємо до ТЕНу термодатчик).
Чому не той тен який для варки? Тому що він має малу площину контакту і при дельті у 10С буде довго гріти сусло.

[Игорь]

1. Я полагаю, что температуру нагретого сусла нужно измерять в самой горячей точке на линии сусла - на выходе из теплообменника, или на трубке/шланге , выходящей на из него, но не в слое дробины, где наиболее горячий поток уже встретился с более холодным.  Иначе мы теряем контроль за перегревом.


2.Мы как-то теряем моменты, которые раньше уже обсуждали.
Если вода все время поддерживается на уровне 79, а на выходе горячего сусла мы держим 65, то температура стенки теплообменника на выходе сусла имеет температуру 72, и мы получаем 7 градусов локального перегрева. Это нормально?
Обсуждать это рано, это не касается комплектации, компоновки оборудования, но это надо иметь ввиду.
Полагаю, что мы должны иметь возможность задать величину допустимого локального перегрева, и назначать температуру нагрева воды как температура следующей паузы плюс удвоенный допустимый локальный перегрев. Автоматике пофиг, она всё это выполнит. Допустимый локальный перегрев мы можем задать отдельно для каждой паузы. 

По поводу способа определения события окончания нагрева - тоже есть некоторые соображения, но я их пока опущу.  Решим позже. А вот с двумя скоростями насоса сусла - нужно определяться прямо сейчас, так как с помощью реле это не решить.
Каким насосом будем качать сусло - 12 -литровым, или 7.5 -литровым? Какое питание у этого насоса (напряжение и ток или мощность), какой тип? Центробежные  плохо поддаются регулировке потока.

[Игорь]

який зможе не мати заліт температури на поверхні його більше +10С (чіпляємо до ТЕНу термодатчик).

термодатчик, причеплений до ТЕНа, покаже не температуру поверхні ТЕНа, а ту  температуру, до якої ТЕН нагрів термодатчик.  Ця інформація не є інформативною. Спробуй взятися рукою за тен, що гріє холодну воду. Ні, краще не пробуй, обпечешся :).
Температура поверхні ТЕНа залежить від потужності на квадратний сантиметр, від температури в шарі води чи сусла, та від швидкості її (їого) руху, що обумовлює товщину пристіночного малорухомого шару біля ТЕНа.  Врахувати все це можливо, але складно.

[Игорь]

На уровне бреда... 
Сусло гоним насосом через силиконовый шланг, который лежит в микроволновке.
Бред потому, что мощность нагрева маловат - всего 800  ватт.
Можно поставить последовательно 4 или 5 микроволновое, но это уже точно бред ;)

[ГОГа]

температуру нагретого сусла нужно измерять в самой горячей точке на линии сусла - на выходе из теплообменника, или на трубке/шланге , выходящей на из него, но не в слое дробины

Именно так: на трубке/шланге , выходящей на из него

Если вода все время поддерживается на уровне 79, а на выходе горячего сусла мы держим 65, то температура стенки теплообменника на выходе сусла имеет температуру 72, и мы получаем 7 градусов локального перегрева. Это нормально?

Вполне нормально. Градусов 10 - 15 можно задавать величину перегрева стенки теплообменника. Денатурация белковіх соединений (амилаз) не происходит мгновенно.

А вот с двумя скоростями насоса сусла - нужно определяться прямо сейчас, так как с помощью реле это не решить.
Каким насосом будем качать сусло - 12 -литровым, или 7.5 -литровым? Какое питание у этого насоса (напряжение и ток или мощность), какой тип? Центробежные  плохо поддаются регулировке потока.

Увы: насосы центробежные, на 220 в. Сусло лучше качать 7,5 литровым.
Вопрос: а какие насосы посоветуешь?

[SAMSON]

 От в мене доречі таке бачення ,якщо взагалі для зернового затору подавати пар ,а для циркуляції сусла  насос наприклад  MP-15RM 

[Игорь]

]насосы центробежные, на 220 в... Какие насосы посоветуешь?

не посоветую ничего - нет практики. 
Изменять поток центробежного насоса на 220 вольт электрическим путем тоже не умею. Некоторые эксперименты такого управления делал ЮраБарский и - возможно - Димассик, но информации об успехе или не успехе таких экспериментов у меня нет. 
Есть примеры изменения производительности таких насосов в отопительных котлах переключением обмоток мотора путем выдергивания фишки с десятком контактов, поворота ее на 90-180-270 градусов, и втыкания на место. Этот способ нам точно не подходит.
Что делать?
Для начала - определиться нужен ли нам безлюдный вариант управления. Наверное нет. Тогда управление потоком можно отдать на откуп оператору и сжав зубы, согласиться стать винтиком в затирочной системе.
Я тщательно подберу слова чтобы это было не столь обидно. 
Когда температура очередной паузы будет достигнута, контроллер отчитается перед оператором об этом, и оператор сможет снизить поток циркуляции. А когда настанет время начала нового подъема, контроллер снова известит от этом оператора,чтобы тот снова дал полный газ.

Развиваю мысль... Еслипоток циркуляции во время паузы не требует ювелирного подруливания, то на линии циркуляции можно поставить параллельно ДВА крана. Первый будет работать как переключатель и закрываться или открываться на полную в начале и конце каждой паузы. Второй будет регулирующим.
Он будет определять поток во время паузы.   
Если такой способ настройки удовлетворит, если не понадобится подстраивать второй кран для каждой паузы или для каждой варки, то можно призадуматься о дополнительной "руке" у автоматики, которая сама откроет и закроет первый кран.
Чтобы не мучить насос, можно сделать байпасную линию с краном между входом и выходом насоса,  тогда часть потока будет гонять по кругу не внутри насоса, как в первом случае, а вокруг него. Кстати, как сейчас решается вопрос регулирования потока сусла?
Примером не изящного решения такой задачи может применение дополнительного (уже третьего!) насоса для циркуляции сусла вне контура теплообменника.

Это далеко не все варианты. Можно пойти способом старт-стопа и отключать насос когда уровень сусла достигнет переливной трубы, и включать через 5-30-60 секунд после того, как уровень начнет снижаться.
Тут, кстати, можно вставить тайм-контроль. Если уровень перелива был достигнут, но после остановки насоса не исчезал минуту или три, это повод заподозрить что-то неладное и пригласить оператора разобраться. Но это уже детали.
Пока мы обсуждаем глаза и руки системы, и я хотел бы узнать нужно ли сразу предусмотреть управление охлаждением. Кстати, как оно должно выглядеть?
Змеевик в сусле и насос, качающий холодную воду? Или клапан, подающий в этот змеевик водопроводную воду?
Управление охлаждением нужно только для отрицательных пауз для пшеничного, или управлять охлаждением в конце варки тоже дело бы полезным?
Кстати, о самой варке. Может этот процесс тоже стоит отдать на откуп контроллеру? 
Або це вже занадто?

[ГОГа]

Поток сусла сейчас регулируется путем приоткрывания-призакрывания крана.
Безлюдный вариант не нужен, ибо я контролирую pH сусла (несколько раз), иногда (но не каждую варку) перемешиваю дробину.
"Когда температура очередной паузы будет достигнута, контроллер отчитается перед оператором об этом, и оператор сможет снизить поток циркуляции. А когда настанет время начала нового подъема, контроллер снова известит от этом оператора,чтобы тот снова дал полный газ."
Такое годится.
"Развиваю мысль... Еслипоток циркуляции во время паузы не требует ювелирного подруливания, то на линии циркуляции можно поставить параллельно ДВА крана. Первый будет работать как переключатель и закрываться или открываться на полную в начале и конце каждой паузы. Второй будет регулирующим.
Он будет определять поток во время паузы.   
Если такой способ настройки удовлетворит, если не понадобится подстраивать второй кран для каждой паузы или для каждой варки, то можно призадуматься о дополнительной "руке" у автоматики, которая сама откроет и закроет первый кран."
Тоже подходит. Все равно я в самом начале должен ОДИН раз подстроить второй кран.
"Примером не изящного решения такой задачи может применение дополнительного (уже третьего!) насоса для циркуляции сусла вне контура теплообменника."
Не понял: а зачем это?
"Это далеко не все варианты. Можно пойти способом старт-стопа и отключать насос когда уровень сусла достигнет переливной трубы, и включать через 5-30-60 секунд после того, как уровень начнет снижаться.
Тут, кстати, можно вставить тайм-контроль. Если уровень перелива был достигнут, но после остановки насоса не исчезал минуту или три, это повод заподозрить что-то неладное и пригласить оператора разобраться. Но это уже детали."

Не будем усложнять. У БЛИЧМАНН это осуществляется путем кстановки клапана типа унитазного, который при превышении уровня сусла над дробиной перекрывает поток сусла. Если я закажу на АЛИ такой клапан - тогда да.
"нужно ли сразу предусмотреть управление охлаждением. Кстати, как оно должно выглядеть?
Змеевик в сусле и насос, качающий холодную воду? Или клапан, подающий в этот змеевик водопроводную воду?"

Охлаждение проводится тоже пластинчатым теплообменником. В начале сусло качается по кругу, пока в варочнике не достигнет определенной температуры и по достижению оной (около 60 градусов), начинает перекачиваться в ферментер (с температурой около 20 - 23). Насос сусла работает в полную силу все время. Холодная вода подается из крана водопровода. 
"Кстати, о самой варке. Может этот процесс тоже стоит отдать на откуп контроллеру? "
Только тайминг: после начала кипения, которое должно продлиться N минут, за G до окончания кипения минут вносится хмель, за H минут до окончания кипения вносится хмель снова, за J минут до окончания кипения вносится осветлитель. Иногда только хмель 1 раз. Иными словами - только звуковые сигналы.

[Игорь]

Поплавковый клапан на линии насоса - это полное к нему неуважение :) лучше поплавок с контактом, отключающим насос. 
Но эту тему закрыли. Используем краник. 
Оповещение? Хочу сделать через телефон, человеческим голосом ;)

[Игорь]

Дальше. Основное интерфейс - телефон. Через него вводим настройки, выбираем профиль, получаем оповещения, подсматривает графики. Но на самом устройстве тоже надо иметь какой-то минимум отображения и управления.
Надо обсудить.

[ГОГа]

Отображается состояние: нагрев (Н), пауза (Р) кипячение (К).
-температура паузы/кипячения, текущая температура
Время оставшееся:
Если (Н), то время паузы, если (Р), то о тавшееся время паузы, если (К), то оставшееся время кипячения и (Х) -хмель или (О) - осветитель.
добавлено: 09-06-2023, 08:58:00
Я пока в тумане: как поддерживается нужная температура паузы?
Я думал, что посредством изменения скорости потока горячей воды через теплообменник.

[Игорь]

Отображается состояние: нагрев (Н), пауза (Р) кипячение (К).

Кипячение? Значит ТЭНом  в варочнике тоже надо управлять ?

[ГОГа]

Не обязательно.
Достаточно просто нажать вручную кнопку, запуская кипячение,: ТЭН работает на полную мощность.