Универсальный управлятор дистилляции

[Игорь]

Разрабатываю устройство для управления дистилляцией.
Хочу сделать устройство с противоречивыми свойствами.
-Оно должно обладать понятным интерфейсом, чтобы человек, утомленный общением с ИРТ4к, мог отдохнуть, сотрудничая с этим устройством.
-Хочу исключить любое листание меню и невнятные способы изменения и сохранения настроек.
-Устройство должно уметь управлять любым способом дистилляции, какой только придумает пытливый и не всегда трезвый винокур.
-Устройство должно поддерживать безлюдный режим, а значит управлять и нагревом, и охлаждением.
- ...
- ...
Список хотелок не закрыт, буду добавлять если что-то еще придумаю.

И при всем при этом устройство должно быть бюджетным и стоить по крайней мере не дороже нормального дистиллятора.



Попытаюсь поставить задачу.

Пойду от пути от простого к сложному. А самое простое - это банальная дистилляция.

1. Банальная дистилляция.
Это базовый способ.
В куб заливается бражка, вино, или какие-то содержащие спирт отходы.
Нагрев включается на полную до момента закипания, при закипании включается вода, а нагрев снижается до заранее известной величины или не изменяется.
Весь дистиллят отбирается в одну емкость, и процесс останавливается либо по отбору определенного объема (двоение - троение), либо по достижении определенной кубовой температуры (99-100 градусов).
При достижении этого момента отключается сначала нагрев, а потом вода. Это нормальный, штатный стоп.
Кроме того, процесс должен быть остановлен в нештатных ситуациях, например, при проливе воды на пол, при недостатке или отсутствие охлаждения.
Когда остановка произойдет, устройство должно вызвать хозяина, дождаться его и отчитаться по двум пунктам. 1 - причина остановки. 2 - кубовая температура, при которой остановка произошла.

Этот способ перегонки отличается от всех других тем, что он одноэтапный.
Для начала определюсь с этим способом, а потом попытаюсь применить его и для других, многоэтапных способов перегонки.

[Игорь]

Пришло время лирического отступления.
Что представляет собой система управления?
Самая распространенная система управления - это самогонщик. А он, как известно, состоит из трех основных частей. Глаза, мозги и руки.
Глазами он следит за параметрами процесса, потом мозгами эту ситуацию переваривает, и потом руками что-то изменяет. Или не изменяет.
Но у него есть недостатки. Он человек. Он иногда выходит покурить, может выпить лишнего, может просто уснуть на рабочем месте и проспать какой-то важный момент.

Устройство, которое я хочу сделать, будет лишено этих маленьких человеческих слабостей.

Поехали.
Начнем с глаз. Чтобы система видела всё перечисленное в предыдущем сообщении, оно должно иметь четыре глаза - смотреть за температурой в кубе, за температурой воды, за уровнем в приемной емкости и за наличием воды на полу.

Чтобы самостоятельно управлять процессом, устройство должно иметь две руки - одна на регуляторе мощности, другая - на водяном кране.

Мозги нужны такого размера. чтобы переварить объем информации, а ее немного.

Вроде все....

Нет! Не всё. Кроме глаз, рук и мозгов нужен способ общения с хозяином чтобы принимать директивы и команды и чтобы докладывать об их исполнении.

С чего начать? Как всегда начну с конца. С панели управления устройства, которую я ласково называю мордой. На морде будет много лампочек, много кнопок, и один цифровой индикатор. Только один. Не люблю когда перед глазами мрыгают не нужные мне цифры.
Про кнопки. Я их терпеть не могу. Иногда не срабатывают, иногда срабатывают дважды... поэтому кнопки у меня будут не нажимаемые. Сенсорные.

[attachimg=1]

На морде виден цифровой индикатор и четыре отдельные зоны.

Правая нижняя зона называется "индикация".
На ней - три "кнопки" с лампочками. Нажатие на каждую из них дает возможность наблюдать на индикаторе один из трех параметров - температуру куба, температуру воды на выходе или мощность нагрева в данный момент времени. Лампочка, горящая на кнопке, показывает что именно мы сейчас видим на индикаторе.

Слева от нее я разместил зону управления. В ней - кнопки ручного и автоматического управления. Нажатие на кнопку "нагр" включает нагрев, "вода" включает воду. При этом автоматическое управление отключается, но контроль за параметрами безопасности остается.
Кнопка "Авто" отключает ручное управление водой и нагревом и запускает автоматическую работу.
Кнопка "СТОП" вызывает корректную остановку (сначала отключается нагрев, через минуту - вода).

Зона настроек расположена справа от индикатора. В ней есть 4 кнопки выбора настраиваемого параметра.
Верхние две настраивают параметры работы
Ткуб кипен - температура в кубе. при которой надо снизить мощность и включить воду.
Макс мощн - максимальная мощность при которой должна проходить перегонка.

Две кнопки под ними определяют параметры завершения перегонки
Макс Твод - температура воды на выходе из прямоточника, которую не желательно превышать
Макс Ткуб - кубовая температура, при которой надо остановить перегонку.
При нажатии на любую из них, на цифровом индикаторе отображается сохраненная в памяти величина этой настройки. Лампочка возле кнопки показывает какой именно параметр в данный момент показан на индикаторе.
Кнопки "плюс" и "минус" увеличивают или уменьшают настроенное значение.
Измененные значения настроек сохраняются, но не запоминаются до тех пор, пка не будет нажата любая кнопка в зонах индикации или управления. Запомненные значений сохраняются в энергонезависимой памяти и не теряются после отключения питания.

Зона "остановка" расположена над цифровым индикатором. В ней нет кнопок, там только лампочки с подписями. Если горит любая из них, значит процесс остановлен по причине, указанной в надписи.
Этих причин шесть. Процесс может быть остановлен по одной из шести предусмотренных причин.
- Температура куба дошла до заданной в настройках величины;
- Охлаждения оказалось недостаточно для поддержания заданной с настройках температуры воды;
- Приемная емкость заполнена;
- Датчик потопа обнаружил воду на полу;
- Во время процесса отключалась, а потом появилась электроэнергия;
- Был получен приказ на остановку - нажата кнопка "стоп".

Если процесс остановлен по одной из этих причин, по радиоканалу передается сигнал вызова и дополнительная коробочка, сунутая в розетку в том-же или соседнем помещении, поднимает шум.

Все причины кроме двух, выделенных курсивом, не требуют пояснений. С двумя курсивными сейчас разберемся.

Допустим, мы установили какой-то нагрев и процесс пошел, но количества воды немного не хватает для достаточного охлаждения. Температура на выходе превысит допустимое значение и процесс остановится.
Это правильно и безопасно, но горбато и неизящно.
Что в такой ситуации сделает живой самогонщик? Он попытается снизить нагрев до такого уровня, чтобы охлаждения хватало. И только если снижение нагрева не поможет, если воды слишком мало или нет совсем, он плюнет, матюкнется, остановит процесс и с горя бахнет рюмку горячего самогона...

Я научу "мозги" поступать так-же... ну кроме "матюкнется" и "бахнет".
Нагрев будет идти на той мощности, которая установлена в настройках только в том случае, если охлаждения хватает. Если нет, нагрев будет идти на том нагреве, который может переварить система охлаждения. И только если снижение нагрева не сможет удержать допустимую температуру воды на выходе, процесс остановится и система начнет звать хозяина.
С этим ясно.
С электричеством сложнее.
Если подача напруги прервалась при ректификации хоть на несколько секунд, это все, суши весла и начинай сначала.

А вот при перегонке... Да нет проблем, прервалась, появилась - какая разница? Появилась - пусть процесс продолжается с той точки, на которой остановился, с теми-же настройками.
Вроде логично...но все-же меня терзают смутные сомнения, есть некоторые сыроватые соображения. Поэтому эту лампочку и эту причину остановки я пока оставлю "в обойме". Когда приму решение - сообщу.

Дальше пойду по алгоритмам работы при разных вариантах перегонки - от простого к сложному.

[101001]

хорошая будет автоматика для дистиляции !
но нужна она будет только нам хобистам , профи не думаю что будут заморачиваться с автоматикой !
таким асам как ДЕЛЬТА , СМИТ , ЧЕЛОВЕЧЕК И еще десятку форумчанам автоматика для дистиляции не нужна ! не смогут они уже делать продукт по формулам и алгоритмам ( они это переросли) им необходим полет мысли и тд!
А вот нам новичкам такой девайс очень полезен - который не позволит нам делать шмурдяк , а поможет делать качественный продукт !

[ГОГа]

Задумка прекрасная и весьма актуальная и нужная.  И дело не в том, что это нужно только аматорам и новичкам. Это нужно и профи, так и они тоже люди и хотят не быть нянькой при процессе, да и траблы им не нужны: потоп, перелив и т. Д.

[imidalv]

профи не думаю что будут заморачиваться с автоматикой !

Чем больше разбираюсь в процессах, тем больше понимаю что без автоматики далеко не уедешь. Все процессы длительные и что не говори и риск аварий существует. Без минимума сигнализации аварийной и на пять минут страшновато отлучиться. За десять лет у тещи в доме ни разу! Ни разу воду не отключали. Отключили ровно в ночь когда первый раз у нее в подвале начал гнать. Все обошлось, но на достаточность охлаждения теперь сирена стоит. Какой смысл сидеть у куба и смотреть на него, если можно заниматься другими делами а автоматика все сама включит, включит, поменяет посуду, и по завершении еще и рюмочку нальет...Да и самое главное, без автоматики получить повторяемость продукта вообще не представляю как!
Очень нужная вещь! Встаю в очередь!

[Игорь]

Пора разобраться с применением такого устройства и выяснить, можно ли его назвать универсальным.

Для начала - базовый вариант - банальная дистилляция "в одну посуду".

Залил брагу, подключил воду, соединил дистиллятор.
Настроил предельную температуру закипания 80 градусов, мощность 100%, предельную кубовую температуру 99 градусов и максимальную температуру воды 60 градусов.
Поставил как надо приемную емкость, на ее край повесил датчик заполнения, датчик потопа бросил на пол.
Один датчик сунул в куб, другой пришпилил к рубашке прямоточника прямо под выходным патрубком.
Нажал кнопку "вода", убедился, что она течет не к соседям, а куда надо.
Нажал кнопку "АВТО".

Все. Свободен. Уступи место специалисту. Специализированному устройству. Освободите помещение, гражданин. Когда вы понадобитесь, вас позовут.

Можно идти за накрытый стол, где ждет кум, или к компьютеру, или в коечку, где ждет жена... или не жена... Только возле себя надо сунуть в розетку маленькую коробочку если хочешь услышать когда тебя позовут. А не хочешь - не суй в розетку. ты особенно и не нужен, и без тебя всё будет сделано как надо. Можно пойти в баню или на работу, можно в ЗАГС если приспичит. Наверное это классно, ты женишься, а процесс идет...

С банальной одноэтапной дистилляцией всё ясно и просто.
Теперь рассмотрю многоэтапную хитрозакрученную задачу.
Невероятно закрученную, гротескную, в которой попробую соединить самые разные хотелки.
Если для всех режимов я смогу подобрать настройки, значит я действительно задумал универсальный управлятор дистилляции, а не мухобойку для банальной перегонки браги.

Итак, этапы.

1. У меня перегоняется шампанское, поэтому я вынужден провести "обезгаживание".
2. После этого я хочу отобрать головы при нагреве 14% до получения 250 миллилитров.
3. Потом я буду отбирать сердце при мощности 74% до кубовой температуры 94 градуса.
4. Затем при мощности 31% отведу хвостовой погон до кубовой температуры 97.5.
5. После этого при том - же нагреве отберу ароматные воды до 99.5 в кубе.

Проектируемое устройство - устройство одного цикла. Когда каждый цикл будет заканчиваться, процесс остановится, и перед запуском нового цикла нужно будет применить новые настройки. Благо, их немного.

1.  Обезгаживание.
Для "обезгаживания" настрою закипание на 70 градусов, мощность на 20 процентов, а стоп при 80 в кубе. Настройка воды не имеет значение, пусть будет градусов 50-60...
Запускаю, превращаюсь в пассивного наблюдателя.

Нагрев включится на полную, температура в кубе дойдет до 70, начнется "обезгажиание". При этом нагрев снизится и температура медленно поползет к 80. Когда доползет, нагрев и вода остановится, и в эфир полетит сигнал вызова. Первый этап выполнен.

2. Головы.
Перенастраиваю закипание на 85, нагрев на 14%, Макс Ткуба сразу ставлю на значение для следующего этапа (94), Макс Т воды уже настроена на 60.
Под трубку продукта ставлю стакан на 250 мл. На его край пришпиливаю датчик заполнения.
Клацаю по кнопке "авто". Свободен.

Нагрев включится на полную, при 85 включится вода и снизится нагрев, примерно при 90 в кубе начнут капать головы
Когда емкость заполнится, нагрев и подача воды остановятся и система позовет меня.
Второй этап выполнен.

3. Сердце. 4. Хвост 5. Ароматные воды.
Работа на этих трех этапах ничем не отличается. Поэтому у них общее описание.

Меняю посуду, настраиваю нагрев на новое значение (74%, 31%, 31%). Предельную температуру куба меняю в зависимости от этапа (94, 97.4, 99 градусов). Остальные настройки уже сделаны.
Клац по "авто". Снова свободен. Снова жду вызова.
Вроде тоже всё ясно.

Итак, осталось определиться с действиями при пропадании и появлении электроэнергии и можна браться за железо и за программу.

Если кто-то предложит другой способ перегонки, с удовальствием "примерю" его к этому устройству.

[imidalv]

П.С. А новичкам, из моего опыта, ну очень полезно сидеть рядом с процессом, нюхать, побывать, жечь бумажки, и т.д. Без понимания процесса, не прочувствовав его,  даже самую совершенную автоматику настроить для получения достойного продукта не удастся.

[IGOR]

Игорь, идея с автоматизацией процесса дистилляции очень хорошая, жду её воплощения уже год (с момента приобретения у тебя дистиллятора). Так что, пожалуйста, отметь меня в очереди на её (автоматики) приобретение.
Как-то, при общении, ты выразил своё мнение о низкой эффективности отбора голов при дистилляции, в то же время отметил целесообразность дегазации раствора в начале дистилляции.
В связи с этим у меня просьба: мог бы ты в своём изобретении додумать такую функцию, как снижение мощности перед отбором смеси для проведения дегазации с последующим выходом на оптимальный режим. При этом, чтобы система оповещала о времени начала дегазации и его завершении (для смены посуды).
Вероятно свою просьбу я изложил коряво, но смысл, думаю, понятен.

[imidalv]

Когда емкость заполнится, нагрев и подача воды остановятся и система позовет меня.
Второй этап выполнен.

Если остановить нагрев, в куб засосет воздух. И перед телом надо бы опять голов немного отобрать. Или это не существенно?

[Игорь]

Об управлении нагревом.
Сначала хотел использовать РМ-2, но передумал. Я сделаю "цифровой димер". Можно будет установить какой-то процент от максимальной мощности. Стабилизации не будет. Я понимаю, что нагрев будет плясать под дудку сетевого напряжения, но при дистилляции не вижу в этом катастрофы и не буду ради не нужной стабилизации ни усложнять устройство, ни делать его дороже.

[ДЯДЬКА]

 Все очень классно.Операций даже больше чем мне нужно.Одно пожелание-свисток вызова должен быть с переключателем на очень громкий.Не всегда глухой находится недалеко.Сигнал подается с упреждением,что бы куб не остывал между операциями.Все ,задаваемые температуры в диапазоне 1-100 гр.

[gurmanvn]

Я научу "мозги" поступать так-же... ну кроме "матюкнется" и "бахнет"

А чё за мозг ??? это будет выполнять, МК ?
И "матюкнется" - это замигает всеми лампочками  :)
"бахнет" - запищит например  :)

Еще бы первичнуюю дистилляцию он выполнял циклично - 1.закачал в куб  2.перегнал  3.слил барду 4.начал все сначала

[Игорь]

мог бы ты в своём изобретении додумать такую функцию, как снижение мощности перед отбором смеси для проведения дегазации с последующим выходом на оптимальный режим. При этом, чтобы система оповещала о времени начала дегазации и его завершении (для смены посуды).

Я уже описал дегазацию - вывод растворенных газов из бражки или вина перед перегонкой. Просто это становится отдельным этапом, после которого надо ввести новые настройки. Разумеется, можно объединить разные этапы с разными настройками в один, но это приведет к значительному усложнению настроек и умножению возможности ошибок при настройках.

Возможно ты имел ввиду другое - отдельный вывод предгона вместе с неконденсируемыми вонючими газами, которые я предлагал булькать под сантиметровый слой воды чтобы не портить воздух?
Я подумаю над этим режимом. Всё равно я уверен в том, что это бульканье нужно проводить вручную, и подумаю над тем, как максимально его "электрифицировать".

Если остановить нагрев, в куб засосет воздух. И перед телом надо бы опять голов немного отобрать. Или это не существенно?

"Засосы" опасны при ректификации, когда спирт контактирует со спиртовой пленкой, размазанной на квадратных метрах насадки.
"Засос" в куб чреват только тем, что при новом закипании "засосанный" воздух улетит через прямоточник вместе с граммом спирта и примесей, помешает им сконденсироваться в холодильнике и добавит запаха в помещении.
...
Есть другое "плохо". Если кипящий куб отключить, новое включение приведет к ударам.
Проблему решу так.
Отключение нагрева "сразу" будет происходить только при авариях - потоп, недостатке воды, или при нажатии кнопки "стоп". Ну и при отключении электроснабжения, разумеется.
При достижении заданной кубовой температуре и при заполнении емкости, нагрев остановится не стразу, а через 1-3-5 минут после подачи звукового сигнала. Тогда будет время сменить настройки до отключения нагрева.

Важный момент.
Если система сама онключает нагрев, трубка продукта не должна находится внутри приемной емкости, иначе жадный куб "выпьет" содержимое приемной емкости до уровня трубки.
Это не относится к последнему поколению моих дистилляторов, у которых сливная трубка съемная.
И не касается Gasblendera, у которого на самогонной линии есть воронка разрыва струи.

[Игорь]

Еще бы первичнуюю дистилляцию он выполнял циклично - 1.закачал в куб  2.перегнал  3.слил барду 4.начал все сначала

Лентяй вы, батенька.

[gurmanvn]

Еще бы первичнуюю дистилляцию он выполнял циклично - 1.закачал в куб  2.перегнал  3.слил барду 4.начал все сначала

Лентяй вы, батенька.

Это всмысле "человекоотсутствия"