Мой алгоритм автоматизации колонны, критика, замечания
Собираю РК, параллельно заморочился ее автоматизацией. Практического опыта пока никакого нет, хочу предложить к обсуждению следующий алгоритм работы автоматики ректификационной колонны:
Для автоматизации предполагаю использовать 4 термостата и 4 таймера.
Термостаты электронные, программируемые подключаются попарно к одному датчику. Пара в середину царги и пара в верхнюю, паровую часть.
Таймеры электронные программируемые. Два используются для ШИМ клапана отбора, один для головы, другой для тела. Еще один таймер отмеряет задержку отбора для стабилизации колонны и работе на себя. Другой задает задержку для стабилизации температуры и отбора тела, после отбора голов.
Работает так: Разогрев. Тен включается на полную мощность. Первый термостат настроен на температуру начала отбора, которую мерит в середине царги , по ее достижению тен переключается на регулятор мощности настроенный на рабочую мощность отбора. Таймер отсчитывает время стабилизации колонны. После этого открывается клапан отбирающий головы через таймер работающий в режиме ШИМ настроенный на скорость отбора голов. Дальше срабатывает термостат в верхней части колонны настроенный на температуру отбора тела. Он запускает таймер задержки отбора тела, что бы не реагировать на колебания температуры. Если за время задержки температура не снизилась Клапан отбора голов закрывается. Открывается клапан отбора тела через таймер настроенный в режиме ШИМ для отбора тела. Дальше второй термостат в голове колонны выключает клапан отбора если температура начинает превышать заданную максимальную температуру отбора тела. Если температура опять падает, клапан отбора продолжает отбор тела. Это продолжается до тех пор, пока не срабатывает последний термостат в середине колонны, который сигнализирует о подходе хвостов и выключает все, отбор и нагрев. Автоматический отбор хвостов пока не предусматривается.
Все параметры температур, задержки времени, настройки ШИМ клапанов, устанавливаются экспериментальным путем и могут потом быть использованы с поправкой на изменяющееся атмосферное давление.
Костя Б, запусти сначала колонну, поставь в нее все датчики, которые ты хочешь, и посмотри температуры за все время ректификации. Вот тогда ты сможешь уже без вопросов делать алгоритм.
Дальше срабатывает термостат в верхней части колонны настроенный на температуру отбора тела. Костя Б, 03 Сент. 15, 16:04
какая планируется разрешающая способность датчика в дефе?
И чем будешь корректировать атмосферное давление?
P.S. А еще лучше, почитай сначала форум, ветку «Автоматизация процессов», много вопросов отпадет!
Посл. ред. 03 Сент. 15, 22:35 от Любитель_выпить
Собираю РК, параллельно заморочился ее автоматизацией. Практического опыта пока никакого нет, Костя Б, 03 Сент. 15, 16:04
Любитель_выпить, В качестве термостатов хочу использовать W1209. Вроде как он 0,1 градус мерит. С атмосферным давлением, предполагаю взять таблицу кипения спирта в зависимости от давления. Померить какие реально будут температуры кипения спирта при разных давлениях, на конкретной колоне. Высчитать коэффициент поправки. И в дальнейшем смотреть на барометр, смотреть в табличку и ставить температуру на термостате.
Wygas, Спасибо, понятно. Но творческий зуд трудно унять:)
W1209. Вроде как он 0,1 градус мерит Костя Б, 04 Сент. 15, 09:51
не «мерит» а показыват 
разница большая.
я нашел анализ данного устройства на mysku — товарищ пишет, что, по его мнению, датчик опрашивается с разрешением 10бит, что означает точность до 0.5гр.
возможно, товарищ ошибается, но.
и второй момент — частота замеров на данном агрегате плаваящая — когда скорость изменения температуры большая — оно меряет чаще, в режиме ректа скорость изменения (с точки зрения термостата) в пределах погрешности измерений, т.ч. он еще и замерять будет нечасто.
т.е. данный термостат надо ставить с датчиком внизу колонны.
т.е. про «посмотреть таблицу с давлением» можно забыть сразу. алгоритм будет скорее такой — поставил колонну, замерят температуру, выставил гистерезис, произвел уставку под головы.
отобрал головы, произвел коррекцию уставки, пошел жать подтоварный. потом, под тело тоже возможна коррекция, если объем куба маленький
в общем, термостаты сии требуют вдумчивого наблюдения. мне два пришло, вот и понаблюдаю.
т.е. про «посмотреть таблицу с давлением» можно забыть сразу. алгоритм будет скорее такой — поставил колонну, замерят температуру, выставил гистерезис, произвел уставку под головы.
отобрал головы, произвел коррекцию уставки, пошел жать подтоварный. потом, под тело тоже возможна коррекция, если объем куба маленький
в общем, термостаты сии требуют вдумчивого наблюдения. мне два пришло, вот и понаблюдаю. ДенисП, 18 Сент. 15, 02:37
Посл. ред. 01 Нояб. 15, 01:00 от palich444
Костя Б,вот я бы тебе посоветовал быстрее собрать колонну, Wygas, 03 Сент. 15, 23:10
а я бы посоветовал Косте, почитать темы по созданию РК
еще бы админу посоветовал банить за создание таких тем. но думаю админ уже замучался с новичками-писателями.
а так-то — прикол —
3 сентября чел фантазирует про датчики и таймеры.
2 ноября чел фантазирует про «полноценную автоматику» с подвязкой в смартфон.
да еще и чел с Мск. т.е. месячный доход — около 50тр.
вот и не могу я понять — Костя, ты любишь создавать всякие элементы асутп — ну тогда чего так убогонько? только начал в этом хобби?
ну начни с автоматизации включения света в туалете.
чтобы автоматизировать работу РК — проще всего, почитать инструкцию к эталонной по цене/качество автоматике — БКУ07. тут на форуме, легко найдешь. заодно глянь видео от Игорь Семеновича.
поймешь маленько чего и куда и для чего. потом еще почитай по всяким ардуино — там много чего про подключение смартфона (которое конечно в хер не уперлось, но все же)
а если у тебя хобби — чего-то замутить по-бухлу —
ну так выдели уже 500-1000$, купи готовое, и уже будешь создавать нубовские темы по теме.
crvd Спасибо за советы. Все что Вы предлагаете я внимательно прочитал и не только это. Именно на основе прочитанного используя опыт форума и собственное представление о прекрасном, я решил строить свою систему.
И не вижу в этом ничего предосудительного.
Вы правильно заметили что с первого моего поста уже прошло 2 месяца и за это время я не сидел на месте, переосмыслил свои планы и начал действовать в более серьезном и интересном направлении. Тем более что, у меня есть идеи, которые не освещены на форуме, и которые лично мне, кажутся интересными и перспективными.
Я делаю автоматику параллельно с РК по той причине, что на первом этапе, это будет не автоматическое управление а сбор данных.
Я хочу получить все возможные параметры и характеристики колонны, что бы уже по результатам разработать алгоритм автоматизации.
Насчет смартфона, или планшета. Для меня это самый удобный способ управления и сбора информации. Достаточно мощный, с удобным представлением информации, при этом маленький и всегда под рукой.
Про мои доходы и материальные возможности — я не смог понять, какое это имеет отношение к теме?
Источник
Самодельная ректификационная колонна. Как просто обеспечить её работу.
Посл. ред. 24 Июля 15, 23:56 от Miroschnik
1.(РК) с наилучшим сочетанием эфективность-цена. Miroschnik, 31 Марта 13, 12:33
Здесь [Конструкции от nederlander-а. Страница 4]
Эскизы колонн.
Оптимален вариант в виде перевёрнутой буквы «L»
Здесь [сообщение #11365278]
Варианты построения
Здесь
[Проект Народная Колонна — сваяем сообща?]
Народный вариант
В качестве насадки применять СПН от Селиваненко
При применении спирально-призматической насадки (СПН), квадрат внутреннего диаметра колонны в миллиметрах равен подводимой в куб мощности в ваттах для испарения(при ректификации) и равен максимально возможному отбору спирта в миллилитрах.
Оптимальные размеры(длина-ширина) СПН должны быть меньше диаметра колонны в 10 раз.
Для изготовления РК применять трубу из нержавеющей стали с толщиной стенки от 1 мм.
Внутренний диаметр трубы насадочной колонны применяемой в бытовых условиях возможен от 25 до 50 мм.
Оптимально: диаметр трубы(внутренний) — 40 мм и мощность тэна в кубе 2,5 кВт
Длина насадочной части, трубы с засыпанной насадкой не менее 1500 мм.
В конструкции колонны предусмотреть минимум разъёмных деталей.
В имеющихся обеспечить герметичность под давлением 1-2 Атм
Все элементы и узлы колонны собирать на сварочных соединениях.
Исключить в конструкции колонны применение шлангов и трубок кроме нержавеющих.
Теплоизолировть «тело» колонны трубным утеплителем в два слоя общей толщиной не менее 30 мм.
Для нагрева применять тэны врезанные в куб с расчётом минимального не снижаемого остатка до оголения тэнов.
Посл. ред. 27 Нояб. 13, 18:22 от Miroschnik
2.Простые способы регулировки РК без электронной автоматики управления отбора. Miroschnik, 31 Марта 13, 12:33
Еще раз оговариваюсь, в качестве насадки мы применяем СПН от Селиванеко.
Минимальный набор приборов для ректификации.
1.Монометр от тонометра установленный в крышке куба (нужен в процессе настройки, потом можно удалить).
2.Термометр установленный в крышке куба с точностью показаний 1 градус цельсия.
3.Термометр с дискретностью показаний 0,1 градуса цельсия установленный в металлическом кормашке с термопастой или плотно прижатый хомутиком на поверхности колнны в 20 см от нижнего края насадки((нужен в процессе настройки — выработки алгоритма, потом можно удалить или заменить на старт-стоп автоматику).
4.Регулятор мощности тэнов- диммер(если не получается требуемая мощность подбором-подключением последовательно-паралельно мощностей тэнов).
5.Эллектрический тестер для определения напряжения и сопротивления.
6.Набор спиртометров АСП-3
7.Мерный цилиндр для АСП
8.Секундомер.
9.Если питающее тэн напряжение отклоняется от среднего более 2-3 вольт обязательно применение устройства стабилизации( РМ-2 или подобное)
Заливаем сырец в куб.
В куб, для ректификации, ВСЕГДА заливать спирт-сырец одинаковой крепости и в одном и том же количестве, изготовленный из браги по одинаковому рецепту(составу).
***************************************************
Самый первый раз заливаем сырца столько чтобы в конце ректификации тзны не оголились. Остаток вычисляется просто. 40(крепость СС) * 5(литраж СС) / 96(крепость спирта) полученное опять разделить на 5(литраж СС) получим кубовый остаток воды и хвостов(почти 3 литра)
Не большое кол-во сырца при первой ректификации нам нужно для промывки колонны, насадки и куба, а также для уменьшения времени ожидания изменений в режимах работы колонны(разгон, отбор голов, тела, появление и отбор хвостов)
****************************************************
Подключаем нагрев и ждём начала роста давления по манометру.
Диммером или РМ-2, регулируя мощность тэнов или подбирая подключением мощность устонавливаем рабочее давление в пределах 10-15 мм ртутного столба при напряжении в розетке 220 вольт.
Помня что, при применении спирально-призматической насадки (СПН), квадрат внутреннего диаметра колонны в миллиметрах равен максимальной подводимой в куб мощности в ваттах для испарения(при ректификации) и равен максимально возможному отбору спирта в миллилитрах.
Следим за показаниями манометра(датчика давления) на колонне.
Давление не должно расти в течении 15-20 минут, температура на колонне должна установиться на каких то показаниях и не изменяться.
Даём колонне поработать на себя(без отбора) еще час.
Начинаем вести хронометраж процесса.
Отбираем «головы».
Отбор «голов» производить со скоростью в 10 раз меньшей максимальной скорости отбора «тела» спирта.
Максимальная скорость отбора тела равна максимальной подводимой в куб мощности в ваттах для испарения(при ректификации)
Кол-во «голов» при ректификации составит, не менее 5% от предполагаемого количества спирта.
Предполагаемое количество полученного спирта в литрах рассчитываем по формуле: кол.во сырца в литрах умножаем на его крепость(по ареометру АСП) в процентах и делим на 96
Например. 20 литров * 40% /96% = 8,33 литров.
После окончания отбора голов выставляем отбор в миллилитрах равный половине квадрата диаметра колонны в миллиметрах — отбор еще 5% подголовников.
Не изменяя скорости отбора, ставим основную тару и начинаем отбор товарного спирта — «тела».
Температура термометра колонны может подняться на 1-2 десятые градуса — это нормально.
Отбираем от 1/2 до 2/3 из предполагаемого количества спирта и начинаем следить за показаниями термометра на колонне.
Приблизительно до 89 -90°С в кубе температура колонны будет неизменна.
При изменении показаний термометра в 20 см от низа колонны на 0,2-0,3 градуса.
Тут начинаются варианты.
Вариант №1
Меняем тару и «сливаем» оставшийся сырец через колонну в режиме дистиллятора то есть с максимальным отбором.
Или выгоняем через притороченный к кубу дистиллятор.
Вариант№2
Уменьшаем отбор на 50% и продолжаем отбор тела следя за показаниями термометра колонны. Не забываем вести хронометраж процесса.
Следующий подъём температуры в 20 см от низа колонны на 0,2-0,5 градуса будет при кубовой спиртуозности 10-11% и температуры в кубе 92 — 93°С.
При изменении показаний термометра перейти к Варианту№1 или уменьшить отбор еще на 50%, обязательно сменить приёмную тару и продолжать следить за термометром колонны.
После температуры в кубе 92-93°С очень велик шанс прорыва в отбор так называемых промежуточных примесей.
Даже при условии достаточного ФЧ.
И неизменной температуры низа колонны.
Источник
постановка задачи автоматического контроля безопасности при ректификации
Самое главное в процессе ректификации — не получение качественного продукта с минимальными затратами средств и времени, а обеспечение безопасности процесса. Есть желание установить непрерывный неусыпный контроль простых и надежных схем или механизмов, то есть создать некую систему, которая предотвратит все или большинство гипотетических неприятностей.
Для начала нужно обсудить список неприятностей, от которых хотелось бы себя оградить, а затем придумать какими средствами обеспечить безопасность при возникновении этих неприятностей.
Только прошу об одном. Давайте сделаем это именно в таком порядке — сначала очертим круг проблем, поставим точку, и только после этого перейдем к обсуждению способов их локализации.
Начну в порядке вероятности их возникновения.
1. Отключили воду. Продукт уходит в атмосферу из неохлаждаемого дефлегматора, опасность загазованности помещения, пожара или взрыва.
2. Поврежден шланг охлаждения. Те же беды, что и в п.1 + затопление соседей.
3. Пробит на корпус ТЭН. Вероятность поражения электричеством.
4. Неисправность регулятора напряжения — излишняя мощность в кубе. Те же беды, что и в п.1.
5. Разрушение конструкции. Утечка жидкого или парообразного спирта.
По моему мнению, этим исчерпывается список проблем, которые стоит рассматривать и предусматривать. Есть еще другие неприятности, как, например, возгорание в помещении, не связанное с технологическим процессом, землетрясение, цунами или . приход участкового инспектора.
Прошу дополнить список, ведь каждый имеет опыт не только приятный, но и поучительный.
Прошу также изложить ваше мнение какие критерии могут указывать на наступление таких ситуаций и каким способом обеспечить безопасность при таких ситуациях.
Возможно есть смысл расширить рассмотрение и на процесс первичной перегонки.
Источник