Ненавязчивая автоматизация ректификационной установки

время, которое нужно потратить на размышления о предохранителе, ИМХО, должно быть пренебрежимо мало по сравнению с суммарным временем, потраченным на весь проект. OldBean, 21 Авг. 17, 15:03

А что если концепция проекта твоя, а железо к доводке предоставь нам?

Симистор не закрывается - "сдох на замыкание". В этом случае срабатывает плавкий предохранитель (или автомат сети, если он слабее). Сеть спасена!OldBean, 21 Авг. 17, 15:03

Вот и не согласен! ТЭН целый, триак пробит на коротко по переходу Т1-Т2. Плавкий не сработает! И будет ТЭН кочегарить пока куб не выкипит, а далее сгорает "сухой" ТЭН... Возможно? Как от этого спасаемся? В системе нет аварийного отключения.

с симисторами мне почему-то всегда везлоOldBean, 21 Авг. 17, 15:03

Согласен с тобой. Симисторы (триаки) достаточно надежны. Ставить симистор чуть мощнее плавкого как вариант, но можно степень надежности повысить более мощным симистором, в 4-х и более в запас по мощности.
К примеру BTA41-800BRG. ценник в чипе-дипе 260р., на einfo.ru можно найти и по 50р, у желтых братьев по 200 руб на 5 шт...
Плавкий предохранитель (автомат) соответственно нагрузки. При любом раскладе форс мажора быстрее вылетит предохранитель, а триак будет целым.

К этой опере относится и управление напрямую клапана(ов) от МОСов. Да, работает у OldBean, но есть "закон подлости". Ведь даже в даташите на МОСы схема только с симистором (или двумя тиристорами).
Что мешает поставить симистор, ампера на 4, к примеру BT134-600.127.
Цена вопроса по чипу-дипу
BT134-600.127 - 22р, на алишке по 13р.
МОС3083 - от 40 до 150 р.
И МОСьке поспокойней работать и симистор не дорогой, да и запас мощности с "запасом"...

Платы сделал с учетом вышесказанного.
Кроме этого, везде подтяжка по кнопкам и конденсаторы от дребезга. Кому не нужно, не запаивайте.
Защита от переполюсовки питания (диод Шотки). Если не требуется, ставьте перемычку.
Поставил на всякий случай на линии IN контроллера GPIO стабилитроны на 5,1В. Мало ли что по проводам прилетит.
Платы контроллера термосервера 2 варианта. Второй под разъемы Audio Jack. Они более удобны для DS18B20.
Разъемы под провода на плату все WAGO 236.
Если будут у вас другие, подкорректируйте.

Платы сделал с учетом вышесказанного.BogAD, 21 Авг. 17, 16:21

А где скетч к GPIO и кто программу писать будет?

а железо к доводке предоставь нам?BogAD, 21 Авг. 17, 16:21

А разве кто-то Вам мешает? :) Наоборот: было предложение вставить ссылки в оглавление темы для этих/других решений.
Тем не менее(!), каждый вправе выбирать решения, которые именно его устраивают. Более того, каждый имеет право и обосновывать свои решения.

Вот и не согласен! ТЭН целый, триак пробит на коротко по переходу Т1-Т2. Плавкий не сработает! И будет ТЭН кочегарить пока куб не выкипит, а далее сгорает "сухой" ТЭН... Возможно? Как от этого спасаемся? В системе нет аварийного отключения.BogAD, 21 Авг. 17, 16:21

Ну и не будет ничего страшного. По сути, этот случай сведется к варианту 2.1. ТЭН будет работать на полную мощность. Колонна выйдет из температурных режимов (в колонне и дефлегматоре) и автоматика выключит установку.

Что мешает поставить симистор, ампера на 4, к примеру BT134-600.127.
Цена вопроса по чипу-дипу
BT134-600.127 - 22р, на алишке по 13р.
МОС3083 - от 40 до 150 р.
И МОСьке поспокойней работать и симистор не дорогой, да и запас мощности с "запасом"...BogAD, 21 Авг. 17, 16:21

Я тоже не пойму зачем все пытаются насиловать МОСьку. В крайнем случае есть mac97a8 совсем дешёвый

mac97a8woddy, 21 Авг. 17, 21:06

Тоже как вариант. Я всё же по мощней выбрал.

Добавлено через 6мин.:

...и автоматика выключит установкуOldBean, 21 Авг. 17, 17:44

Со всеми почтениями, нет в проекте аварийного "выключателя"!  Ни один контроллер, ни малинка не прекратит безобразия при пробое симистора ТЭНа. Или нужно банальный контактор на питание контроллера ТЭНа ставить, или сигнализировать сиреной хозяину что форс мажор на установке.

В старые-престарые времена в каждой советской семье был электрический самовар, или алюминиевый электрический чайник. Все эти устройства представляли собой металлический сосуд для воды со встроенным ТЭН-ом. Никаких предохранителей, регуляторов и даже выключателей предусмотрено не было. И ничего! Жили, радовались жизни, трудились и размножались. И народонаселение росло, невзирая на такие решения :)

---

Ну а если серьезно, то тема защиты - сложная, многогранная и, по сути, бесконечная. Сродни религиозным спорам, ну типа какой язык программирования лучше или из какого сырья лучше получать двойной ректификат.

Повышать надежность и автоматизацию любой установки можно до бесконечности. Это мы проходили много раз. Потом идет "высший пилотаж" - защита на защиту. И так далее... ИМХО, абсолютно бесперспективное занятие. Особенно, если заниматься защитой каждого узла в отдельности, а не рассматривать работу всей установки в комплексе. Это я уже к утверждению:

Ни один контроллер, ни малинка не прекратит безобразия при пробое симистора ТЭНа.BogAD, 21 Авг. 17, 21:45

Самое смешное, что ситуация, когда симистор все время пробит, используется в штатном режиме работы установки - в процессе разгона. Ну и как мы будем определять (на уровне силовой части, или, не дай Бог!, самого тиристора!): форс-мажор/безобразие это у нас или просто разгон? Вот схемная горотьба-то может начаться... :)))

Поэтому у меня предложение - давайте, каждый остановится на том уровне защиты и автоматики, который считает для себя достаточным. Ветка открыта для всех решений, укладывающихся в концепцию иерархической организации автоматики. Выкладывайте свои решения. С любым уровнем защит и автоматизации. Думаю, от этого будет только польза. Как только скажите, что решения готовы и они опробованы на практике - будем добавлять соответствующие ссылки в оглавление темы.

---

2sevpro
Трубку ТСА лучше все-таки выводить в тягу, а не оставлять открытой в помещении :) Иначе все равно будет подванивать. Особенно, когда выходит неконденсируемая, низкокипящая часть головных фракций. А по сути - прежде, чем ТСА начнет плеваться, температура пара в колонне и дефлегматоре все-таки резко пойдет вверх. Для всех режимов, кроме "пропарки" колонны, это означает нештатный/аварийный режим работы. Нужно прекращать процесс. Автоматика вполне может с этим справиться.

Это, конечно, теоретические рассуждения. В принципе, как-нибудь на досуге можно будет "промоделировать" эту ситуацию в реале.

---

Ну а по поводу МОСьки вообще не о чем спорить. Небольшую нагрузку (на уровне нескольких десятков мА) внутренний оптосимистор вполне надежно тянет. Такое решение - довольно распространенная практика. Несмотря на datasheet. Я просто этим решением воспользовался и, опять-таки, просто его описал. Никому не навязывая. Но если нагрузка (катушка) мощнее, или хочется более универсального решения - конечно нужно ставить дополнительный симистор. Тут, действительно, не о чем спорить. Каждый выберет то, что ему подходит.

Мне всегда нравился один из законов Мерфи:
"Система обеспечения надежности выведет из строя все другие системы"

Ну и стОило тогда спорить? Сразу бы спросили, я бы сразу и рассказал.
Бестолку извели пол-страницы байтов...OldBean, 22 Авг. 17, 16:46

Оригинально...
Вижу, что Вы сами все знаете, поэтому все свои посты в этой теме подчищу

Во кашу я заварил...
Думал тщательно.  Что надумал:
1. Контролировать нужно наличия любой формы напряжение на клеймах ТЭНа. Контроль будет выполняет контроллер, что управляет симистором. В случае отсутствия напряжения, формировать простой сигнал по I2C, что ТЭН обесточен.
2. Малинка должна проверять сигнал напруги на ТЭНе, в случае когда заданная мощность 0%, а напряжение есть, выполнить действие:
2.1. Сообщить хозяину об инциденте
2.2. Вырубить силовое питания, а как? Об этом 3 пункт.
3. Модулем GPIO, по одному из канала OUT осуществлять управлением контактором. Контактор должен "вырубать" силу, но блок питания 5В оставлять под питанием. Контактор может быть любым форм-фактором. Кто не стеснен в средствах, можно подобрать на DIN-рейку, размером 1DIN.
Типа: https://ru.aliexpress.com/...9d287&tpp=1

Примерная схему контроллера ТЭНа вижу такой:

Чуть позже выложу GPIO на 3 линии OUT с моими дополнениями.

Скетчи не просите, к стыду пока туговато с этим.

Добавлено через 42мин.:

Вариант модуля GPIO.

Три дискретных каналов OUT по 220v.
Первый канал на 4А, остальные по 1А.
Одному каналу нужно поручить управлением контактора силового питания.
Каждый канал должен управляться местными кнопками в режиме триггер - думаю будет не лишним.
Два дискретных каналов на IN с "сухими" контактами.
Соответственно нужно управлять с Малинки по I2C...

Датчик температуры в ТСА нужен. При отключении воды он в первую очередь остановит процесс. Меня лично не сколько раз выручал.
Да и датчик давления в кубе очень быстро остановил процесс при пробое семистора.

все свои посты в этой теме подчищуsevpro, 22 Авг. 17, 20:17

Жаль, что все. :(

Контролировать нужно наличия любой формы напряжение на клеймах ТЭНа.BogAD, 22 Авг. 17, 21:32

Это несомненно.
Сейчас контроль напряжения сети ведется через датчик RMS. И при первоначальной инициализации системы, и в процессе работы. Выдаются соответствующие предупреждения. Установка не запускается, если сети нет. Поэтому (если, конечно, в системе присутствует датчик RMS :) дополнительный контроль напряжения на клеммах ТЭНа, ИМХО, избыточен.

Скетчи не проситеBogAD, 22 Авг. 17, 21:32

С этим разберемся по мере... :)

Датчик температуры в ТСА нужен. При отключении воды он в первую очередь остановит процесс. Меня лично не сколько раз выручал.dimato, 23 Авг. 17, 01:06

Я ни в коем случае не против Т-датчика на ТСА! Просто у меня другое решение - "блокировочный" Т-датчик стоит на выходной трубке воды охлаждения дефлегматора. Тоже несколько раз выручал при склерозе или обезвоживании... :)

Да и датчик давления в кубе очень быстро остановил процесс при пробое семистора.dimato, 23 Авг. 17, 01:06

Интересно. Датчик в кубе, несомненно вещь очень полезная! К сожалению, не у всех стоит "электрофицированный" датчик. У меня, например, к кубу подцеплена только U-образная трубка с водой. Увы, толку от нее (для автоматики) немного. Без дополнительных обвязок :(

---

Тем не менее, повышение давления в кубе при пробое симистора в рабочем режиме явно говорит об увеличении потока пара в колонну. Датчики температуры в колонне и дефлегматоре должны это зафиксировать. Это же очевидно. Нужно будет все-таки "промоделировать" пробой симистора в реальном процессе и посмотреть на логах как поведут себя температуры. Если "суммарное поведение" температурных датчиков будет достаточно "характЕрным" и отличающимся от "картинок" в штатных режимах, то это будет еще одна форс-мажорная ситуация, которую может (и должна!) отслеживать автоматика. Компьютеры и микроконтроллеры в настоящее время уже достаточно стабильные и надежные элементы. Поэтому программные средства защиты могут вполне гармонично дополнять аппаратные. ИМХО, будущее - за разумно сбалансированными программно-аппаратными средствами защиты наших установок! :)

дополнительный контроль напряжения на клеммах ТЭНа, ИМХО, избыточен.OldBean, 23 Авг. 17, 05:03

BogAD, я что-то чесал-чесал репу, пока ходил по лесу, и подумал, что, возможно, я не совсем прав. В этом что-то есть - ловить локальные низкоровневые неисправности на уровне контроллеров, а малинке возвращать только соответствующий код ошибки. Никакой Америки тут, конечно, нет. Достаточно стандартный подход. Это у меня просто идет процесс "взвешивания" решений.

Ну вот в данном случае, тот же контроль напряжения (непосредственно на ТЭНе) "убитый" симистор "поймает за руку". Малинка с этим, конечно, и сама может справится. Но по-другому. Опосредованно. В частности - по поведению температур. Я ранее планировал все защиты такого уровня (кроме банальных плавких предохранителей) выносить на уровень малинки. В общем-то это делалось для максимального упрощения электроники (ну паяю я только тогда, когда сильно-сильно "припрет":). Ну и еще просто было интересно научить малинку, помимо самого процесса ректификации, "диагностировать хвори установки по ее самочувствию", а не по результатам вскрытия :). Но, пока еще недостаточно информации и опыта эксплуатации, чтобы оценить эффективность такого подхода. Кроме того, пока еще очень малая часть "диагностики" реализована в скриптах...

Хорошо. Давайте поступим так. Я попробую по максимуму продумать и реализовать программную часть защиты. Т.е. - защиты по "поведению" штатных датчиков установки. А Вы, судя по всему, хотите защитить ВСЕ аппаратными средствами. :) Это замечательно! Если продолжите в том же духе, то, возможно, нам удастся найти какой-то сбалансированный вариант программно-аппаратной защиты установки. Найдем "пересечение" двух множеств (совокупности программных и аппаратных средств защиты) и, взвешивая, уберем избыточность. В результате мы поймем как все функции защиты установки "растащить" по уровням иерархии системы. Какие достанутся первому уровню (контроллера, датчики), а какие - второму (малинке). Уж коли мы функционал ректификации "растащили" по иерархии, то, возможно, и с функционалом защиты нужно также поступить?! Ну что же, эта задачка (защита установки) помаленьку становится, действительно, интересной. :)

OldBean, А не планируешь установку датчика давления в куб? Моё мнение что нужная вещь. Первое как защита при пробое семистора и других авариях. Давление в кубе быстрее покажет аварию чем Т-датчики. Второе очень удобно подбирать режим для новой колоны. Хорошо видны захлебы. В основном конечно он просто показамер. Хотя при выходе в режим видно сразу есть утечка пара или нет. Я использую вот такой датчик ru.aliexpress.com Конечно он недешевый но мое мнение что он нужен

Вот у меня, например, ректификация длится до двух суток, поэтому мне просто необходима защита с отключение ТЭНа. Один раз передавил обратку охлаждения и не заметил, в итоге 30 литров СС улетело в вентиляцию... Думаю делать УЗО на ТЭН, чтобы малина могла отключить его одной командой, тут же плюсом действие УЗО по прямому назначению - пробитый ТЭН на корпус например. Отслеживать аварию можно по разному, но я склоняюсь больше к ТСА, ибо нагревается моментом, и у меня нет датчика в дефе, только колонна, ТСА и куб.

Все вышесказанное мое ИМХО)

Хорошо. Давайте поступим так. Я попробую по максимуму продумать и реализовать программную часть защиты. Т.е. - защиты по "поведению" штатных датчиков установки. А Вы, судя по всему, хотите защитить ВСЕ аппаратными средствами.OldBean, 23 Авг. 17, 09:13

Мне приятно, что мои уточнения могут быть реализованы.
Всё  аппаратными средствами защищать не требуется (предохранители не в счет).
А размещение плавких предохранителей по питанию - это привычка, которая пришла с опытом и общепринятой практикой.
А запаивать или ставить предохранители в панельки - дело сугубо каждого.
По себе, уже закуплен дифавтомат на 16А с дельтой тока 30мА. Будет осуществлять общую защиту. А автомат YA-0702Х 10 А отдельно на плату ЕН на цепь питания. Остальные цепи через плавкие предохранители с держателями на плате.

контроль напряжения непосредственно на ТЭНеOldBean, 23 Авг. 17, 09:13

Считаю это должно быть штатным датчиком. Ведь самый критичный и опасный элемент - это ТЭН, он как "детонатор" в бомбе. Вокруг него и надо защиту городить. Предложенное мной дополнение на случай смерти симистора не такое уж и сложное: 3 резистора, один диод и оптопара. Просто и надежно.
Даже плату скорректировал.  :)
да... добавил возможность поставить симистор в корпусе TO-220 или TOP-3.
Осталось скетч поправить, да в скрипт для малинки прописать защиту.

... А не планируешь установку датчика давления в куб?dimato, 23 Авг. 17, 09:43

...но я склоняюсь больше к ТСА,dth, 23 Авг. 17, 09:45

Можно и давление мерить, и температуру на ТСА, но... инерционные способы это.  
Датчик давления Mpx5010, кроме того что требует АЦП, по сравнению с одной дополнительной оптопарой и парой резисторов по стоимости по несколько порядков цифр дороже. Кроме того требует аккуратного обращения, боится перегрева, требует периодической проверки работоспособности. На практике, выходит из строя неожиданно. Датчик ТСА конечно не повредит. А это 5-тый датчик...

Элемент защиты - контактор питания, пока еще тут в обсуждениях не рассмотрен, хотя только он способен рубануть питание если по симистору ТЭНа КЗ.
К примеру как на схеме. Другого варианта пока не вижу...

А не планируешь установку датчика давления в куб? Моё мнение что нужная вещь.dimato, 23 Авг. 17, 09:43

Абсолютно согласен. Вещь очень полезная. Планирую давно, но вот как-то все никак не соберусь заказать эти датчики. Кроме того, что перечислили, очень хотелось бы поэкспериментировать с кубовой ректификацией при постоянном давлении в кубе (т.е. - с постоянным потоком пара). Или с какими-нибудь промежуточными вариантами. Ну ведь интересно же. Что там и как... А сейчас, увы - только один режим. С постоянной мощностью нагрева.

Были бы цифровые - заказал бы сразу и не раздумывая. А так - придется еще модуль делать. Да и с ресурсом пока еще не понял. Сколько эти датчики проработают в нашей агрессивной проспиртованной среде? Сразу штук 5 заказывать или хватит парочки? У Вас сколько времени уже стоят?

я склоняюсь больше к ТСА, ибо нагревается моментом, и у меня нет датчика в дефе, только колонна, ТСА и куб.dth, 23 Авг. 17, 09:45

Да. Без Тдефа однозначно отследить аварию, наверное, не удастся. Тогда, конечно, только ТСА или BogAD поможет :). Ладно. Буду "моделировать" аварии повешу еще один датчик. На ТСА. Это совсем нетрудно. Для контроля. Там и посмотрим что окажется проще/лучше/быстрее.

дифавтомат на 16АBogAD, 23 Авг. 17, 12:57

Да. Эту штуку, конечно, давно пора ставить.

придется еще модуль делатьOldBean, 23 Авг. 17, 13:04

[сообщение #12629483]

OldBean, Датчик давления у меня стоит пару лет сделал пару сотен ректификаций. Шланг от куба до датчика около полуметра. Датчик подключается на прямую к ардуино и все нармально работает.

[сообщение #12629483]makh, 23 Авг. 17, 13:11

Датчик давления у меня стоит пару лет сделал пару сотен ректификацийdimato, 23 Авг. 17, 13:18

Все. Заказываю. Спасибо за щелчок "по весам"! :)))

Я в свое время думал использовать два датчика BMP180, один просто, второй залитый в шприц 10 кубиков. Носик шприца по шлангу к кубу. Но не смог подключить одновременно два датчика по i2c, поэтому не испытал...