Попытка автоматизации пленочной колонны с паровым отбором

Ну что вот и пришло время начать выкладывать мои наработки "слегка" модернизированной автоматики от Addin, за что ему отдельное спасибо!
Автоматика полностью перенесена на платформу ESP32 и вследствие чего появилось удаленное управление через телефон VirtuinoSE
Поддерживает до 8 температурных датчиков, датчик кубового давления MPX5010, расходомер воды на датчике холла, бесконтактный датчик переполнения емкости, датчик атмосферного давления, логгирование данных на флешку, 2 клапана на 12В, 2 клапана на 220В, 1 выход для плавного управления нагрузкой, 1 выход под разгонную тену. Дополнительно можно поставить блок весов, для контроля скорости и объема жидкости.
Печатные платы разработаны в EasyEDA
https://easyeda.com/norem/dist-arm
https://easyeda.com/norem/dist

Логи работы автоматики
https://yadi.sk/d/WnB7uUT9cuo1Fw
Скетч для Arduino Nano ArduinoIDE
ACS712_norem.rar
Скетч для ESP32 под PlatformIO
mysam.rar
Проект для работы с автоматикой под управлением Virtuino SE
esp32.rar

Добавлено через 20ч. 27мин.:

Автоматика поделена на 2 блока Силовой блок и Блок управления.
Силовой блок под управлением ArduinoNano и на него возложены задачи по регулировке мощности нагрева, включение и выключение разгонной розетки, 2х клапанов на 12В и 2х клапанов на 220В.
На плате предусмотрен выход под I2C дисплей, термореле, 3 резервных выхода под датчики на пинах А1 А2 А3.
Обмен между блоками происходит по I2C.

Алгоритмы работы Блока управления.
Режим работы Стоп-Старт.
Установку делаю 10 секунд через 8 минут.
Дельтой в этом режиме является температура в дефлегматоре и при ее достижении, включается клапан хвостов и останавливает отбор через дефлегматор. Так же добавляется единичка к установленному значению текущей скорости воды. Поток проходящей охлаждающей воды измеряю датчиком XKC-Y25. А регулировку краном Камоззи rfo 382-1/8 с шаговым двигателем 28BYJ-48 и драйвером ULN2003 (на плате так же запланировано использование а4899)

Режим работы Тело.
Дельта это датчик температуры расположенный в 30% от общей высоты царги с насадкой. Дельта величина не постоянная и меняется в зависимости от атмосферного давления и давления в кубе
t_Delta_Davl = t_Delta + t_Par_Spirt - t_Par_Spirt_Start;
t_Par_Spirt = (Pressure + (MPX5010DP * 0.7) + 1296.58) / 26.31579;
где, t_Delta_Davl - расчетная дельта в царге
t_Delta - вручную установленное значение дельты
t_Par_Spirt - температура кипения спирта в царге с учетом атмосферного давления и расположения датчика температуры(0,7)
Pressure - показания атмосферного давления
MPX5010DP - показания относительного давления в кубе
Сам процесс выглядит следующим образом:
ставим мощность работы тена wt_otbor(верхнее значение мощности) wt_golov(нижнее значение мощности) в значения меньше и больше чем своя стандартная мощность отбора (например моя мощность 1500 а я ставлю 1100 и 1800Вт) и ждем пока колонна не перейдет в режим захлеба. Это нужно для того чтобы узнать кубовое давление при котором прошел захлеб (цифры с неоднородной засыпкой и разной насадкой разные, у меня было от 20 до 50 мм рт ст) потом обращаем внимание на показатель Mpx5010dp(давление в кубе) и ставим в Max_kub_d значение меньшее на 5. (если давление больше то мощность нагрева 1100 если меньше то 1800) Следовательно этим мы добьемся чтобы весь погон давление в кубе будет постоянным и предзахлебным с максимальным разделением.
Дульту обычно ставлю 0,2 от показаний царги и скорость подачи воды в половину меньше положенной (автоматика сама найдет нужную скорость). Принцип работы: если скорость отбора большая то включится клапан хвостов, остановит отбор, стабилизирует показания датчика царги, увеличит скорость охлаждающей жидкости и возобновит отбор.

Режим Пиво.
Можно задать 4 температурных паузы ( температура поддержки и время паузы) при переходе между паузами сигнализирует о переходе. На стадии кипячения 3 раза позовет закинуть хмель.
Дельта - возможные отклонения от заданной температуры паузы.
Возможность управления насосом.

Режим Датчики.
Можно прямо из приложения VirtuinoSE расставить датчики согласно вашей колонне.

Режим Калькулятор.
Для того чтобы не запускать сторонние программы для расчета количества АС, спитруозности в кубе после разбавления, процентов голов предголовий и хвостов.
Значения можно получить от температуры кипения куба и перевести в текущую спиртуозность.

Добавлено через 13дн. 3ч. 43мин.:

Температура кипения воды в кубе приблизительно расчитывается по формуле
Т_макс_куб = 0.03728 * (Атмосферное_давление(мм.рт.ст.) + Давление_в_кубе(мм.рт.ст.)) + 72.04;
Требуется для определение конца погона

как работает готовое изделие?

Автоматикой пользуюсь два года. Все хороршо. Конечно хотелось бы иметь возможность регулировки на растоянии хотя бы до 20 – 30 м. НО… Сейчас собираюсь переходить на зерновые и пиво для этого переделываю КПЭ -60. Возникла необходимость повышения мощи для ПВК в котором три тена по 2,5 кВт, сумарно 7,5 кВт. Т.к. сеть у меня в большинстве своем постоянно провысает до 175 -180- 190 В, то в расчете при 180 В и трьох тенах должно быть гарантировано 5 кВт. Да, проводку переделал на новую, а так же розетки, вилки 32 А. А по сему нужна максимальная моща на автоматике 4500 Вт. Может кто-то уже переделывал под такую мощу, и знает как это делать, какие нужны изменения в скетче и на какую максимальную мощу можна перейти? Выдержат ли елементы схемы, не теоритически, а практически? У меня датчик тока на 30А, семистор ВТ41 на радиаторе от компа с кулером обдува, правда кулер подключен на малих оборотах, т.е. на 5 вольт, можна подключить и на 12 В. Дифавтомат взять по мощнене. И еще я понимаю, что можна пользоваться 3500 ВТ и один тен включать на прямую,но хотелось бы иметь полный контроль по безопасности и выставлять ту мощу, которая нужна и возможность оставить автоматику на некоторое время.

Добавлено через 2мин.:

К тому же два тена при моей сети гарантировано дадут только 3200 Вт

Добавлено через 6мин.:

3200 это расчетные ваты, а в реальности еще меньше будет.

Раздели тену на несколько выводов. Например тен на 3 кВт состоит из 3х тен по кВт. Один или два оставь под регулировку симисторов а остальное повесь на разгон. По поводу выдержит нет вопрос риторический и тут много факторов. Сечение подводимой проводки до автоматики, качество пропайки дорожек и элементов цепи.

Я ж писал, что проводку переделал и нужен контроль по безовасности в случае прекращения подачи воды или достижения температуры разгона или выключения по температуре куба или поддержание заданой температуры в процесе осахаривания. Во всех этих случаях надо будет сидеть возме апарата и контролировать не имея возможности на некоторое время покинуть его. Процес происходит у меня в отдельно стоящем здании на растоянии 15 метров от квартиры. то что тены можно разделить тоже писал.

Все сказанное реализовано а моей версии автоматики.

Добавлено через 1мин.:

Я тебе в личку написал. Позвони переговорим

Igorr67, по поводу контроля по безопасности при отключении воды - поставь защитное реле "сухого хода" и к нему подключи нагревательный элемент и все проблемы с безопасностью решены:))

Добавлено через 23мин.:

Я ж писал, что проводку переделал и нужен контроль по безовасности в случае прекращения подачи воды или достижения температуры разгона или выключения по температуре куба или поддержание заданой температуры в процесе осахаривания.Igorr67, 16 Янв. 21, 14:57

.Если необходимо отключение куба при достижении предельной температуры и защита от прекращения воды , то можно сделать по схеме подключения: "трубопровод подачи воды" - розетка 220V - подсоединение "реле сухого хода" подачи воды - подсоединение к выходной розетке "реле" - "терморегулятор" с установкой порога температуры (которая устанавливается Пользователем по температурному датчику) - к нему нагревательный элемент. Т.е. при отсутствии подачи воды - "реле сухого хода" обесточит всю систему, при повышении порогового значения температуры , установленной на терморегуляторе - также отключится нагревательный элемент.

Добавлено через 4мин.:

Уважаемые винокуры, а что тема по Автоматике для колонн с узлом "отбора по пару" уже не актуальна?

Pavel1971, актуально вот только паровой отбор не обязательно должен содержать счетчик капель. например, можно обойтись датчиком температуры и вентилятором на базе ардуино. кто-то крутит шаговым двигателем заслонку .. вариантов много

от только паровой отбор не обязательно должен содержать счетчик капельdee, 03 Февр. 21, 14:08

Спасибо, про счетчик капель -это не я задавал вопрос. А по поводу Автоматики я сделал универсальную систему для отбора по пару c управлением по WI-FI, состоящую из 3-х отдельных блоков: 1-й блок- "контроллер WI-FI на 4 датчика: давление воды в холодильник, протечка, температура в кубе, уровень отбора голов. 2-ой блок - шаровый кран управления отбором WI-FI и терморегулятор с 2-мя эл. магнитными клапанами отбора "тела" и "голов" с управлнием по WI-FI, 3-й блок- аварийный - подачи воды в холодильник

Добавлено через 3мин.:

Просто хотел ознакомиться с имеющимися Автоматиками "по пару" на сегодняшний день, но на рынке продаж - кроме Автоматике Счастливчика ничего не увидел...:))), увы, хотелось бы услышать мнение "маститых" винокуров, кто использует колонну "по пару"

КаймарисаZagAl, 14 Февр. 20, 10:13

а что ща деф Каймариса?

Если необходимо отключение куба при достижении предельной температуры и защита от прекращения воды , то можно сделать по схеме подключения: "трубопровод подачи воды" - розетка 220V - подсоединение "реле сухого хода" подачи воды - подсоединение к выходной розетке "реле" - "терморегулятор"Pavel1971, 03 Февр. 21, 12:47

Да на самом деле в этой автоматике уже все защиты реализованы и они меня усраивают, только моя автоматика запрограмирована на работу, как и большинсто, на максимум 3500Вт и железо не надо пока переделывать за исключением УЗО. Нужно изменить скетч что бы она работала до 4500Вт.

Добавлено через 5мин.:

А как временно выйти из положения, не меняя скетч, я знаю.

Поток проходящей охлаждающей воды измеряю датчиком XKC-Y25.norem, 20 Окт. 20, 15:00

Все правильно?
XKC-Y25 - это "Бесконтактный датчик уровня жидкости"

по поводу Автоматики я сделал универсальную систему для отбора по пару c управлением по WI-FPavel1971, 03 Февр. 21, 14:21

А как по поводу защиты от нештатных ситуаций при работе по WiFi? Особенно если это не блютуз а через интернет.
Здесь последствия могут быть еше страшней чем во всех остальных случаях.

Добавлено через 21дн. 20ч. 45мин.:

железо не надо пока переделывать за исключением УЗОIgorr67, 25 Февр. 21, 20:53

А зачем в автоматике УЗО? Вы, что ее прямо к электрическому столбу подключаете?

Добавлено через 6мин.:

Нужно изменить скетч что бы она работала до 4500Вт.Igorr67, 25 Февр. 21, 20:53

Для такой мощности 4500Вт УЗО с током утечкой 10мА не существует

А как по поводу защиты от нештатных ситуаций при работе по WiFi?seagas, 06 Марта 21, 10:07

В системах умного дома, например, всё просто. По интернету ты только задаёшь алгоритм, он сохраняется в памяти устройства. Если интернет вдруг закончился, алгоритм спокойно продолжает выполняться автономно. Просто ты на смартфоне перестаёшь отслеживать его исполнение. А какие альтернативы?

Если интернет вдруг закончился, алгоритм спокойно продолжает выполняться автономно.Dry Gin, 28 Марта 21, 09:10

Согласен на 100% только обсудим слово «алгоритм» и как в нашей автоматике это реализовано.
По Википедии «алгоритм» это - конечная совокупность точно заданных правил решения некоторого класса задач.

Где Вы видели в нашей автоматике правила решения совокупности задач, которую эта автоматика должна решить? У нас максимальная совокупность задач ограничивается вкл/выкл реле. Правила здесь на уровне да/нет.
Да и Бог с ним, зачастую и этого хватает.

Но когда идет речь об удаленном управлении, то здесь я бы отметил следующее:
1. Чтобы алгоритм выполнялся автономно автоматика должна с удаленного устройства (телефона) загружать полную последовательность действий вплоть до завершения процесса перегона. Ведь мы не знаем, когда восстановится связь.
2. Создать последовательность действий можно только при знании показателей и критериев перехода от одной задачи к другой. На сегодняшний день у нас крутые разработчики даже не удосужились найти критерий стабилизации колонны, при получении спирта. Продвигают ни чем не обоснованные интервалы от 20 мин и более.
3. Даже если, у нас появились все показатели и критерии, но возникает еще одна задача. Мы имеем дело с легко воспламеняемым, взрыва опасным процессом. Никто не разрешит доверить автоматике бесконтрольную работу с такими веществами.

Отсюда вытекает необходимость резервирования основного канала передачи команд управления при организации процесса перегона. Алгоритм процесса работы основного и резервного каналов имеют множество нюансов и требуют серьезного обсуждения в кругу специалистов разного профиля деятельности.

Недавнее общение со «Счастливчиком», продвигающего тему удаленного управления процессом перегона показало следующее:
1. Любыми способами избежать разговоров на эту тему.
2. При обсуждении конкретных вопросов о удаленном управлении ссылается на производителей оборудования (Китай), которые на свой страх и риск производят и продают ими разработанное оборудование.
3. Вопрос о выборе телефона, с которого можно дистанционно управлять процессом перегона, оказался очень сложным, но потребители, об этом ничего не знают. А оказывается телефон может «заснуть» и будет не способен принять срочный запрос от базового блока. Вот тут пипец и наступит.

Вот собственно говоря вкратце все, что я думаю об удаленном управлении процессом перегона.

seagas, аварийная автоматика должна работать на уровне вкл/выкл, а не на каких-то там сложных алгоритмах. Аварийное оповещение тоже. Ну а получение уведомлений и алармов на телефон - базовая функция андроид.

аварийная автоматика должна работать на уровне вкл/выклDry Gin, 06 Июня 21, 03:47

Термин аварийная автоматика я бы здесь не использовал. Процесс перегона может идти нормально, а вот связь с телефоном может пропасть и, следовательно, контроль и управление автоматикой будет прервано.
Например, телефон отправил команду включить куб на разогрев и получил подтверждение, что команда выполнена. Дальше идет контроль телефоном температуры в процессе разогрева куба. И в это время пропадает связь. Процесс нагрева становится не контролируемым с понятными последствиями.
Чтобы такого не случилось нужно телефону отправлять команду на включение нагрева куба вместе с температурой, при которой нужно или выключить ТЭН или перейти к выполнению другой команды.
Поэтому я в предыдущем посту писал: «1. Чтобы алгоритм выполнялся автономно автоматика должна с удаленного устройства (телефона) загружать полную последовательность действий вплоть до завершения процесса перегона. Ведь мы не знаем, когда восстановится связь.».

Но чем длиннее последовательность операций, которая отправляется с телефона для выполнения, тем больше вероятность того, что где-то, что-то может пойти не так. И когда такое случается, да еще и связь пропала (экран телефона погас) вот тут наша спиртовая бомба может и рвануть.

Для исключения этого и нужен резервный канал связи.

Ну а получение уведомлений и алармов на телефон - базовая функция андроид.Dry Gin, 06 Июня 21, 03:47

Я наверно недостаточно понятно объяснил, что когда у телефона гаснет экран, то любой обмен информацией с внешним миром прекращается. Разработчик автоматики должен сделать класс сервис, который не останавливается с гашением экрана, как у простых приложений.

Например, телефон отправил команду включить куб на разогрев и получил подтверждение, что команда выполнена. Дальше идет контроль телефоном температуры в процессе разогрева куба.seagas, 06 Июня 21, 07:25

Да не должен идти контроль температуры телефоном. Это какая-то неправильная автоматика так делает. Правильная сразу загружает контроль разгона в себя.

Дальше идет контроль телефоном температуры в процессе разогрева куба. И в это время пропадает связь. Процесс нагрева становится не контролируемым с понятными последствиями.seagas, 06 Июня 21, 07:25

Даже если у тебя неправильная автоматика и управление разгоном каким-то чудом происходит из телефона, то в любом случае должна быть аварийная автоматика, которая отключает всё вне зависимости от ректификационной автоматики.

Чтобы алгоритм выполнялся автономно автоматика должна с удаленного устройства (телефона) загружать полную последовательность действий вплоть до завершения процесса перегона. Ведь мы не знаем, когда восстановится связьseagas, 06 Июня 21, 07:25

Ну всё правильно. И в чём проблема? Алгоритм загружается в контроллер и выполняется, хоть есть связь, хоть нет её. Я тоже об этом писал.

Но чем длиннее последовательность операций, которая отправляется с телефона для выполнения, тем больше вероятность того, что где-то, что-то может пойти не так.seagas, 06 Июня 21, 07:25

Если алгоритм проработан и всё учтено, то что может пойти не так? А если не проработан, то какая разница, есть связь или нет её. Тогда надо сидеть у колонны и прорабатывать алгоритм.

И когда такое случается, да еще и связь пропала (экран телефона погас) вот тут наша спиртовая бомба может и рвануть.seagas, 06 Июня 21, 07:25

Аварийная автоматика должна всё выключать в таких случаях.

Для исключения этого и нужен резервный канал связи.seagas, 06 Июня 21, 07:25

Какой ещё резервный канал? По рации что ли? Не понимаю, про что ты.

когда у телефона гаснет экран, то любой обмен информацией с внешним миром прекращается. Разработчик автоматики должен сделать класс сервис, который не останавливается с гашением экрана, как у простых приложений.seagas, 06 Июня 21, 07:25

Ну это вроде очевидная вещь. Это всё есть в api любой операционки. В чём сложность при выходе из режима отправить уведомление? В чём сложность отправлять логи периодически? Ты какие-то надуманные проблемы рассказываешь.

Если алгоритм проработан и всё учтено, то что может пойти не так?Dry Gin, 06 Июня 21, 09:09

Этот вопрос неуместен потому, что и без удаленного управления мы делаем кучу сигнализаций от протекания дистиллята на пол до полноценной пожарной сигнализации и пожаротушения. Здесь мы почему-то не говорим: «… что может пойти не так?»
Когда оператор рядом с объектом контроля, то в большинстве случаев он предотвращает негативное развитее событий.
В удаленном управлении мы должны предотвратить развитие ситуации, когда может возникнуть необходимость в местной сигнализации.

Аварийная автоматика должна всё выключать в таких случаях.Dry Gin, 06 Июня 21, 09:09

Может я не всей информацией владею по аварийной автоматике, но мне кажется сигнализация срабатывает по факту уже произошедших событий. А вот сигнализацию, которая реагируют на нарушение алгоритма поведения изделия я не знаю.
Поэтому я и предлагаю использовать резервный канал, который при нарушении связи переходил на обмен СМС ками. (не помню, как этот протокол называется вроде SMPP). Делать то ничего не надо (почти), дописать код и тема закрыта.

Какой ещё резервный канал? По рации что ли? Не понимаю, про что ты.Dry Gin, 06 Июня 21, 09:09

Зря ты ввязываешься в перепалку с данным типом. У него просто каша в голове. Чуть погодя он начнет как бы ненароком кидать ссылки на свою недоавтоматику, в которой каждый чих должен именно оператор обработать. На форуме у Счастливчика он уже похулиганил и вынес всем мозг, за что и был забанен. Я вот все жду когда же он еще и автоматику HelloDistiller по обсирать придет, интересно как его там на землю спустят )))