БАРС. Блок автоматической ректификации и стабилизации.

Доброго времени суток. Сегодня закончил ректификацию на БАРСе.
Устранил кое-какие баги выявленные, после  ряда существенных модернизаций . Пока устойчивой считается прошивка 2.86.1.
Успешно провел на 99 ректификацию, во вложении, проблем вроде нет. Будут - бум искать и фиксить.

Собственно мне спирт не особо нужен был.  Хотелось испытать ПИД по поддержанию давления в кубе, т.е. от датчика давления управлялось мощностью ТЭНа.

Задача - 1 кПа в кубе. Естественно я не мог ждать когда куб полностью остынет подбирая коэффициенты ПИД. Выключал, ждал пару минут и запускал с новыми. Лог снять всей ректификации не удалось, бук замучал меня. Пока дрова новые не накатил, уходил все в синий экран. Но визульно в среднем ПИД поддерживал давление от 0.95 до 1.05 кПа.  Если проосто подобрать напряжение для такого давления, колебания были примено такие же. Думаю тут много факторов, и сам датчик и погрешности БАРСа, прыжки флегмы в колонне и охлаждение дефа у меня через термостат периодически работающий плевками. А 0,05 кПа - это 5мм.вод. ст. , вроде как немного.

На всякий случай какие настройки ПИД у меня были.

Уставка 1кПа.
Кп =90
Ки=1
Кд=20
Время -1с
чувс. 0.04
Макс и мин 100 и 5 %
Метод - угол.

Объем куба - 30 л, ТЭН 2кВт


Ночью вспомнил, что в режиме угол нет контроля пробития симистора. Переключил на режим напряжение и система перешла в колебания незатухающие от 0.8 до 1.2 (вроде) или больше. Т.е. тут нужны другие коэффициенты и вроде у меня получалось (я по разному пробовал), только я не записал что было. Основная причина, считаю, что один регулятор, управляет другим регулятором и система более инертная получается, я кажется 2-3 сек ставил дискретность для метода напряжения. Соответственно  Ки во столько же раз меньше, а Кд больше.

Разрядность коэффициентов наверное поменяю, чтобы Кп можно было больше ставить.

Еще надо будет подумать с ДД куба. У меня есть там два варианта, когда БАРС суммирует его показания с барометром или нет. Сумма важна когда включено коррекция Ткуба по давлению, а "не сумма" если стабилизируешь в кубе давление. Время будет - подумаю как их подружить.

проверим

Пробовал эмульгационный режим. Держал давление подбором напряжения. Но не то. Недавно получил MPX5010DP.На неделе попробую с ним.

Это просто замечательно.
Во вложении рекомендуемая схема включения MPX.
Если нужно будет такое давление, при котором сигнал с ДД выше 3.3В используй потенциометр, чтобы уменьшить выходной сигнал.

Приведеная схема отличается от

Осталось еще выбрать датчик давления. Наверное MPX5010DP.Z_h_e, 06 Июля 18, 21:16

И далее:

Вот что нашел.
Там есть схема, смотри только датчик.

С8 - не обязателен, поставишь хуже не будет. С7 нормально. С6 точно не ставь. R8 - это как раз делитель напряжения, чтобы сузить диапазон выходного сигнала. Вход IN+ микросхемы G2, это как бы AIN1 БАРСа.

И да!!!. Напоминаю что из AIN3 сделан выход на отключение УЗО, маркером что ли его пометь.Z_h_e, 24 Нояб. 18, 09:06

Руководствуюсь вышеизложенным

В теме [Простая автоматика на Ардуино Мега 2560 из готовых элементов]  MPX5010DP подключают совсем без обвязки [сообщение #12022652]

MPX5010DP подключают совсем без обвязкиvano11, 11 Мая 19, 14:08

Можно и так, тем более в БАРСе уже есть RC цепь.

Приведеная схема отличается отagv2, 11 Мая 19, 13:35

По сути одинаковая. Номиналы другие, возможно не существенно. Но конденсатор C6 установлен неправильно, без резистора он не только бесполезен, но может быть вреден для самого датчика. Потенциометр нужен если нужен сигнал выше 3.3 В от датчика.  В БАРСе по умолчанию настройки АЦП для сигнала без потенциометра и для питания ровно 5В.

Лично я сделал обвязку на самом датчике как рекомендуется в апноуте по борьбе с помехами, только навесным монтажем на датчике, хотя там и рекомендуемая трассировка есть, все равно же потом все по кабелю. А вот кабель у меня избыточен по длине, не к чему это, но так на длинном и пробовал.

Пробовал эмульгационный режим.agv2, 11 Мая 19, 02:50

Геннадий, а у тебя диоптр какой-то есть? Интересно сопоставить реальные колебания уровня и показаний давления.

Дефлегматор представляет собой димрот встроенный в диоптр.Перед ним УО голов Затапливаю диоптр флегмой. Снижаю мощность. Ниже ЦП. Пока уровень в ЦП определял прослушиванием стетоскопом.(разобрал медицинский для определения кровяного давления). Планирую через тройник трубку к верху вдоль колонны для визуального контроля уровня

agv2, а таблица Сивцева  проверять качество продукта? 100 грамм, 200, 300 и сколько строчек?

Когда верхние буквы не видишь, то хорош дегустировать:).

Я все их на память помню - как Папанов в том фильме про летчиков

Добавлено через 1дн. 19ч. 52мин.:

Так все-таки,

В теме [Простая автоматика на Ардуино Мега 2560 из готовых элементов]  MPX5010DP подключают совсем без обвязки [сообщение #12022652]vano11, 11 Мая 19, 14:08

Можно и так, тем более в БАРСе уже есть RC цепь.Z_h_e, 11 Мая 19, 20:26

1. В РЭ БАРС 2.1 схемы платы контроллера нет. В РЭ БАРС 1.7 в цепи Ain1 стоит R16 180 Ом, емкости нет.
2. У меня в кубе давление до 75 мм рт.ст. это около 10 кПа. БАРС изготовлен в октябре 2018 г., прошивка 299.
Можно напрямую, без обвязки?

Конденсатор есть,он снизу платы. Попробуй без обвязки, но выходной сигнал с ДД нужно уменьшить, т.к 10кПа это почти 5в будет.

Попробовал без обвязки работу ДД с БАРСом.Давал небольшое давление.
1.Тип Изб., остальные настройки - по умолчанию. Стр.4 Давление 100,37 кПа
2.Тип Абс. Давление 0,13 кПа без подачи давления.
Остальное на фото. Качество неважное: снимал на телефон, одновременно дул в тройник.
Делитель обязательно буду ставить.

Был в дороге, несколько позже отвечу. В двух словах, надо изменить настройки АЦП, но пока можно и так эксперементировать.

Добрый вечер.

По поводу обвязки и вредности кондера без резистора. Был неправ, по крайней мере про емкость 470пф.
Вот схема из ДШ на датчик.

Схема из аппноута, это схема для дополнительной фильтрации помех.
На данный момент это все не так важно. По крайней мере до реальных испытания с эмульгацией.

2.Тип Абс. Давление 0,13 кПа без подачи давления.agv2, 14 Мая 19, 13:50

Настройки по умолчанию в БАРСе это для идеальных характеристик, т.е. когда питание ровно 5В (выходной сигнал ДД зависит от питания), идеальный АЦП БАРСа и, самое главное, идеальный ДД.

Вот характеристика ДД.

Погрешность до 5% от диапазона это как никак 0.5кПа. Так что 0.13кПа это не много. Самое главное чтобы датчик был как можно линейнее и, самое главное, не плавали показания во времени. А датчик этот уже давно успешно применяют, так что с этим проблем быть не должно. Постоянная погрешность  же уберется настройками в БАРСе.


Как настроить.
Лично сам я работал на настройках по умолчанию. Ноль у меня попал (вернее чуть-чуть в минус), а верхнюю точку мне сравнить не с чем. Почему 1кПа была уставка в ПИД? Потому что я сначала выставил обычное предзахлебное напряжение на ТЭН и датчик в купе с БАРСом показал крайне близко к 1кПа.

Так то я уже заложил возможность расчета настроек для БАРСа в программе конфигурации, но пока не доделал.
А пока можешь просто оба параметра АЦП1024 и АЦП3072 сдвинуть на 0.1кПа. Поставишь делитель на 2, увеличь оба параметра  в два раза.

Если есть по чему калибрануть (думаю что пока не к чему), типа эталонный манометр или подогнать под манометр тонометра, то сначала выстави ноль с помощью параметра АЦП1024 (т.к. минус давление не показывает, лучше чтобы было не ноль, а какие-нибудь 0.01кПа для наглядности). Потом задай верхнее давление и выстави верх АЦП3072 подбором, потом опять ноль и верх и так несколько раз. (Записал себе сделать отображение текущего давления в том же экране настроек АЦП,  чтобы не бегать по экранам когда настраиваешь )

Ну наверное потом, по возможности, с помощью изменения мощности  и при наличии возможности определения уровня затопления колонны, сделать таблицу или график зависимости уровня затопления от давления.

Провел ректификацию. Всю колонну в режим эмульгации не вводил. Около метра от крышки куба. БАРС отработал на "отлично" Четко отрабатывал возмущения как со стороны задания,так и со стороны ручного изменения мощности индукционной плитки. Поясню: Плитка включена на постоянную мощность, ТЭНом и БАРСом держу давление в колонне. Уровень смотрел по трубке, давление по манометру и на стр.4. Совпадение практически один в один. Насколько точно уровень в трубке соответствует уровню флегмы в колонне - не знаю. Уровень в трубке колебался в пределах 2-5 см и четко следовал за изменением задания давления. Для свое колонны менял давление от 5 кПа в начале до 2,8 кПа в конце рект. Была бы стеклянная царга.... Или хотя бы диоптр, но только не более 50 мм высоты. Настройки ПИДа - на фото.

Ну что ж. Это здорово, первая эмульгация на БАРСе с применением ДД случилась.

Уровень в трубке колебался в пределах 2-5 см и четко следовал за изменением задания давленияagv2, 17 Мая 19, 03:45

Предполагаю что многовато и надо поиграться с коэффициентами.
Про коэффициенты ПИД ничего не могу сказать, они индивидуальны для каждой системы, а вот параметр "чувст." 0.2кПа это много считаю. Его надо выставить в районе шума ДД, нуууу может чуть-чуть больше.
Чувствительность (более корректное название было бы "зона нечувствительности", но тут букв больно много) - это такой параметр, когда рассогласование между заданной величиной и измеренной  меньше чувствительности по модулю, то ошибка E считается равной нулю. Например ты задал уставку 5кПа, реальное  давление 5.2кПа (ну или 4,8кПа), так при статичной системе давление так и останется на этом значении.

И при этой чувствительности перерегулирование при ступенчатом воздействии было небольшим, в пределах погрешности ДД. Колебания затухали в пределах 8-10сек. Система малоинерционная. Параметр "давление" это не параметр "температура". У нас можно и П-регулирование применять. Точность не нужна высокая.

А есть у тебя ориентировочные данные соответствия уровня затопления и давления. Например типа 0.5кПа/см.