Аналоговый контроллер из того, что было под рукой

Доброго всем времени суток! Предлагаю свой вариант аналогово контроллера ректификационной колонны.
ТТХ:
   - стабилизатор мощности ТЭНа с регулировкой
   - режимы работы ТЭНа: ВЫКЛ, Работа, Разгон
        - автоматическое переключение ТЭНов из режима Разгон в режим Работа
        - автоматическое отключение ТЭНов при аварии по дельте температур (например, отсутствие жидкости в системе охлаждения)
   - автоматическая и ручная регулировка отбора
   - визуальный и звуковой контроль процесса
   - два режима отбора: медленный (старт-стоп) и быстрый (воздушный узел отбора,
биметаллическая пережималка. перистальтический насос) ШИМ.
Аварийное выключение всей системы реализовано отдельным блоком, в котором смонтирован в
том числе и сетевой фильтр.
При разработке ставилась задача сделать "из того, что есть". Два летних сезона контроллер
отработал на даче без нареканий.
Итак, схема...

R4, R7 датчики температуры, установленные на колонне. Разница температур преобразовывается с
помощью схемы на LM324 в напряжение, которое поступает на узел ШИМ  на TL494 и на узел индикации
на LM3914.
Стабилизатор мощности выполнен на КР1182ПМ1. Режимы его работы определяютсятся релейным
узлом на Р1-Р3.
Узел индикации управляет не только линейкой светодиодов, но и звуковым сигнализатором.
Звуковой сигнализатор выдает короткий "ПИП" раз в три секунды при свечении зеленых светодиодов,
раз в секунду - при свечении желтых и выдает "ПИ-ПИ-ПИ-ПИ-Пи..." при свечении красных. В случае
включения светодиода Д11 выключает реле Р2, Р3, обесточивая тем самым ТЭНы.

Схема построена по модульному принципу и при желании часть узлов можно не паять. Например вместо индикатора на LM3914
можно просто установить стрелочный индикатор (тогда, естественно, звуковой сигнализации не будет) а для
аварийного отключения ТЭНов использовать оставшийся незадействованным компаратор на LM324. Можно
использовать отдельно стабилизатор мощности, а можно его же - совместно с релейным узлом. Можно отдельно
использовать узел ШИМ на микросхеме TL494.

Микросхема TL494 выбрана из за большого количества управляющих входов, что позволило без лишних схемных
ухищрений реализовать необходимые режимы. Переключатель "Режим отбора" изменяет частоту следования импульсов ШИМ,
что позволяет  управлять как клапаном в режиме медленного шим, так и, например, кулером воздушного узла отбора
при быстром ШИМ. Переключатель "Отбор вкл/выкл" разрешает либо запрещает импульсы ШИМ на выходе микросхемы.
Переключатель "Авт/руч" позволяет либо установить скважность импульсов отбора вручную резистором "Макс. отбор",
либо включить плавную регулировку по уровню дельты температур (в этом случае ширина импульсов будет не шире заданной резистором "Макс. отбор")

В устройстве отсутствует индикатор температуры и неудобств это не вызывает. Отбор регулируется по дельте
температур внизу и вверху колонны. Такой способ позволяет не оглядываться на атмосферное давление и не перегружает
информацией оператора.

Занятная схемотехника, занятная. Я нечто подобное сейчас мучаю. Думаю, как из делителя синуса на твердотельнике SSR сделать реальный стабилизатор мощности.

IvanAltay,
Мне такой вариант не подойдет. Я кашеварю обычно на даче. Там сеть итак еле дышит, а тут еще мои ТЭНы в режиме вкл-выкл будут ее грузить. Боюсь, колонна еще не успеет выйти на рабочий режим а у меня ну участке будет уже все садоводство. Если не для того, чтобы покарать за мигающую лампочку, так с просьбой поделиться. Поэтому был выбран вариант с фазовым управлением.

Как с этим работать...
Исходное положение:
ТЭНы выключены.
Тумблер "Режим отбора" в положении, отвечающем вашему узлу отбора (быстрый или медленный ШИМ).
Тумблер "Отбор вкл/выкл" в положении ВЫКЛ (На схеме в положении ВКЛ).
Тумблер "Отбор авт/руч" в положении РУЧ (На схеме в положении АВТ).
Регулятор "Мощность" на максимуме (Для первого запуска).
Регулятор "Макс. отбор" на минимуме (Для первого запуска).
Регулятор "Баланс" выставляем так, чтобы на линейке светодиодов горел только Д1.

Включаем воду.
Нажимаем кнопку "Нагрев". Загорается соответствующий светодиод и ТЭНы включаются
на максимум. Мощность на ТЭНах контролируем по стрелочному показометру ИП1. Чтобы убедиться, что
стабилизатор работает, можно подвигать резистор "Мощность".Затем нажимаем кнопку "Разгон". ТЭНы работают на максимуме.

По мере нагрева пары начинают проникать в колонну и греть нижний терморезистор. Присходит разбаланс моста,
что можно увидеть на светодиодной линейке. Когда загорится светодиод Д11, сработает реле Р1 и отключит
разгонное реле Р3 (Р2 останется включенным так как его поддержит тумблер S1.2).
Далее ТЭНы работают в режиме, заданном резистором "Мощность".

Сырье закипает. Колонна заполняется. Резистором "Мощность" вводим ее в предзахлебовое состояние и чуть убавляем.
Работаем "на себя". Если нужно, корректируем мощность. Это рабочая мощность и рабочее положение резистора.
При последующих ректификациях этот резистор я больше не трогал.

Резистором "Баланс" зажигаем самый первый зеленый светодиод (Д1). Тумблер "Отбор вкл/выкл" переводим в
положение ВКЛ. Резистором "Макс. отбор" регулируем скорость отбора для голов. Отбираем сколько нужно.
Меняем тару.

Резистором "Баланс" зажигаем самый первый зеленый светодиод (Д1). Тумблер "Отбор авт/руч" переводим в
положение АВТ. Резистором "Макс. отбор" регулируем максимальную скорость отбора для продукта. Включаем звук.
При заходе баланса в зону красных светодиодов отбор полностью прекращается. Когда система надолго зависает
в красном секторе, пришла пора менять тару.

Резистором "Баланс" зажигаем самый первый зеленый светодиод (Д1). Тумблер "Отбор авт/руч" переводим в
положение РУЧ. Резистором "Макс. отбор" регулируем скорость отбора для хвостов.
При заходе баланса в зону светодиода Д11 ТЭНы выключаются.

вот нашел фотку во время регулировки...

Поэтому был выбран вариант с фазовым управлением.Dutchman, 28 Февр. 18, 04:14

С фазовым управлением ещё проще на твердотельнике SSR-40VA сделать. Там вообще один переменный резистор нужен. Но фазовые регуляторы, грешат тем что прилично в сеть сифонят помехами. Реле рвёт синус в любом месте, характерным выхлопом высших гармоник. А повышеупомянутой схеме, при подаче напряжения на управляющий вход, схема ждёт пока синусоида достигнет гуля и подключает нагрузку красивыми пачками синуса. Это "медленный ШИМ". Но если нагрузка у фазового регулятора до 1кВт, то уровень помех терпимый. Я сейчас врезаю ТЭН нержавеющий китайский 3*1кВт. Два элемента по 1кВт пудут подключаться автоматом, третья спираль нагревателя будет управляться схемой на SSR-40VA. Именно фазовый регулятор, буду применять, чтоб ампервольтметр ещё в цепь поставить, чтоб хоть примерно оценивать мощность в цифрах. Понятно, что показания не очень правильные будут на рваной синусоиде, но они будут.

С фазовым управлением ещё проще на твердотельнике SSR-40VA сделать.IvanAltay, 01 Марта 18, 03:58

Не знал, что твердотельные реле могут коммутироваться с частотой сети. Теперь знаю...
С другой стороны, стоимость SSR40 в Эскоре доходит до трех килорублей. При таких инвестициях хобби становится разорительным.

Это "медленный ШИМ"IvanAltay, 01 Марта 18, 03:58

Вот этот медленный ШИМ и приводит к морганию лампочек, которого я и хотел избежать. С помехами борюсь при помощи фильтра.

Dutchman, Симистор у тебя интересно включён/нарисован. Паял по твоей ранее выложенной схеме с КР1182ПМ1. Предыдущие (с АЦП) тоже видел. Обвеску другую сделал. Нагрузка- 2а одинаковых ТЭНа включаемые двумя симисторами. Каждый на своём полупериоде.
Точность стабилизации чем нибудь проверяешь?

Рюрик1955, По ногам вроде верно нарисовал. Или имеется  в виду сама картинка? - так какой был в СпЛане...
Точность стабилизации оцениваю только по стрелочному индикатору. У него вообще шкала в децибелах. При подключении стабилизатора через ЛАТР и с лампочкой в нагрузке наблюдал кратковременные провалы и вспышки лампочки при резких скачках напряжения (поворотах ручки ЛАТРа на половину хода, то есть вольт на 100). При выставленной мощности стабилизатора ~50% и медленном повороте ручки ЛАТРа от 250 до примерно 110-150 вольт изменения яркости не наблюдал, стрелка на индикаторе неподвижна. При напряжениях от 110-150 до 0В плавно снижается яркость лампы и стрелка ползет до нуля (синусоида почти полная, чуть покоцанная в начале полупериода).
На этом оценку работы стабилизатора прекратил и стал считать выдержавшим испытания... Возможно, точность поддержания не является прецизионной, но нам сотые доли Ватта ловить и не нужно. Кроме того, схема обладает инерционностью, которая определяется емкостью конденсатора С8. Я остановился на емкости в 0.47 мкф.

Обвеску другую сделал.Рюрик1955, 01 Марта 18, 17:51

Обвеску каждый может делать на свое усмотрение и исходя из имеющихся в наличии деталей. Завтра выложу плату (ты ее видел) - ее можно без переделок цеплять хоть к одному симистору, хоть к двум тиристрам.

Dutchman, Чаще на управление и другую ногу симистора подключение попадается (чисто по рисунку). С8 поставил 0.33 мкф, но там разброс игого. С4 вообще убрал (на входе 1182), горб давал при регулировке. По изменению давления в кубе на этом РМ большой разницы не заметил.

Не знал, что твердотельные реле могут коммутироваться с частотой сети. Теперь знаю...
С другой стороны, стоимость SSR40 в Эскоре доходит до трех килорублей. При таких инвестициях хобби становится разорительным.Dutchman, 01 Марта 18, 05:33

260 руб с доставкой на Али. Кажется через 20 дней приехали. Ссылку дать?

Рюрик1955, посмотрю на рисунке платы. корпус вскрывать не буду. Но работает... Если не - так в схеме исправлю
IvanAltay, давай! Я как раз собирался симистры для сетевого стабилизатора (это который с авторансформатором и кучей отводов) заказывать. Надо будет прикинуть, может эти твердотелы получше будут

https://ru.aliexpress.com/...2311.0.0.qHhaU1
Продаван нормальный, всё приехало качественно и в срок от него.

может эти твердотелы получше будутDutchman, 01 Марта 18, 19:16

А смысл? симисторы по 12-25 руб на Али можно купить (на 20-40 ампер). Или в мощном исполнении. Всё равно на радиатор ставить.

А смысл? симисторы по 12-25 руб на Али можно купить (на 20-40 ампер). Или в мощном исполнении. Всё равно на радиатор ставить.Рюрик1955, 01 Марта 18, 19:24

Только в симисторах нет цепи контроля перехода через ноль и в твердотельниках есть цепь гальванической развязки управления от сети... Да и 260 руб, не те деньги чтоб экономить в нашем деле...

Только в симисторах нет цепи контроля перехода через ноль и в твердотельниках есть цепь гальванической развязки управления от сети.IvanAltay, 01 Марта 18, 19:30

Так с фазовым управлением контроль нуля и не нужен? Можно, по выбору, оптроны разные поставить. Если нужна развязка- без проблем. КМК! Готовое изделие гораздо дороже комплектующих, но быстрее в сборке изделия. Если самому не паять.

Так с фазовым управлением контроль нуля и не нужен?Рюрик1955, 01 Марта 18, 19:47

Не нужен, только такой регулятор(фазовый) не может управлять индуктивной нагрузкой(трансформаторами, обмотками электродвигателей), тупо для резистивной нагрузки, вроде ТЭНа... Можно и Триггер Шмитта собрать на транзисторах и ОУ, только все микросхемы покупают.

только такой регулятор(фазовый) не может управлять индуктивной нагрузкой(трансформаторами, обмотками электродвигателей)IvanAltay, 01 Марта 18, 19:57

Интересно а что ставят в дрелях и шуруповёртах? Триггер Шмидта с регулируемом гистерезисом можно и на ИС собрать, КМК!

А смысл? симисторы по 12-25 руб на Али можно купитьРюрик1955, 01 Марта 18, 19:24

Пока никакого смысла. Иван дал мне повод для размышления. Но по цене симисторы всеж дешевле выходят как ни крути. Лежит спаянная плата с MOC3061. А, как известно , спаянная плата - это даже не полдела, а процентов пять))) Нужно все в корпус впихнуть, да мордаху разрисовать, чтоб не стремно было гостям похвастаться.