Использование комплекта мастер-кит NM8036 для автоматизации

Скомпоновал NM8036 со всеми доработками и синхронизатором, блок питания на 12В от ноутбука, фазовый ШИМ http://www.masterkit.ru/main/set.php?code_id=17567 в одном корпусе. Последстви оказались печальные - NM8036 завис, в результате - фонтан из трубки отбора. Короче говоря Фазовый шим работая наводит бешенные помехи из-зи которых NM8036 или перезапускается, или хуже того виснет. Пока блок питания, ШИМ и контроллер были на некотором удалении друг от друга (около 50см) подобного не замечалось.

Тогда стоит сказать несколько слов о правильной компоновке оборудования в целом. Это для тех, кто не боится паять. Просто рекомендация, не более.

Делается два блока - силовой и процессорный. В силовом блоке ставится все, что связано с сетью и сильноточными цепями, в процессорном - только низковольтные слаботочные цепи.

Чтобы так сделать нужно вынуть все оптосимисторы из платы проца и собрать их на отдельной платке в силовом блоке. А соответствующие логические выходы проца протянуть в силовой блок в кабеле. После этого сеть в процессор не заводится вообще.

Примерный состав блоков

Силовой
1. Источник питания 12В - питает клапан, процессор и т.д. Лучше сюда же перенести и стабилизатор 5В из процессора, но необязательно.
2. Синхронизатор сети - выходной логический сигнал - в проц по кабелю
3. Один или два симисторных регулятора + оптосимисторы (или фазовые регуляторы с оптронами) - логические сигналы управления - из проца по кабелю.
4. Ключ управления клапаном - логический сигнал управления - из проца по кабелю.
5. Если есть ключи управления иными исполнительными устройствами (клапан подачи воды и т.д.) то они тоже размешаются здесь, а управляющие сигналы идут из проца по кабелю. Управление ими следует делать так, чтобы при обрыве кабеля устройства вставали в безопасное состояние (вода-закрыта и т.д.)

ТЭНы, клапан и иные силовые исполнительные устройства подключаются к этому блоку.

Процессорный блок подключается к силовому шлейфом (порядка 25 контактов - DB25) с хорошими землями. Питания фильтруются емкостями. Все датчики, аварийные логические сигналы и т.п. подключаются к этому блоку. К нему также можно (но нежелательно) подключать и те исполнительные устройства, которым нужен только сигнал управления.

Все логические сигналы сделаны так (это уже есть в проце), что при отключении кабеля ТЭНы и клапан отключаются, а остальные устройства переходят в безопасное состояние. Т.е. обрыв кабеля включает состояние "Авария".

При такой компоновке все сетевые цепи и цепи клапана расположены отдельно и помехи от них не влияют на проц. Для предотвращения лишних помех и наводок следует "беречь" землю, т.е., например, сигнал на клапан подавать по двум отдельным проводам, не используя общий провод земли, ну и т.п.

Ищи грабли. Всё работает на раз два.
Первая версия. Позже переделал, мощи не хватало.

У меня еще плотнее было все, в корпусе от компьютерного блока питания, убрал фазовый шим из корпуса чуть подалее сантиметров на 20 от проца и все нормально пока. Сижу слежу за процессом. Пробовал при близком расположении ШИМ задавать примерно 50% мощности, так графики температуры превращались в плотный "забор" из пиков.

У меня все достаточно плотненько набито в одном корпусе и силовуха и транс рядом с NM... Никаких проблем.
Правда я не балуюсь с симисторными регуляторами мощности.
Попробуй заэкранировать чего-нибудь, или плату NM или силовуху. Только экран нужно правильно "заземлить"

Уже много раз говорилось, что фазовые регуляторы (в отличие от zero-crossing брезенхема) дают очень большие помехи. Чтобы этого не было сеть на них (и на нагрузку) нужно подавать через сетевой фильтр. Фильтры можно посмотреть здесь http://www.simetron.ru/suppliers/filters/filters.shtml

А вот так выглядит моя колонна в процессе экспериментов и испытаний нового регулятора отбора и датчика проводимости спирта. Это чтобы лучше оценить труд Игоря по разработке законченного варианта колонны.

Ну вот, эксперимент практически закончен. Результаты такие.

Новый пережимной регулятор отбора работает хорошо. Заменил в нем трубку от капельницы силиконовой (спасибо Сергею1972 и D1N). Она оказалась несколько жестче (толще стенки) поставил почти не глядя и особенно не настраивая. Просто поджал, чтобы затыкалась и все. Работает очень стабильно, нужный диапазон регулировки перекрывает с большим запасом. Единственный небольшой недостаток это довольно узкий диапазон регулировки от полного открытия до полного закрытия - порядка 1500 из возможных 7000, задаваемых компом. Но это еще нужно аккуратно порегулировать.

А вот с датчиком проводимости - это просто песня! Все хвосты вижу отлично. Проверял на органолептику - показания датчика бьют очень точно. Датчик видит и измеряет хвосты даже когда мой нос уже перестал их чувствовать!

Но не бросайтесь сразу совать тестер в спирт, тут много граблей, подробнее потом расскажу. Громадная куча интересных вещей наблюдается, но во многом пока еще сам не разобрался. У меня нормально заработал только 4 вариант датчика. Основные грабли следующие.
1. Измерять проводимость нужно обязательно на переменном токе - на постоянном - число попугаев в Африке.
2. В датчике не должно быть металла. Даже если в пробирку с правильным датчиком поместить металл (медь, никель, латунь, олово, нержу не пробовал) то проводимость спирта начинает постепенно расти. Судя по всему или растворение или катализ каких-то реакций, приводящих к увеличению проводимости. Сделал электроды из графита (центральные штыри от батареек) очень сильно полегчало. Возникает ощущение, что проводимость растет просто при пропускании тока через спирт, даже слабого и переменного. Корпус - стекло и фторопласт.
3. Измеряемые параметры зависят от многого - температура, скорость потока (при малых потоках), крепость и т.п. Но реально это не мешает, особенно при постоянном отборе. Все параметры, кроме содержания примесей, стабильны.

Не обращайте внимания на короткие провалы на графике. Это я по своей глупости устроил бяку и вынужден был периодически проверять нулевую линию регистратора отключая датчик.

На 1800 включен отбор голов, на 11000-нормальный отбор. Резкий спад проводимости возможно связан с быстрым вымыванием голов, накопившихся в теле колонны.

Руди,а емкостной датчик ты не пробовал? Потом ты пишешь о металле,но ведь головы на всем своем потяжении контачат с нержой и я думаю что в датчике она будет нейтральна.Но это не суть важно,ведь нам нужна динамика а не абсолютные величины.Ждем метод измерений и конструкцию датчика.

Ну вот, эксперимент практически закончен. Результаты такие.
... с датчиком проводимости - это просто песня! Все хвосты вижу отлично. Проверял на органолептику - показания датчика бьют очень точно. Датчик видит и измеряет хвосты даже когда мой нос уже перестал их чувствовать!Rudy, 09 Нояб. 09, 00:38

Не понял. Хвосты или головы?

Игорь,головы,головы,прочитай выше графика.

Михаил0501, боюсь, что измерения емкости будут хуже, но попробовать стоит.

Пережималка естественно несколько хуже игольчатого клапана по точности "слепой" установки, т.е. по жесткости связи управляющего сигнала, задающего положение, и реального отбора. Но все остальное - диапазон и плавность регулировки ничуть не хуже. Пережимной регулятор позволяет более плавно и точно регулировать отбор, чем мой, сделанный на коленке, игольчатый регулятор.

Привожу полную пропись.

Игорь, то, что на графике - это ректификация ферейновского спирта, т.е. голов в нем весьма немного, а хвостов нет совсем. При случае просниму параметры и СС из сахарной браги, правда немного лениво с ней снова возится.

Схему и параметры выложу ессно, но чуть позже, еще немного поэкспериментирую и адаптирую под общество.

А принцип простейший - генератор прямоугольника частотой порядка 250 Гц и измеритель тока(низкое входное) с синхронным детектором. В измерителе тока три переключаемых диапазона 1 мА, 100 и 10 мкА и один плавный (для удобства). Выходное напряжение генератора регулируется от нуля ло 2.5 В, обычно работаю на 100 мВ.

Можно не заморачиваться и работать просто на 50 Гц от трансформатора, а в приемнике поставить обычный выпрямитель (или просто тестер), будет нормально, но могут немного мешать помехи, да и напряжение сети нестабильно.

Провел контрольные измерения отборов и спирта. Они отстоялись и термализовались за ночь, так, что условия стали совершенно одинаковые. Измерял другим ("стаканным") датчиком, поэтому цифры отличаются от данных "проточного" датчика.

1. Исходный спирт (ферейновский) - 12 мкА (странно, но так)
2. Первая часть голов - 13 мкА
3. Вторая часть голов - 6 мкА
4. Первые 2/3 спирта - 0.8 мкА
5. Последняя 1/3 спирта - 0.6 мкА
6. Хвосты с водой - гнал до воды для опыта - 4.4 мкА

Результат - в результате ректификации проводимость (и, надеюсь, количество примесей) снизилась более чем в 10 раз.

Ну вот, сфоткал и схемку нарисовал. Вроде все.

1 датчик - из корпуса транзистора. Аккуратно снята крышка, на изолированные ножки припаяна копейка, крышка просверлена, впаяны трубки и крышка запаяна назад. Вроде нормально, но не понравилось, долго рассказывать

2 датчик - из старого диода Д7Ж. Он аккуратно разобран на две части - дно и изолятор которые впаяны в торцы медной луженой трубки. В нее впаяны боковые латунные. На центральный провод изолятора впаян кусок медной луженой трубки - центральный электрод. Все сделано так, чтобы рабочая зона была всегда заполнена. Нормальный датчик и работает, но многовато металла при малом объеме спирта - плывет со временем достаточно быстро.

3, стаканный датчик - две коаксиальные латунные никелированные трубки. Провода подключения - эмалированные провода, поэтому рабочая зона задана строго. Отлично подходит для кратковременных измерений.

4, проточный датчик - стеклянная трубка заткнутая фторопластовыми пробками довольно плотно. В пробках по 3 дырки - в две плотно вставлены графитовые стержни, в третью - плотно вставлена трубка. На выступающие концы стержней надеты контактные пружинки, к ним припаяны провода. Рабочая зона ограничена кусочками силикона, надетыми на стержни вблизи пробок, поэтому небольшие пузыри ее не меняют. Все залито силиконом для надежной герметизации. Вот на этом датчике и работал.

Да, забыл дорисовать небольшое дополнение к схеме - выход опера (1 нога D1) подключается к земле через резистор 1..2 кОма - это помогает оперу работать с близкими к нулю выходными напряжениями. При этом минимальное выходное напряжение снижается с 300 до, примерно, 60 мВ.

Руди,а можно что нибудь попроще,без компа,с измерением тестором или другим стрелочным прибором.Так сказать для широких масс.Ведь это актуальная проблема.Заранее спасибо.
Под впечатлением изготовил датчик из двух нержачих трубок диаметром 6 и 4мм.длиной 20мм.одна в одной.Измерил сопротивление трех видов спирта,на диапазоне тестера 2 Мом.Головы-350-400ком. спирт после одной ректификации 800ком. спирт после двух ректификаций-1220ком.Крепость спирта- сейчас измерю. 96.8% при Т*21.4 .Головы 96.1% при Т* 19.8. Ты наверное проводил измерения на сопротивление какие у тебя примерно результаты? и почему стал измерять на переменном токе?На следующей неделе буду перегонять брагу и ректифицировать два раза,может какую методу предложишь.К этому времени сделаю из этих трубок проточный датчик.

Rudy, а графики чем нарисованны?
И принцип действия на чем основан? Уменьшение сопротивления в результате уменьшения примесей?

Еще замечание по программе.
Если снизить уставку при стабилизации давления ШИМ тенов сразу сбрасывается в ноль и регулятор начинает плавно увеличивать ШИМ только после того как давление снизится ниже уставки. Это приводит к "провалу" давления значительно ниже чем того требуется, а как следствие:
- к захлебу, если колонна находилась в предзахлебном состоянии
- возврату в бак накопленной в колонне флегмы, что особо печально в конце ректификации при отжатии хвостов. (У меня отбор спирта идет примерно при 10см.вд.ст., но в конце ректификации когда в колонну начинают лезть хвосты, для предотвращения захлеба  приходится снизить давление до 6 см.вд.ст. Т.к. при понижении уставки ШИМ сбрасывается в ноль давлени снижается не плавно, а импульсом и накопленные в колонне остатки спирта проваливаюся в бак).
Можно сделать так чтоб при снижении уставки ШИМ снижиля постепенно по ПИД закону?

Rudy, электропроводность диэлектриков http://www.electrofaq.com/ETMbook/CONDUCT/CON_MENU.HTM
Может быть чего нового найдешь?

Возникает ощущение, что проводимость растет просто при пропускании тока через спирт, даже слабого и переменного.
Rudy, 09 Нояб. 09, 00:38

В момент включения постоянного электрического поля через диэлектрик электрического конденсатора протекает ток смещения - Iсм, обусловленный быстрыми видами поляризаций.

В неполярных однородных диэлектриках затем устанавливается ток сквозной проводимости - Iскв.

В полярных и неоднородных диэлектриках (СПИРТ) протекает также ток абсорбции - Iабс, вызываемый активными составляющими токов, связанных с установлением замедленных (релаксационных) поляризаций. Во многих диэлектриках, используемых в качестве электрической изоляции, Iабс устанавливается за время меньше 1 мин.
Токи абсорбции могут устанавливаться в диэлектрике в течение длительного времени в зависимости от типа диэлектрика и механизма поляризации. Уменьшение тока Iабс может наблюдаться в течение минут или даже часов. После установления тока абсорбции через диэлектрик будет протекать только ток сквозной проводимости.

Руди,а можно что нибудь попроще,без компа,с измерением тестором или другим стрелочным прибором.Так сказать для широких масс.Ведь это актуальная проблема.Заранее спасибо.Михаил0501, 10 Нояб. 09, 04:50

Приведенная схема не требует компа. Просто подаешь 12В, на выходе напряжение 0..5 В (шкала) - меряй чем хочешь. Да, на всякий случай, схема иожет давать напряжения до 10 В (запас по шкале около 100%), поэтому к АЦП компа лучше подключать через резистор 10 кОм.

Под впечатлением изготовил датчик из двух нержачих трубок диаметром 6 и 4мм.длиной 20мм.одна в одной.Измерил сопротивление трех видов спирта,на диапазоне тестера 2 Мом.Головы-350-400ком. спирт после одной ректификации 800ком. спирт после двух ректификаций-1220ком.Крепость спирта- сейчас измерю. 96.8% при Т*21.4 .Головы 96.1% при Т* 19.8. Ты наверное проводил измерения на сопротивление какие у тебя примерно результаты?

Сопротивление и ток зависят отплощади контактов и расстояния между ними. Поэтому сравнивать трудно, можно только если договорится о конструкции эталонного датчика. Мои данные (ток) получены при напряжении 100 мВ - легко пересчитываются на сопротивление.

и почему стал измерять на переменном токе?

На постоянном токе мешают напряжения возникающие на контактах двух сред - как в батарейке. И их интенсивное плавание во времени, особенно под действием измерительного тока. Поэтому перешел на переменный ток.

Самая простая схема измерения такая. Берешь трансформатор с выходным напряжением 1..36 В, делаешь не слишком высокоомный делитель и понижаешь это напряжение до 0.1-5В. Примерно так.

Измерять, ессно, на шкале переменного тока, лучше через дополнительную емкость порядка микрофарады (на некоторых тестерах пролезает постоянная компонента напряжения - плохо). Напряжение с транса лучше подавать на наружную трубку, измерять с внутренней. При конструировании датчика озаботься тем, чтобы он был заполнен без пузырей (поток жидкости - снизу вверх) и площадь контакта спирта с электродами сохранялась постоянной.

Rudy, а графики чем нарисованны?Airdriver, 10 Нояб. 09, 06:15

Программой Origin.

И принцип действия на чем основан? Уменьшение сопротивления в результате уменьшения примесей?

Сам спирт имеет очень низкую проводимость. Поэтому практически вся проводимость дистиллята обусловлена примесями и ее величина пропорциональна их количеству. Понятно, что разные примеси по разному влияют на проводимость, но головы влияют сильно.

Еще замечание по программе....
Можно сделать так чтоб при снижении уставки ШИМ снижиля постепенно по ПИД закону?

Да, это несложно. Просто сейчас, при записи новых параметров ПИД, производится сброс всех старых значений (предыдущего отсчета и интегральной компоненты). Это было сдлано для того, чтобы было удобнее и быстрее подбирать параметры ПИД при настройке. Это можно убрать, тогда будет плавный переход (если параметры ШИМ подобраны хорошо). Но ты ошибаешься, если думаешь, что сброс давления может вызвать захлеб колонны - если это происходит, то, скорее всего, твоя колонна исходно находилась в режиме захлеба. И такого тоже не бывает

и накопленные в колонне остатки спирта проваливаюся в бак

Но я подумаю, может просто добавить команду изменения только уставки, без очистки параметров, хотя переколебон давления все равно будет.

В момент включения постоянного электрического поля через диэлектрик электрического конденсатора протекает ток смещения - Iсм, обусловленный быстрыми видами поляризаций...

Airdriver ты говоришь про постоянный ток. На переменном этого нет.

Да, это несложно. Просто сейчас, при записи новых параметров ПИД, производится сброс всех старых значений (предыдущего отсчета и интегральной компоненты). Это было сдлано для того, чтобы было удобнее и быстрее подбирать параметры ПИД при настройке. Это можно убрать, тогда будет плавный переход (если параметры ШИМ подобраны хорошо). Но ты ошибаешься, если думаешь, что сброс давления может вызвать захлеб колонны - если это происходит, то, скорее всего, твоя колонна исходно находилась в режиме захлеба.
Но я подумаю, может просто добавить команду изменения только уставки, без очистки параметров, хотя переколебон давления все равно будет.
Rudy, 10 Нояб. 09, 16:13

Если не сложно добавь пожалуйста, а очистку параметров можно отдельной кнопкой сделать, если вообще в этом есть необходимость. Колонна не в захлебе находится, а в ПРЕДзахлебе, хотя крайнюю ректификацию проводил при чуть меньшем давлении и проблема захлеба не мешала

Airdriver[/b] ты говоришь про постоянный ток. На переменном этого нет.
Rudy[b

нет, потомучто нет поляризации, т.к. полярность постоянно меняется, и судя по графикам приведенным на сайте для проводимости полярных диэлектриков, при переменном токе происходит измерение в раене максимального пика суммы всех токов. http://www.electrofaq.com/ETMbook/CONDUCT/CON4.HTM

Ты сам пользуешься NM8036 и программой к ней написанной? Или уже что-то другое для автоматизации используешь?