Алгоритмы работы ректификациооной колонны

Грубо для начала обсуждения весь рабочий цикл предлагаю разбить на этапы.
При этом будем считать, что у нас есть следующие датчики
По управлению, частично по безопасности.
Термометр в кубе, в дефлегматоре, в теле колонны, датчик давления в кубе
По безопасности
Датчик уровня в баке, датчик потока охлаждающей жидкости, термометр в ней же, датчик газа над колонной, предохранитель по входному напряжению.

Управление осуществляем тенами и клапаном старт стопа.

При этом есть действия, которые не автоматизируем - их нужно совершить оператору, система помогает ему пинками (пищит, моргает)...

Рабочий цикл бьется примерно так.

1. Включение системы. Проверка исходного состояния (жидкости в кубе, в системе охлаждения, закрытого отбора спирта, целости тенов.
2. Разгон системы, определения захлеба, сброс лишней мощности, включение охлаждения.
3. Работа "на себя" в течении заданного интервала времени (к примеру полчаса) либо до окончательно устаканившегося динамического температурного равновесия в колонне. Сигнал оператору 0 пора голову гнать.
4. Оператор задает малое ФЧ, клапан открыт, отбор головы...
5. Оператор решил - уже тело, открывает отбор на полную, начало отбора
6. Через некоторое время ( к примеру, полчаса), оператор фиксирует устоявшуюся температуру в дефлегматоре и теле колонны. Задается уставки по Тдефл  и разнице Тдефл-Тколонны. При превышении любой уставки клапан закрывается.
7. При частом закрытии клапана в ед времени (при каждом - вариант обсуждаемо) система пищит и просит увеличить ФЧ.
8. Когда клапан становится больше закрыт, чем открыт, системе надоедает (вариант - оператору) и приходит конец работе - все выключаетя.

Такой алгоритм предлагаю я, прошу его обсудить

Да, чего-то вопрос не вызывает интереса... а меня, если честно, больше всего интересует именно законченный алгоритм. А уж как его реализовать, при условии что он проработан и исполним технически - это небоьшая задача...

Связался пару дней тому как со своими бывшими работниками - софтовиками и хардовиками. Когда -то, лет 14 назад, я открывал два первых в нашем городке автогаража по установке крутых диковинок - автосигнализаций и стеклоподьемников. Чуть позже пришла идея разработки своей автосигнализации. Я познакомился с ребятами на кафедре нашего радиоинститута, которые освоили уже тогда пик контроллеры. В то время вообще чуть не супероткровение мира электричества. До серийного выпуска а\сигналки дело не довели, но несколько гостиниц в сочах и москве модифицированной схемкою центр.охраны оплели. Потом наши дороги разошлись.
Сейчас ребята чуть в другом составе занимаются некоторыми элементами бортовой автоматики для БЕ-100 и БЕ-200 - это самолеты амфибии, конструируемые у нас же.
Созвонился. Поболтали. Сказали, что реализуют вообще без вопросов, правда на базу элементную покривились - типа надо на аналогах, но сименсе или фуджике делать, а это гавно бытовое... крутые типа самолетостроители.
Но. НО! Нужно техзадание, а в его основе лежит описание того, что хочешь получить.

Получается, что автоматизация нужна многим, а что под ней конкретно понимать - судя по интресу к ветке - никого не волнует, так что-ли?

Не, просто у каждого свое видение. Вот, например, Игорь наверняка захочет приделать сюда и автоматическое управление ФЧ лифтом, проскакивало ШИМ-управление клапаном. Универсальное устройство - это будет монстр вроде обсуждаемого мастеркитовского. А неуниверсальное - я сам соберу на той же атМеге.

И опять же - я считаю, что устройство должно уметь работать автономно, без компьютера. Но есть и полярные мнения - типа в железе только исполнительные устройства, вся логика в компе.

Опять же, повод обсудить и устаканить на семинаре.

Хорошо было бы если устройство работало автономно, но с управлением от компьютера. Например с компьютера задал режимы работы, а оно само колбасит. Так же пусть на компьютер логирует сигналы с датчиков для последующей обработки. У меня дома стоит сейчас железячная торрент-качалка, принцип такой же задал что качать, а она сама дальше работает, когда надо просмотрел что там, или изменил скорость закачки. То же самое хорошо было бы и здесь реализовать. К примеру, запустил колонну, проверил данные с датчиков, подправил параметры, если что не так и она дальше сама работает. В железе я не особо соображаю, хотя постепенно и осваиваю микроконтроллеры, а вот в программировании уже не один год и думаю что не составит большой сложности что то подобное организовать.
Вот если бы еще и какой нибудь беспроводной интерфейс сообразить к данному устройство (например bluetooth) вообще сказка бы была

Хорошо было бы если устройство работало автономноTigranishe, 12 Февр. 09, 18:40

...и без компьютера.Меня бы например заинтересовало устройство попроще -... эту вилку воткнуть в розетку,  к этим контактам подключить ТЭНы, к этим имеющийся в комплекте термометр, клапан и т.д.То есть простейшее устройство, которое можно подключить и к самодеятельной колонне. Вроде такой тезис выдвигался - возможность приобретения колонны (оборудования) по частям.
А то, что нет вопросов по алгоритму работы, - так все вроде правильно, что еще спрашивать?

Игорь223, законченный алгоритм - вещь полезная и нужная, но достаточно многоплановая. И браться сразу за всё - на 99% опасность обречь начинание на забвение. Углубляясь в тонкости, мы в них и погрязнем. Я не участвую в обсуждении этой темы не только по этой причине, но и по другой. Я считаю периодическую ректификацию бесперспективной, а свой уровень автоматизации с ТемпКипером, 1-wire, VBacic-ом и управлением по LPT-порту считаю вполне достаточным и не требующим дальнейшего развития в тупиковом направлении периодической ректификации.

Я считаю периодическую ректификацию бесперспективнойИгорь, 12 Февр. 09, 19:24

Ну-ну. И где-же твоя установка непрерывной ректификации? Или ты ее от нас тщательно скрываешь?

игорь223, не торопись, будут тебе алгоритмы, но немного не так, как ты планируешь. Сейчас SerjNSK получит NM8036 и посмотрит, что она сама умеет. Тогда и подумаем. И, естественно, все будет работать и без компа и с компом.

Алгоритмы - это просто, а вот как с 5-ю кнопками на морде и двухстрочным дисплеем на 16 символов задать параметры, причем со всеми возможными и желаемыми вариантами - вот это задача. Можешь начинать продумывать, т.е. нарисовать систему меню - какие надписи, какие переходы и т.д. Дашь мне систему меню - я тебе все остальное влет нарисую.

а вот как с 5-ю кнопками на морде и двухстрочным дисплеем на 16 символов задать параметры, Rudy, 12 Февр. 09, 20:13

уровень автоматизации с ТемпКипером, 1-wire, VBacic-ом и управлением по LPT-порту считаю вполне достаточным и
Игорь, 12 Февр. 09, 19:24

Вот если бы еще и какой нибудь беспроводной интерфейс сообразить к данному устройство (например bluetooth) вообще сказка бы была
Tigranishe, 12 Февр. 09, 18:40

Во, блин!!! А я то расчитываю летом на даче в саду поставить. А электричество там редко бывает.

От аккумулятора или генератора придется.

Какая-же автоматика без электричества? Разве что предохранительный клапан, костром не поуправляешь. Ну или сам по прописанным алгоритмам будешь дрова кидать (по механическому манометру и ртутному термометру в баке) и флегмовое число крутить (по ртутным термометрам в дефлегматоре и колонне). А алгоритм напечатать крупными буквами, чтобы издалека видно было.

Игорь - некоторый снобизм.
На кой мне ваши последовательности, я в параллельной(непрерывной) реальности вижу будущее.... есть повод для жесткой дискусии через недельку...

Руди - некоторый формализм.
Даже футуризм. Утопизм неявный, я бы сказал.

"Сейчас SerjNSK получит NM8036 и посмотрит, что она сама умеет. Тогда и подумаем. И, естественно, все будет работать и без компа и с компом."

Который раз телегу поперед паровоза впрягать пытаешься. Последовательность и результаты приобретения железяк - никак не продвигают практику.  Купим плату и все будет хорошо... и я ее купил два дня назад. по честненькому. А в алгоритме не продвинулся. Почему, интересно?

Руди - некоторый формализм.
Даже футуризм. Утопизм неявный, я бы сказал.игорь223, 13 Февр. 09, 00:18

Хи-хи.

Последовательность и результаты приобретения железяк - никак не продвигают практику.

Это как это? А что же ее продвигает? И какая практика без железяк?

Купим плату и все будет хорошо... и я ее купил два дня назад. по честненькому. А в алгоритме не продвинулся. Почему, интересно?

А ты ее хоть распаковал? Или думаешь, что она сама должна все сделать?
Что-ж молчишь? Что из документации есть? Читал?

Руди, я провоцирую слегка... совсем слегка. Распаковал, прочитал программирование. Слегка. Ибо не в системе команд дело, не уходи софистично в мелочи.
Какая практика без жедезяк -  актуальный вопрос, по твоему?
Какие железяки без мозгов - актуальнее... ИМХО.

И еще раз повторюсь, уже без надекжды на диалог - только выстроенный алгоритм ректификации, без шелухи футуристичности даст реальный выхлоп в железе.

По русски говоря - мозги первичны. Пока их не вправим - не важно куда, в то железо или попроще даже - толку не будет.

игорь223, так вроде этот алгоритм, для периодической ректификации, уже озвучивали...

Вот моё представление алгоритмя в терминах "программного автомата":
имеем 2 ПИД регулятора - один на ТЭН, другой на отбор.
1 стадия - отбор закрыт, ТЭН на максимум.
2 стадия - когда давление в кубе достигло уставки, включается ПИД регулятор ТЭНа (параметр - давление в кубе) и держит давление.
3 стадия - ждем когда начнется рост температуры в дефлегматоре.
4 стадия - ждем когда температуры насадки в середине колонны упадет до/ниже температуры азеатропа.
5 стадия - ждем когда температуры в дефлегматоре упадет ниже температуры азеатропа.
6 стадия - включается ПИД регулятор отбора (параметр - температура в теле насадки и в дефлегматоре) и начинаем отбор голов
7 стадия - когда кончились головы переключаем режим работы ПИД регулятор отбора (параметр - температура в теле насадки и в дефлегматоре) на отбор товарной фракции
8 стадия - температура в теле насадки превысила азеатропную - всё содержимое колонны отбирается как хвост.
9 стадия - темпратура в дефлегматоре превысила азеотропную - конец отбора
как то так...

Так эта железяка как раз с мозгами (хи-хи). Зачем еще и свои напрягать?

Что-то я не понимаю, что ты так сильно ждешь от алгоритмов. Вот Котище их тебе нарисовал. Мало? Можно еще пару десятков наплодить. Это совсем несложно и быстро. А вот кто и как их реализовывать будет? Вот это как раз и есть тот вопрос, о котором стоит серьезно думать. Нужно заложить в схему такие кирпичики, на которых можно будет реализовать любой нужный алгоритм. Если в твоей схеме нет нужного кирпичика, то и с алгоритмом будет проблема. А если есть - то все просто. Вот об этих кубиках и нужно сейчас подумать. А алгоритм приложится.

К тому, что сказал Котище можно добавить еще несколько мелочей. Он пропустил контроль температуры бака(пара) и атмосферного давления(небольшие коррекции уставок). Ну аварийные уставки типа -если температура бака больше 110*С - все отключили и заорали. Контроль давления и потока воды. Если температура бака более 98*С - дополнительный (а может и основной) признак завершения процесса.

Ну есть некоторые дырки общего типа - когда завершился отбор голов?

Я, например, отбор голов делаю при одном давлении в баке, а тулова - при другом. Но это все мелочи, которые потом сами решаться, в процессе, если об этих параметрах подумать и заложить в программу. А алгоритмы потом можно строить из предусмотренных кубиков любые.

когда завершился отбор голов?Rudy, 13 Февр. 09, 01:46

А на простейшей колонне и нельзя точно ответить на этот вопрос!

Формальный ответ можно было бы иметь на колонне, где отбор тованой фракции берётся не с самого верха, а чуть отступив.
В этом случае отбор товарной фракции начинаем когда температура в дефлегматоре станет равной азеатропной.

На простейшей колонне этот критерий не приемлем, т.к. чувствительности термометра не хватит!
Но можно после того как температура стала азаатропной и не падает при остановке отбора,
продуть колонну - отобрать какоето количество (устанавливается экспериментально), и после этого начинать отбор товарной фракции.

Естественно нельзя. Тут Игорь говорил, что он видит окончание голов по температуре. Я не вижу с точностью до, примерно, 1/100 *С. Хотя по запаху и по вкусу они различаются совершенно четко.

Пытаться ущучить их по температуре - довольно бесполезно. Тут проблема в их количестве. Если примеси десятые доли и сотые процента то она не сможет изменить температуру. У меня все никак руки не доходят закинуть в мою модельку дополнительно к воде и спирту еще и примесь и посмотреть, что получится. И переделывать много, когда писал не очень хорошо представлял себе что нужно, да и данных сильно не хватает. Но может соберусь когда-нибудь.

Грубо для начала обсуждения весь рабочий цикл предлагаю разбить на этапы.....
По управлению
По безопасности....
игорь223, 10 Февр. 09, 18:06

28 апреля 2008 я открыл ветку по постановке задачи алгоритма безопасности. Не получилось обсуждения. Не получилось именно потому, что желание сделать сразу всё приводит к тому, что не делается ничего. Поэтому участие в новом витке дискуссии на старую тему с заранее известным сценарием развития меня не вдохновляет. Это похоже на попытку обсудить, разработать и утвердить универсальный алгоритм приготовления борща. Будет горячее обсуждение, участвующие обогатятся новой информацией, кто-то даже несколько изменит свой способ, но в итоге универсального алгоритма не получится, каждый повар или каждая группа поваров останется при своём мнении.

Естественно нельзя. Тут Игорь говорил, что он видит окончание голов по температуре.Rudy, 13 Февр. 09, 03:00

Сложно говорить о разделяющей способности наших колонн, когда содержание примесного вещества в кубе не превышает 0,1%, и оно окружено огромным количеством других достаточно летучих веществ. Можно говорить только об укрепляющей способности. Если в результате такого укрепления получится укрепить примесь до единиц процента, можно говорить об успехе. Но температура кипения спирта с примесью 0,1% исчезающе мало отличается от температуры кипения спирта с примесью 1%. Поэтому по температуре паров различить такие концентрации невозможно. Помочь могут только косвенные данные, основанные на анализе динамики температуры при изменении флегмового числа, что у меня вроде начало получаться. Полного понимания я пока не достиг, всё достаточно мутно, но некоторые тенденции уже заметны.