Автоматика парогенератора

Схема автоматики парогенератора на одной микросхеме CD4093 (К561ТЛ1) с аварийным отключением тэнов, а также с заполнением и доливом воды в автоматическом режиме.

Принцип работы:
1. Емкость ПГ без воды - Тэн ПГ выключен, клапан подпитки водой открыт, горит светодиод КЛАПАН ОТКРЫТ.
2. Вода заполнила минимально допустимый уровень - включился тэн ПГ, горит светодиод ТЕН, вода продолжает заполнять ПГ до верхнего уровня светодиод КЛАПАН ОТКРЫТ светится.
3. ПГ заполнился до верхнего уровня - тэн включен, клапан подпитки закрылся, светодиод КЛАПАН ОТКРЫТ потух.
4. Вода выкипела до среднего уровня - тэн включен, клапан включился и долил воды до верхнего уровня.
Дальше все повторяется по п.3 и 4.
При отсутствии воды в системе водопровода вода выкипает до нижнего датчика и выключает тэн ПГ, при этом тухнет светодиод ТЕН.
Достоинства: первый пуск в автомате, автодолив, защита от перегорания тэнов, высокоомный вход датчиков, RC фильтр от ложных срабатываний, простая бюджетная схема.

kiliwin, При отсутствии воды в системе водопровода вода выкипает до нижнего датчика и выключает тэн ПГ, при этом тухнет светодиод ТЕН.
Нижний датчик установлен сразу над тэном. Нужен для защиты тэна от сухого перегрева.
Верхний, который тоже третий, ограничивает заполнение ПГ.
Кстати средний датчик тоже может быть третьим, нужен для периодического долива воды.
Про третий датчик это жесть. ГЫГЫ 

а третий датчик что делает?
kiliwin, 18 Июня 13, 07:00

Защита от перелива емкости. Закрывает подачу воды.

ZSerje,
Схема уже воплощена в жизнь или планируется? Большая просьба, если только будешь собирать, то по фотай весь процесс сборки более подробно начиная от набора деталей и до запуска, что бы и такие "криволапые ювелиры))))" как я, имели возможность по картинкам собрать сей крайне необходимый в нашем хобби девайс. Уверен на форуме не мало людей способных работать с металлом, умеющих рержать в руке паяльник, но не шарящих в электронике, номиналах деталей и их обозначениях и наглядная инструкция была бы кране к стати)))

ОК!
Сегодня разведу плату, буду все по порядку выкладывать.
Есть мысль управление тэном организовать с помощью симистора и МОСьки, а клапан оставить на реле.
Клапан на подачу воды может быть разным и на 220В и на 24В, а может сразу тоже на симисторе, тогда клапан можно использовать от стиралки любой нормально закрытый на ~220В(AC)?

вот нарисовалkiliwin, 18 Июня 13, 09:53

Верхний датчик отключает клапан подачи воды в ПГ, при этом тен не выключается. Это нужно чтобы вода холодная не утопила ПГ.
Может так будет понятнее:
Верхний датчик - максимальный уровень воды в ПГ - выключает воду
Средний датчик - минимальный рабочий уровень воды в ПГ - включает воду
Нижний датчик - минимально допустимый уровень воды в ПГ, чтобы не сгорел тэн - отключает тен от сети.
Ну все, по другому я не смогу объяснить!!!

Можно использовать 2 датчика (те, что вверху).
Верхний датчик Вкл нижний вкл  - Переполнение емкости - отключить подачу воды (до отработки нижнего датчика ), ТЭН - вкл.
Верхний датчик выкл нижний вкл  -  Рабочий режим - подача воды откл (импульсный режим  10с. выкл 1с. вкл).
Верхний выкл нижний выкл осушение   Подача воды вкл 5с. клапан открыт 5 с. клапан закрыт. Если нет отработки нижнего датчика в течении 20 секунд - включить на постоянно 20 секунд - если нет отработки нижнего датчика в течении 20 с. - отключение ТЭН и подачи воды - сигнализатор осушения вкл.
Аварийно необходимо задействовать датчик давления П.Г. 

Мартин, Схема разрастется , еще и таймер управляемый городить, настройки по времени нужно подбирать в зависимости от емкости и конструкции ПГ. Это уже задача для микроконтролера. В автоматике не приветствуется введение дополнительных параметров, если есть более простое решение. Если есть два датчик, то третий это не проблема. Вообще то контроль аварий должен быть организован отдельным блоком со своим питанием и дублированием. Но и это перебор имхо.

Ну смотри: долив воды с уровня среднего датчика до уровня верхнего датчика неизбежно вызовет "замирание" кипения, то есть парообразование. Считаю обязательным и не сложным добавления в линию подпитки водой импульсную подпитку с переменной скважностью и с последовательным соединением игольчатым краном. Тогда процесс можно сделать непрерывным и идеально согласовать с мощностью ТЭН и производительностью НБК.

Все правильно, я полностью согласен по поводу регулирования подачи воды краном.
А с ШИМом не согласен потому, что он будет дублировать роль регулировочного крана.
Вообще то, в промышленности подпитку ведут горячей водой до 90*С.
У нас же в кране горячая вода более подготовлена, в ней меньше, если по простому, накипи.
Подпитывать ПГ нужно в самом низу, под тэнами и горячей водой в оптимальном количестве, тогда процесс будет непрерывным.
Клапан от стиралки держит горячую, санитарную воду до 65*С.

ZSerje, еще бы добавить регулировку чувствительности и регулировку времени срабатывания....

Гонево, Вход у этой микрухи высокоомный, поэтому чувствительность максимальная, а вот время срабатывания задает RC цепочка на входе. Она фильтрует всякие брызги, волны, влажные контакты, ложные срабатывания...
Соберу, проверю, подберу номиналы RC один раз, и регулировать больше не нужно будет. В симуляторе схема работает стабильно. Файл Протеуса я выложил, можно поиграться.

Вот развел плату под стандартный ДИН корпус на четыре места. С корпусом разобрался. По питанию городить трансформаторы, импульсники не стал. Выдрал плату из зарядного для мобилки (5VDC/800mA). В итоге дешево и реально имеем под нагрузкой в две релюшки 5,87В, после стабилизации 5,1В для схемы. Вся схема будет потреблять не болюше 200мА. В итоге на выходных контактах реле 8А-250VAC. Для клапана хватит. На тен в ящик станет дифавтомат и пускатель на ДИНрейку. По защите прибора предохранитель 0,5А и варистор К257.

Да вот еще не стал я городить под тэн симистор с радиатором для того, чтобы один раз включить и выключить, думаю это незачем.

Спаял работает как часы, задержка на срабатывание приблизительно полторы секунды. Ток схемы без реле 48,8мА с релюшками до 150мА, релюшки еще не купил, так что с питанием все в прядке с запасом. Напряжение стабилизации схемы 4,96В, на реле 5,71В. РЕле уровня срабатывает стабильно при сопротивлении 36кОм. Вода из под крана срабатывание реле до 60см, вода из осмоса 3см.
Осталось все сложить в эл.ящик и приступить к натурным испытаниям в компании с ПГ.
Всем спасибо за участие в обсуждении.
Да вот еще, схема не существенно изменилась (номиналы деталей), после окончательных испытаний выложу с поправками.

Была ошибка в разводке платы, уже поправил.

kiliwin, После натурных испытаний доложу. Датчик должен быть изолирован по длине, только измерительная часть может быть 5мм имхо.

kiliwin, Полностью изолирован по длине.
Примерно такой.

kiliwin,пожоду покупной, сделан как свеча автомобильная из керамики.

kiliwin, Это покупной. Еще все впереди, буду делать сам.

А если ТЭН прошьёт? Может ли прибор погореть, ведь результат после такого непредсказуем... А ТЭН может в любой момент прошить... Правда дифавтомат решает проблему.