[Закрыто] Проект "Samovar" автоматика для ректификации и дистилляции (Страница 1 из 26)

Не, тут уже совсем другой уровень. Я как слепой котенок делал свой проект, у тебя уже серьезная разработка. Респект!

конечно можно, но чуть позже, так как я колонну специально не фотографировал, чай не модель какая, да и ни чем от других таких же не отличается. Голову мне любезно сделал Kvic, за что ему большое спасибо. Куб на 25 с тэном на 3 кВт и регулятором от Kvic'а, царга 35 высотой метр, голова. Думаю, составить представление об агрегате можно.
Голова от Kvic'a:
- доохладитель
- димрот
- голова
-  в сборе

А для чего понадобился - это нашло отражение в реализации. Я, в общем то, ничего принципиально нового не сделал. Просто собрал в одном месте то, что делали другие на этом форуме. Единственное, что я сделал нового из того, чего не видел у других реализаций - добавил программу отбора. Не скажу, что я сильно изучал все реализации, но на глаза не попалось.

На ваше усмотрение, я написал сюда, так как с моей точки зрения это развитие проекта Николя. Но отличается очень сильно

Основное, для чего я делаю Самовар - это:
1. Безопасность. Реализовано в минимально необходимой (на мой взгляд) конфигурации.
2. Иметь возможность гарантированно получить результат - не цепануть хвосты, не упустить ароматы на зерне и фруктах. Все мы люди, можем ошибиться, отвлечься. Автоматика этот риск минимизирует за счет большого количества емкостей, которые меняются в зависимости от программы.
3. Ради фана. Реализовано. В принципе, получился вполне законченный аппарат. А после реализации доработок, которые озвучены в самом низу - пока не вижу дальнейшего развития, только исправление ошибок, которые наверняка есть, но с которыми я пока не столкнулся.

Как итог - Самовар стабильно отработал несколько погонов, один раз перегрузившись (похоже, что из-за скачка напряжения, так как одновременно вместе с этим вылетел блок питания роутера), нагрев колонны при этом отключился, т. е. нештатная ситуация отработала правильно.
Не смотря на то, что почти все автоматизировано, я очкую оставлять колонну без присмотра, и вам того же советую.

Немного детальнее. На праздниках практически доделал всё, что хотел сделать с аппаратной точки зрения. Дальше осталось только совершенствовать логику.
Самый простой вариант, которым я пошел - задать программу отбора, определяющую, какой объем в какую емкость должен отбираться. Несколько отборов показали, что в принципе можно не подходить к колонне после того, как она запущена, если верно рассчитана программа отбора. За счет большого количества емкостей (10 штук) можно получить нормальный результат, так как есть запас - если немного ошибиться в расчетах, где-то да будет то, что надо  . Например: отобрали 80% голов, переключились на другую емкость, отобрали еще 10%, переключились на другую, добрали головы, переключились на тело, и тоже в процентной разбивке отобрали тело в 4 емкости. А напоследок захватили немного хвостов в последние три емкости. Что по факту будет в этих емкостях - хвосты, головы или тело - все равно нужно нюхать. Естественно, в процесс отбора можно вмешиваться, никто не мешает подкорректировать программу, если стало понятно, что отбор пошел не так, как рассчитано. Вчера пришлось добавлять емкостей, так как по программе уже отобрались хвосты, а температура пара была не сильно выше, чем при старте отбора тела, и характерного для хвостов запаха еще не было, поэтому отобрал еще немного. Гнал зерно, что в конце получилось по факту - еще не нюхал.

К предыдущему функционалу, который был реализован ранее, добавил:
1. Кнопку  . Вещь не обязательная, но удобная. В зависимости от режима работы колонны выполняет разные функции: если Самовар включен, но колонна еще не работает - включает разгон колоны. В режиме разгона колонны - начнет выполнение программы. В режиме выполнения программы - ставит отбор на паузу. У меня смотрится красиво, с синей подсветкой, вписывается в общий дизайн Самовара 
2. Датчик потока на выход воды охлаждения. Показывает скорость расхода и общий расход воды, но это не главное. Главное - если расхода воды нет в течении 20 секунд - выключится нагреватель, и отправится сообщение об ошибке.
3. Плюс к датчику потока добавил события, которые тоже приводят к остановке нагрева колонны и отправке сообщения об ошибке - превышение заданной температуры в кубе и превышение заданной температуры пара.
4. Реализовал взаимодействие с регулятором нагрева от Kvic по UART - Стабилизированный регулятор на базе Arduino с управлением  через UART. Поставил диоптр перед головой, на него направил камеру, весь погон провел сидя в удобном кресле (ну почти весь, на час выходил прогуляться, и несколько раз все-таки пришлось сходить к колонне), поддерживая режим, когда в диоптре булькает флегма, но выше не поднимается, управляя напряжением регулятора удаленно, и удаленно контролируя основные параметры работы колонны - с телефона на улице, с ноута дома.
5. Когда начинает работать программа отбора тела - фиксируется температура на датчике пара, эта температура считается температурой отбора тела. Учитывается давление, которое было на момент фиксации температуры отбора тела. Температура отбора тела корректируется с учетом изменения атмосферного давления. Если в процессе отбора температура пара выйдет за установленный коридор (у меня 1 градус), Самовар поставит отбор на паузу, и попытается дождаться возврата температуры в заданные параметры. Один раз был какой-то не понятный температурный скачек (и на датчике 2/3 и на датчике пара) ближе к концу отбора тела на 1.5 градуса, продолжалось это минуты две, потом температура вернулась к температуре отбора. Самовар доблестно ждал на паузе возврата к заданной температуре.
6. Сделал в Excel "компилятор" программы отбора, взяв за основу файл с расчетами голов и хвостов с форума. Файл лежит на GitHub в tools. Параметры там стоят мои, далеко не факт, что они правильные, у меня еще не достаточно статистики. Если найдете ошибку в подходе или алгоритме - с удовольствием исправлю.
7. Сделал web-страничку для просмотра графиков. Графики конечно можно смотреть через сам Самовар, но это не удобно. Так же лежит в tools. Для работы надо будет запустить локальный web-сервер. Звучит страшно, но сделать не сложно. Нужно на компьютер установить PHP или Python (это самый простой способ запустить локальный web-сервер ничего не настраивая), что делать дальше - расписано на страничке.

На GitHub в README.md добавил ссылки на датчик потока, на кнопку, и на гальваническую развязку для подключения регулятора от Kvic.
На картинке нарисован датчик потока 201, не нашел нужный компонент во Fritzing, нужно брать 401, у него чувствительность выше, 201 может не видеть маленького потока воды.

Что хочется изменить в логике и доработать:
1. Понятно, что нет смысла менять емкости, если температура при отборе тела стабильна. Т. е. нужно доработать логику, чтобы Самовар понимал, что идет отбор тела (момент старта отбора тела останется расчетным, других идей у меня нет, может кто подскажет?), и пока температура на 2/3 не начала расти - емкости не менять, не зависимо от того объема, который был указан в программе. А после начала роста на 2/3 - переходить к следующей строке программы.
2. Сделать автоматический старт программы, когда температура в колонне стабилизируется после разгона - если температура пара не меняется три минуты (или больше?) - колонна стабилизировалась, можно начинать отбор. Сейчас для этого нужно нажать кнопку 
3. Сделать вывод времени, оставшегося до конца отбора текущей строки программы и общего времени. Для этого все есть, нужно только сделать.

Если будете делать под себя и что-то добавлять/изменять - рассказывайте пожалуйста об этом, чтобы можно было все собрать в одном месте.

PS: Большое спасибо Kvic за то, что он терпеливо помогал мне разобраться с моими косяками в процессе связывания Самовара с его регулятором. Большое спасибо Ивану за конструктив колонны. Относительно простая автоматизация возможна только благодаря тому, что колонна стабильна, и в принципе ее можно вообще не автоматизировать. Но см. п.п. 1-3 в самом начале.

Об этом не написал. Это тоже учтено.
Если температура воды на выходе из димрота превышает установленную (в конфиге установлена 70 градусов), то регулятор получит команду снизить напряжение на 5 вольт, и подождем 20 секунд. Если все еще превышает - напряжение еще раз понизится, и будет понижаться раз в 20 секунд, пока температура воды на выходе не упадет ниже критической. Возможно, 20 секунд мало, скорей всего не успеет ни колонна, ни температурный датчик среагировать. Но лучше пусть напряжение упадет на 10-15 вольт, чем пойдет пар из ТСА. Добавлю еще оповещение, что Самовар начал скидывать напряжение на регуляторе из-за превышения температуры воды.

 if ((WaterSensor.avgTemp >= ALARM_WATER_TEMP) && PowerOn && alarm_t_min == 0){
    //Попробуем снизить напряжение регулятора на 5 вольт, чтобы исключить перегрев колонны.
    //Если уже снижали - надо подождать 20 секунд, так как процесс инерционный
    set_current_power(target_power_volt - 5);
    alarm_t_min = millis() + 20000;
  }

Косой, есть тег code если что в панели, он с прокруткой, можно длинные скетчи в него заключить и все будет отлично 

Наверное имелось в виду, наоборот, все содержимое отбора будет в кубе?

Это аварийная ситуация. Не нужно доводить до 70 градусов . Но если что-то пошло не так - то для этого я отправлю сообщение, что началось снижение с конкретного напряжения. И либо пяти минут хватит на то, чтобы дойти до колонны и понять, в чем проблема, либо лучше пусть флегма упадет в куб, чем пойдет через ТСА. Можно наверное скинуть меньше 5 вольт, но это надо подбирать напряжение, долго и нудно экспериментировать . Пока я до 70 градусов воды не доходил, лучше все-таки за колонной приглядывать, хотя бы по приборам

#ifdef SAMOVAR_USE_POWER

  if ((WaterSensor.avgTemp >= ALARM_WATER_TEMP) && PowerOn && alarm_t_min == 0){
    //Попробуем снизить напряжение регулятора на 5 вольт, чтобы исключить перегрев колонны.
    //Если уже снижали - надо подождать 20 секунд, так как процесс инерционный
#ifdef SAMOVAR_USE_BLYNK
    //Если используется Blynk - пишем оператору
    Blynk.notify("Alarm! {DEVICE_NAME} water temp is critical.! Water error. Volt down from " + (String)target_power_volt);
#endif
    set_current_power(target_power_volt - 5);
    alarm_t_min = millis() + 20000;
  }

Справился вроде

Думал поставить еще один сервопривод на игольчатый клапан воды, есть такие, которые умеют на 360 градусов крутиться, и теоретически им можно регулировать температуру охлаждения воды, потом отказался от этой идеи - сложно и не нужно, но может быть потом добавлю, если время будет и желание. Тогда вообще можно будет не подходить к колонне - СС в куб залил, все подключил, кнопку нажал, а дальше пусть оно само делает, что надо

Решил еще поставить датчик уровня на трубочку уровня, как сделал КАнат в Защита от выброса спирта из трубки связи с атмосферой, разводка платы позволяет воткнуть еще один датчик, но это чуть позже, сам датчик уже пришел от наших китайских братьев. Тогда можно будет не доводить до 70 градусов воды, а скидывать напряжение раньше.

Сделал, но не автоматом - просто уходит сообщение, что колонна стабилизировалась, если в течении 3 минут температура пара не отклоняется больше, чем на 0.1 градус.

Сделал.

Решил не делать, так как сам же писал, что был какой то скачек температуры в процессе отбора основного объема тела, а потом температура вернулась обратно. А в случае автоматической смены программы дальше все пойдет не так . Пусть пока работает по рассчитанному объему.

Очень интересно. Респект. Буду собирать. Только нужно немного дозаказать комплектующих. 

Сразу несколько вопросов, если позволит автор).
- Подойдет ли сервопривод  MG995? Есть в наличии.

- В отношении понижения напряжения на нагревателе. По моему эту функцию было бы правильно привязать к повышению давления в кубе, а выход температуры воды за установленный предел реализовать на байпасе обхода дозирующего крана с помощью клапана.

Реализация проще, а эффективность на должном уровне. 
А вот повышение давления в кубе действительно потребует уменьшения нагрева. ИМХО.

Каким образом в куб, если у тебя отбор продолжается? Если она работает на себя тогда да! Речь вообще про какой режим? Про работу настроенной колонны? Если про режим отбора, неважно какой фракции, то алгоритм примерно такой :

У тебя настроен кран отбора например на 1 литр в час(отбор тела), настроено охлаждение краном на 55 градусов, но нагрев чуть больше, чем надо, на немного. И вот через десяток минут или больше дефлегматор перегревается и датчик отходящей воды видит 70 градусов.
Программа сбавляет напругу на 5 вольт.
Уменьшается количество пара в колонне и количество флегмы в голове колонны. Кран отбора продолжает сливать в банку 1 литр и в какой то момент возврат в колонну уменьшится (!если совсем не прекратится!) и весь набор примесей благополучно пойдет в отбор. Как в обычном самогонном аппарате.

При снижении напряжения на 5 вольт тебе надо перекрывать отбор полностью! Потом разбираться с колонной и выводить на режим.
Короче, надо или сигнал об аварии выводить на 65 градусов и работать на 55, или ставить клапан, параллельно с краном, регулирующим проток воды через дефлегматор, который при аварии откроется и даст дополнительную воду на дефлегматор.