Sterownik III Generacji SM-31

Teoria, praktyka, sprzęt, kolumna
michwo1
40%
40%
Posty: 68
Rejestracja: 2013-05-02, 12:55

Re: II EDYCJA STEROWNIKA - realizacja

Post autor: michwo1 » 2017-10-12, 14:38

Zapytam się nieśmiało na jakim etapie jest upgrade sprzętowy i programowy :D
Pozdrawiam

maria-n
100%
100%
Posty: 1366
Rejestracja: 2008-07-15, 14:52

Re: II EDYCJA STEROWNIKA - realizacja

Post autor: maria-n » 2017-10-12, 19:14

Cześć
Rozumiem że pytanie dotyczy sterownika najnowszej generacji? Jeśli tak, jest to niesamowity zbieg okoliczności, bo Andrzej w tej chwili przeprowadza pierwszy (dziewiczy) test. Oto dowód w postaci wyrywkowych kilkuset sekund pracy sterownika!
Załączniki
pomiar_wykres.jpg

michwo1
40%
40%
Posty: 68
Rejestracja: 2013-05-02, 12:55

Re: II EDYCJA STEROWNIKA - realizacja

Post autor: michwo1 » 2017-10-12, 19:56

Tak tylko pytanie prowokacyjnie wrzuciłem, niechcący, gdy przeglądałem starsze posty, że temat sterownika jakby przycichł ale cieszę się, że jednak coś się dzieje. Trzymam kciuki.
Pzdr.

maria-n
100%
100%
Posty: 1366
Rejestracja: 2008-07-15, 14:52

Re: II EDYCJA STEROWNIKA - realizacja

Post autor: maria-n » 2017-10-12, 20:19

Muszę się przyznać że też je mam zaciśnięte (ledwo mogę pisać) Sterownik w tej chwili wygląda tragicznie (posklejany z elementów Sterownika II edycji z dodatkami kilku płytek) Najważniejsze że PRACUJE regulacja PREDYKCYJNA, (zał) Ale jest już projekt nowego PCB, który Andrzej "zrobił w EAGLU" i który będzie w najbliższym czasie zlecany jako prototyp.
Załączniki
predykcja-wykres (Small).jpg

andrzejg11
90%
90%
Posty: 771
Rejestracja: 2009-03-03, 18:32

Re: II EDYCJA STEROWNIKA - realizacja

Post autor: andrzejg11 » 2017-10-12, 20:50

Pozwolę sobie skomentować zamieszczone przez maria-n'a wykresy.
Pierwszy z nich to wykres ciśnienia w kolumnie rejestrowany w trakcie pomiaru okresowego (wykonywanego automatycznie w zadanym okresie czasu).
W trakcie pomiaru, na podstawie uzyskanych wyników temperatur i ciśnień obliczane są wartości termodynamiczne mieszaniny w kotle (ewentualnie w buforze). Wartości te są następnie używane do przeliczeń temperatur do wartości normalnych. W efekcie podczas stabilnej pracy kolumny temperatury w kolumnie, na OOB i głowicy mają takie same wartości niezależnie od etapu procesu, mocy grzania i ciśnienia atmosferycznego. Zatem chyba mogę ogłosić koniec pojęcia temperatury dnia.
Nadto w trakcie pomiarów wyznaczane są aktualne parametry dynamiczne obiektu kocioł + kolumna, które to parametry wykorzystuje regulacja predykcyjna. Jak widać na pierwszym wykresie jest to przebieg eksponencjalny z rzeczywistym czasem opóźnienia.
Na cele tej regulacji opracowałem model matematyczny dynamiki kolumny, który realizowany jest przez algorytm regulacji podczas dochodzenia ciśnienia kolumny do wartości zadanej ciśnienia wedle zadanej trajektorii.
Na drugim wykresie - obrazek pierwszy widać drogę, po której obiekt dochodzi do wartości zadanej ciśnienia równej 230 mm od wartości pierwotnej równej 180 mm. Widać wpierw niewielkie przeregulowanie, a następnie dojście ciśnienia do wartości zadanej.
Obrazek drugi to zmiany mocy grzania realizowane przez sterownik podczas regulacji predykcyjnej. To już wygląda "klasycznie"
Podczas właściwego procesu w miejsce mocy grzania zadawane są wartości ciśnienia w funkcji temperatury mieszaniny w kotle. (Tabela ciśnienia w miejsce tabeli grzania). Zatem nareszcie skończył się mój problem ze zmianami napięcia sieci zasilającej. Regulacja ciśnienia załatwia problem ostatecznie.
W kolumnie znajdują się półki, a reszta jest opinią.
pozdrawiam - andrzejg11

maria-n
100%
100%
Posty: 1366
Rejestracja: 2008-07-15, 14:52

Sterownik III Generacji SM-31

Post autor: maria-n » 2017-10-12, 22:01

Cześć
Postanowiłem założyć nowy temat, bo w dniu dzisiejszym nastąpił pierwszy test prototypu sterownika o roboczej nazwie SM-31. Roboczej bo Andrzej powinien ją zaakceptować. W związku z tym proszę Moderatorów o przeniesienie ostatnich kilku postów z "Sterownik II..................." do nowo otwartego tematu. Pozwolę sobie także na zadanie pytania do kolegów czy byliby chętni na wysłanie Andrzejowi ze swoich "zasobów" przedgonów? Potrzebnych będzie kilka/kilkanascie (10-12) litrów, by zalać keg do dalszych testów. W razie akceptacji apelu proszę o PW na mój adres.

michwo1
40%
40%
Posty: 68
Rejestracja: 2013-05-02, 12:55

Re: II EDYCJA STEROWNIKA - realizacja

Post autor: michwo1 » 2017-10-12, 23:37

maria-n pisze:
2017-10-12, 20:19
Muszę się przyznać że też je mam zaciśnięte (ledwo mogę pisać) Sterownik w tej chwili wygląda tragicznie (posklejany z elementów Sterownika II edycji z dodatkami kilku płytek) Najważniejsze że PRACUJE regulacja PREDYKCYJNA, (zał) Ale jest już projekt nowego PCB, który Andrzej "zrobił w EAGLU" i który będzie w najbliższym czasie zlecany jako prototyp.
Panie Marianie
Mam jedno pytanie, tak na zaś, czy użytkownicy II edycji sterownika "mogą spać spokojnie" w sprawie aktualizacji soft + hardware?
Pzdr.
M.

maria-n
100%
100%
Posty: 1366
Rejestracja: 2008-07-15, 14:52

Re: Sterownik III Generacji SM-31

Post autor: maria-n » 2017-10-13, 10:17

Cześć
Niestety nie mam dobrych wiadomości dla Ciebie. Zaraz wyjaśnię z jakiego powodu. Otóż SM-31 to zupełnie inna konstrukcja. Owszem oparta na doświadczeniach z pracy sterowników I i II edycji, ale to wszystko co je ze sobą łączy. Ze starej konstrukcji zostaje tylko; moduł mocy, część płytki pomiarów temp. 0,01 st.C, wyświetlacz oraz mikroprocesor. SM-31 to; wszystkie funkcje obydwu poprzednich sterowników + dodatkowe dwa kanały (z możliwą rozbudową do czterech -zapas) pomiaru temp. 0,1 st. C. Obsługują one max temp. głowicy (awaria zasilania wody) i termostat wody chłodzącej. Pomiar ciśnienia różnicowego - kolumna/otoczenie. Sterowanie silnikiem krokowym odbioru, tak w automacie jak i ręcznie. Zupełnie inna od strony elektronicznej obsługa klawiszy (teraz będzie ich 10). Wyjście USB do komunikacji z PC w celu obserwacji charakterystyk w czasie rzeczywistym. Wszytko to służyć ma kolumnie do pracy w trybie pełnego automatu wg schematu; rozgrzewanie - zalewanie - stabilizacja - odb. przedgonów z opcją ustawianego czasu - spust jeziorka (do wyboru) -zalewanie - stabilizacja - ustawiany czasowo odb. z oddzielnego kanału OOB "pierwszych ileś tam set ml" - odbiór gonu właściwego z zaworu otwieranego silnikiem krokowym - koniec pracy automatycznej. Automatyka będzie realizowana w funkcji ciśnienia panującego w kolumnie, a nie jak do tej pory, w funkci temp. (nie przeliczanej z resztą) do warunków normalnych. W drodze tak realizowanego podejścia do kwestii regulacji, kolumna nie będzie "widzieć" różnic napięcia panującego w sieci zasilającej. To na początek- jak będzie taka potrzeba cdn.

maria-n
100%
100%
Posty: 1366
Rejestracja: 2008-07-15, 14:52

Re: Sterownik III Generacji SM-31

Post autor: maria-n » 2017-10-13, 14:01

Kwestia apelu o przedgony - nie aktualna. Mamy już potrzebną ilość. DZIĘKUJEMY!!

andrzejg11
90%
90%
Posty: 771
Rejestracja: 2009-03-03, 18:32

schemat sterowania

Post autor: andrzejg11 » 2017-10-14, 20:45

Uzupełniając post @mariana - krótki opis funkcji i możliwości sterownika sm-31.

Czujniki sterownika:

1. Termometry PT1000 z rzeczywistą precyzją 0.01 stopnia:
- Tg- na głowicy - kontroluje temperaturę z zadanym uchybem 0.03 stopnia
- To- na obniżonym odbiorze bocznym - kontroluje temperaturę z zadanym uchybem (0.03 stopnia)
- Tk- na 11 półce - kontroluje temperaturę z zadanym uchybem (0.3 stopnia)
- Tb- w boilerze - pomiary temperatury w boilerze. Wg tego termometru sterowany jest proces w trybie auto
- Tx- termometr rezerwowy - może być zainstalowany np w buforze lub mierzyć temperaturę refluksu

2. Termometry elektroniczne (klasy DS18B20) z dokładnością 1 stopnia i precyzją 0.1 stopnia:
- Twody- kontroluje temperaturę wody chłodzącej na wylocie chłodnicy
- Tmxc- kontroluje temperaturę na szczycie chłodnicy
- Tpw- kontroluje temperaturę płaszcza wodnego
- Ty- termometr rezerwowy

3. czujnik ciśnienia atmosferycznego i czujnik ciśnienia w kolumnie z precyzją 0,25 Pa

Elementy wykonawcze:
1. Grzałki: GA, GB, GS grzałki zasilane z trzech faz, GA i GB to grzałki regulowane GS - grzałka stała

2. Zawory:
- zawór krokowy precyzyjny z precyzją kąta otwarcia do 0,08 stopnia (kątowego) z funkcją ARC
- zawór otwierający lub odcinający dopływ wody w trybie sekwencera
- zawór regulacyjny przepływu wody (bypass)
- zawór 1GON - przełączający odbiór pierwszej "pierwszej flaszki" i gonu właściwego
- zawór ZOP/końcowka przełaczający odbiór na głowicy przedgonu lub gonu końcowego (powyżej 98 stopni w boilerze)[/list]

Przyciski sterujące:
- Esc, Enter, plus, minus - do pracy z wyświetlaczem i wprowadzania parametrów
- ARC - zamyka/otwiera zawór odbioru (krokowy lub klasyczny ARC)
- GS - załącza/wyłącza grzałkę stałą w trybie ręcznym
- WN - załącza/wyłącza tryb przeliczania wybranych temperatur do warunków normalnych
- REG - załącza/wyłącza tryb regulacji ciśnienia w trybie ręcznym, i automatycznym
- Kasowanie Alarmu - wyłącza alarm dźwiękowy ciągły
- Stop - awaryjne bezwarunkowe zatrzymanie pracy sterownika
Przyciski ARC, GS, WN, REG, Kasowanie, Stop są podświetlane przez diody LED, które służą jednocześnie jako wskaźniki odpowiednich stanów sterownika

Wyświetlanie wskaźników LED
- sekwencer - wyświetla poszczególne stany w procesie prowadzonym w warunkach pełnej automatyki

- Info wyświetla stany:
MAN - tryb pracy ręcznej,
AUTO tryb pracy półautomatycznej,
SEQ - sekwencer pełna automatyka,
OK - stan gotowości i parametrów w normie,
STOP - zatrzymanie awaryjne pracy sterownika

-ALARMY sygnalizują przekroczenie parametrów chłodzenia, destabilizację procesu, przekroczenie temperatury maksym. boilera, przekroczenie dopuszczalnej wartości ciśnienia w rurze

- wskaźniki W1-W8 - jeszcze trwają dyskusje co będą pokazywać.

Rodzaje pracy sterownika
- Rozgrzewanie - sterownik grzeje pełną mocą do czasu osiągnięcia zadanej wartości temperatury.

- praca ręczna - zapewnia możliwość sterowania mocą poszczególnych grzałek (GA, GB i GS), Grzałki GA i GB są sterowane w granicach o-100% mocy. w trybie pracy ręcznej możliwe jest otwieranie/zamykanie zaworu odbioru (dawne ARC) i sterowanie zaworu krokowego od zera do 100% otwarcia.
W przypadku włączenia trybu regulacji ciśnienia (klawisz) sterowanie odbywa się poprzez zadanie wartości ciśnienia, a sterownik samoczynnie doregulowuje grzanie, tak aby osiągnąć wartość zadaną ciśnienia. Wówczas operator ma do dyspozycji jedynie sterowanie otwarciem zaworu krokowego.

- tryb auto - praca automatyczna w zakresie odbioru gonu właściwego zapewnia pełną kontrolę temperatur ciśnienia, wielkości odbioru

- tryb sekwencera - pełna automatyka realizowana poprzez wykonanie sekwencji kolejnych programów:
a) rozgrzewania
b) stabilizacji,
c) odbioru przedgonu,
d) odbioru pierwszego gonu do odrębnego pojemnika
b) stabilizacji
e) odbioru gonu właściwego do odrębnego pojemnika
f) odbioru końcówki (z głowicy) do odrębnego pojemnika
Użytkownik może zażądać wykonanie programu od począwszy od każdej z wymienionych wyżej operacji.

Sterowanie, automatyka i regulacja

- rozgrzewanie sterownik grzeje pełną mocą do czasu osiągnięcia zadanej wartości temperatury. W trybie pracy ręcznej następuje wyłączenie sterownika i alarm głosowy

- stabilizacja - sterownik utrzymuje zadaną wartość ciśnienia w zadanym okresie czasu. na przykład 20 minut

- odbiór przedgonu - zawór odbioru przedgonu pozostaje otwarty, przedgon odbierany przez zadany czas, wymagany wzrost temperatury na głowicy co najmniej o wartość zadaną tego przyrostu np. 0.2 stopnia

- sterowanie mocą grzania, wartościami ciśnienia, kątem otwarcia zaworu następuje na podstawie aktualnej wartości temperatury boilera.
Wartości mocy grzania, ciśnienia, i kąta otwarcia zaworu programowane są na etapie konfiguracji sterownika. Możliwe jest zaprogramowanie czterech odrębnych sterowań, które mogą być przełączane w trakcie procesu. Można zatem tworzyć odrębne sterowania dla pierwszej i dla drugiej rektyfikacji.
W trakcie procesu sterownik odczytuje zaprogramowane dane sterowania i w zależności od temperatury w boilerze zapewnia odpowiednią moc grzania, utrzymuje zadane ciśnienie, sprawdza uchyby temperatur. W przypadku przekroczeń następuje awaryjna stabilizacja, po czym sterownik kontynuuje pracę. Sterownik odbiera gon z obniżonego odbioru bocznego do momentu stwierdzenia końca procesu, po czym końcówka odbierana jest z głowicy.

- przeliczanie temperatur do warunków normalnych odbywa się w każdym czasie po wciśnięciu klawisza "WN". Temperatury głowicy,OOB kolumny i boilera przeliczane są z równania Clapeyrona do ciśnienia normalnego 101325 Pa. W efekcie dostajemy niezależność tych temperatur od zmian ciśnienia atmosferycznego i przyłożonej mocy grzania. W efekcie, przy stabilnej pracy kolumny temperatury na głowicy, OOB, i kolumny będą bliskie wartości 78,15 stopnia zaś boiler wykazywać będzie temperaturę niezależną od aktualnie przyłożonej mocy grzania. Sprowadzenie wartości tych temperatur grzania do warunków normalnych zapewnia właściwe sterowania i minimalną ilość destabilizacji.

- regulacja ciśnienia wraz z automatycznym ustawieniem kąta otwarcia zaworu krokowego zapewnia utrzymanie tej samej ilości półek teoretycznych w czasie całego procesu rektyfikacji, co przekłada się na jakość produktu i minimalną ilość destabilizacji procesu. Stabilizacja ciśnienia realizowana jest w trybie ręcznym i automatycznym po naciśnięciu klawisza REG.

- kontrola temperatury chłodzenia polega na otwieraniu bypassu ZAWÓR REG.TMPR.WODY w momencie przekroczenia wartości zadanej tej temperatury.
zawór zamyka się po spadku temperatury wg zaprogramowanej histerezy. Zawór odcinający służy do zatrzymania przepływu wody po zakończeniu pracy sekwencera.

- kontrola zalania kolumny odbywa się na podstawie wskazań czujnika ciśnienia.

Transmisja danych do PC
Na razie odbywa się w trybie terminalowym via USB. Nie jest potrzebny żaden dodatkowy moduł. Wszystkie dane temperatur ciśnienia, stanu elementów wykonawczych są posyłane do PC-ta i mogą być zapisane w postaci logów czy też wyświetlone na ekranie monitora (laptopa). Jest możliwość ustawienia interwału przesłania pakietu danych od 1 sekundy w górę. W planie program wizualizacji procesu na PC - w tym stanie rzeczy nie jest to wielki problem.
Jednocześnie na pokładzie jest interfejs RS485 i dane można będzie przesyłać na znaczne odległości (np. pomiędzy garażem a mieszkaniem czy też z piwnicy do pokoju) przy pomocy dwóch przewodów. Ale to dalszy temat.

Testy prototypu zrealizowanego na bazie sterownika wersji II zakończyły się pomyślnie.
W załączeniu schemat sterowania wraz z projektowaną płytą czołową sterownika. Na dniach wysyłam projekt PCB do prototypowni .
Załączniki
schemat-sterowania.jpg
W kolumnie znajdują się półki, a reszta jest opinią.
pozdrawiam - andrzejg11

Awatar użytkownika
kowal-80
50%
50%
Posty: 194
Rejestracja: 2007-10-15, 22:42

Re: Sterownik III Generacji SM-31

Post autor: kowal-80 » 2017-10-15, 00:14

Ile czujników ciśnienia posiada sterownik?

gary1966
60%
60%
Posty: 253
Rejestracja: 2013-08-18, 16:00

Re: Sterownik III Generacji SM-31

Post autor: gary1966 » 2017-10-15, 09:28

Czy jest "zalanie" kolumny na początku procesu w automacie?
Apel o wifi.

maria-n
100%
100%
Posty: 1366
Rejestracja: 2008-07-15, 14:52

Re: Sterownik III Generacji SM-31

Post autor: maria-n » 2017-10-15, 11:01

Cześć
Czujnik jest jeden. Zakładając, że wypełnienie jest zasypane czy ubite w przypadku zmywaków równomiernie można obliczyć proporcjonalnie ciśnienie panujące na całej długości rury. Czujnik jest własnej konstrukcji, posiada on dwa elementy pomiarowe. Jeden z nich mierzy ciśnienie w rurze (szczelna komora podłączona do rury) drugi ciśnienie otoczenia. Ciśnienie różnicowe służy jako punkt odniesienia do sterowania (za pomocą predykcji - patrz. Wikipedia) regulacją mocy w kegu. Innym sposobem regulacji mogła być regulacja typu PID jednak przy tak dynamicznym obiekcie jakim jest kolumna, prawidłowe ustawienie wszystkich 3 parametrów było by bardzo kłopotliwe, a wręcz nie możliwe do ustawienia przez przeciętnego użytkownika. Jednocześnie na podstawie ciśnienia różnicowego, mikroprocesor przelicza temperatury panujące w całym układzie, do warunków normalnych.
Jeśli chodzi o Wi-fi. Na tym etapie prac nad sterownikiem nie jest brane pod uwagę. Ale w przyszłości czemu nie? Tym bardziej, że komunikacja przewodowa z PC jest już wykorzystywana.
Przyjęty schemat technologii (zalanie w automacie) był przedstawiany kilka postów wyżej.

laurentp
100%
100%
Posty: 1368
Rejestracja: 2013-07-08, 22:08
Lokalizacja: Mazowieckie

Re: Sterownik III Generacji SM-31

Post autor: laurentp » 2017-10-15, 17:51

maria-n pisze:
2017-10-15, 11:01
...Jeśli chodzi o Wi-fi. Na tym etapie prac nad sterownikiem nie jest brane pod uwagę...
Na początek możecie wybrać rozwiązanie kol. krzyski - ESP8266 podłączony do seriala jako mostek serial <-> TCP po WiFi.
Albo dopisać nawet prostą stronę WWW jak u mnie teraz.

..Jeśli chodzi o Wi-fi. Na tym etapie prac nad sterownikiem nie jest brane pod uwagę...
Na początek możecie wybrać rozwiązanie kol. krzyski - ESP8266 podłączony do seriala jako mostek serial <-> TCP po WiFi (są gotowe firmware).

Albo dopisać nawet prostą stronę WWW jak u mnie teraz (z biblioteką Sming to proste, ale w C++).
Moderator:
Zwracam uwagę aby Kolega korzystał z funkcji edycji postów!
https://nowyekran24.com/ prawda 24h, POLSKIE forum poza zasięgiem "głównego ścieku", taki informacyjny "DETOX"!
Nienawidzę.mechaniki.Za to przemiany fazowe zaczynają mnie fascynować

maria-n
100%
100%
Posty: 1366
Rejestracja: 2008-07-15, 14:52

Re: Sterownik III Generacji SM-31

Post autor: maria-n » 2017-10-15, 19:22

Cześć
Kol. laurentp, dzięki za "wsparcie". Nie w tym jednak rzecz jak to rozwiązać technicznie (sprzętowo/programowo) Prace prowadzone są w takim kierunku, by sterownik zapewniał bezawaryjną i poprawną pracę w założonej programem technologii. Na obecnym etapie byłby to tylko "gadget". Jak do tej pory, pracował tylko w trakcie jednego procesu. A i tak nie wszystkie funkcje zostały do końca sprawdzone (z tej przyczyny była prośba do kolegów o przedgony). Po zmontowaniu nowego PCB i uruchomieniu go, przyjdzie czas na inne kwestie.

ODPOWIEDZ

Kto jest online

Użytkownicy przeglądający to forum: Google [Bot] i 5 gości