Kolumna z regulacją ciśnienia

Teoria, praktyka, sprzęt, kolumna
arolider
40%
40%
Posty: 56
Rejestracja: 2011-12-06, 21:00
Lokalizacja: Ireland

Re: Kolumna z regulacją ciśnienia

Post autor: arolider » 2019-09-17, 13:11

Fajnie to wygląda. Widać wyraźnie miejsce spadku poniżej ciśnienia zadanego, a następnie wzrost mocy. Następnie tendencję wzrostowa ciśnienia, co oznacza że algorytm przewidywania ciśnienia da się dopracować.

Ja na początku połączę właśnie Kolemana z członem całkującym (I) z algorytmu PID

P.S.
W ramach dygresji... ja miałem taki "system" (5-6 lat temu, tam mi się przypomniało) że słuchałem szumu kolumny podczas pracy, wiedząc, że jest ona na granicy zalania. A następnie ręcznie zwiększałem moc. Jednak to rozwiązanie na "ucho" było obarczone błędem krytyczny :) Na początku procesu jeszcze miałem wenę, potem opadała... i kończyło się zmniejszaniem mocą i R/R...

maria-n
100%
100%
Posty: 1365
Rejestracja: 2008-07-15, 14:52

Re: Kolumna z regulacją ciśnienia

Post autor: maria-n » 2019-09-17, 13:33

W jednym z poprzednich wpisów Wspomniałeś o temacie "kawa". Można wiedzieć o co chodzi?

arolider
40%
40%
Posty: 56
Rejestracja: 2011-12-06, 21:00
Lokalizacja: Ireland

Re: Kolumna z regulacją ciśnienia

Post autor: arolider » 2019-09-17, 14:01

Miałem zajawkę na ekpress do kawy. Chciałem mieć taki, który będzie spełniał kilka moich wymagań. I teraz spełnia... Emuluje wszystkie rodzaje urządzeń. Z oryginalnego wiekowego ekspresu zostało kilka rurek, boiler główny i kawałek ramy... resztę zrobiłem sam. Zrobiłem nowy mały boiler z nierdzewki. Wierciłem otwory fi12 na głębokość 100mm w domowych warunkach. Zrobiłem kompletnie nowe sterowanie. Zasadniczo problematyka podobna, ale trzeba się skupić na 35s procesu parzenia kawy. Obecnie robię obudowę dla niego. Jeden z wielu projektów na tapecie. To nie miejsce oby o nich wszystkich mówić :)

Po tej zajawce zostało mi różnego rodzaju złączki, rurki teflonowe itd, itp...
IMG_20190111_094637.jpg

maria-n
100%
100%
Posty: 1365
Rejestracja: 2008-07-15, 14:52

Re: Kolumna z regulacją ciśnienia

Post autor: maria-n » 2019-09-17, 14:27

No kolego- gratulacje za samozaparcie do wykonanie urządzenia zamieszczonego na zdjęciu - czymkolwiek ono miałoby być!!!
Swoją drogą w życiu bym nie pomyślał, że żeby wypić filiżankę dobrej (nie wątpię, że takowa jest) kawy. Musi ona pokonać drogę takiej ilości rurek!
Żałuję, że mieszkamy tak daleko od siebie z pewnością bym się wprosił do Ciebie.

Awatar użytkownika
magas
101%
101%
Posty: 6979
Rejestracja: 2009-02-01, 12:05

Re: Kolumna z regulacją ciśnienia

Post autor: magas » 2019-09-17, 14:55

Już cię lubię, jaki młynek?

arolider
40%
40%
Posty: 56
Rejestracja: 2011-12-06, 21:00
Lokalizacja: Ireland

Re: Kolumna z regulacją ciśnienia

Post autor: arolider » 2019-09-17, 15:07

Dzięki,
aby wypić całkiem dobrej kawy, nie trzeba takiego ustrojstwa. Ale jak chcesz urządzenie, które spełnia normy WBC (World Barista Championship) i wycisnąć z ziaren maksimum, trzeba "czegoś" więcej.

Wracając do klu Waszeggo rozwiązania. Pisałem, że można coś tam poprawić w algorytmie... Ja pracuje z krótkimi i bardzo krótkimi przebiegami zmiennych. To oznacza reakcję na zmianę szybko lub uS i nie wziąłem pod uwagę całego układu, jakim jest kolumna z boilerem. Jej bezwładności, strat itd. A może już te problemy przerabialiście. Skoro porównujecie średnie ciśnienie z 6,4s to to jest optymalne. Bo nie ma ograniczeń programowych.

@magas
Niche Zero.

Awatar użytkownika
magas
101%
101%
Posty: 6979
Rejestracja: 2009-02-01, 12:05

Re: Kolumna z regulacją ciśnienia

Post autor: magas » 2019-09-17, 15:34

Jak będzie ci się nudziło otwórz temat o kawie, mym 54 miałem zamówić, ale ekspres mam zabawkę, nie chce też tu śmiecić, może nowy temat o kawie.

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

Re: Kolumna z regulacją ciśnienia

Post autor: andrzejg11 » 2019-09-18, 08:28

Cześć
arolider pisze:
2019-09-17, 12:02
Mam jeszcze kilka pytań:
- na schemacie kolumny, są dwie wartości temp. w chłodnicy, temp. w komorze chłodnicy, i temperatura wody na wyjściu. Czy uwzględniasz tą temperaturę w ustaleniu objętości etanolu? I jaką temperaturę ustawiacie? JA dotychczas starałem się utrzymać na poziomie około 60st.C
- jak kalibrowałeś zawór iglicowy, jaka jest jego charakterystyka. Nie spodziewam się liniowej.
- czy jakoś weryfikowaliście objętość strumienia obliczeniowego z rzeczywistym? Mam kilka przepływomierzy z ekspresów kawowych. Wykonanie nierdzewka, wytrzymają traktowanie gorącym alkoholem. W ten sposób odczyt był by bardziej wiarygodny, jaka jest rzeczywista objętość.
- czy macie w kolumnach partycjonowanie wypełnienia. Bo z tego co rozumiem z wpisów i cytowanych książek, wypełnieni jest "solid".
- na koniec pytanie o czujnik w zbiorniku, ponieważ od niego wszystko zależy. Wydaje mi się że powinien być zanurzony w "zacierze" oraz bardzo dobrze izolowany termicznie od otoczenia. U mnie nie izolowany czujnik wskazuje 1,5 mniej niż po zaizolowaniu.
Zostaje problem ustalenia ciśnienia zalania i pracy, ale to wyjdzie w praniu...
1. Temperatury chłodnicy nie są brane pod uwagę w ustaleniu objętości odbieranego produktu. Temperatura na wyjściu chłodnicy 70 stopni.
2. Dotknąłeś bardzo istotnego problemu kalibracji zaworu odbiorczego. Oczywiście można go skalibrować poza obiektem, w jakichś tam warunkach odbioru i ciśnienia wejściowego na zaworze, czyli wyznaczyć i zapisać w sterowniku funkcję przepływu zaworu (w mililitrach) od kata otwarcia zaworu (wyrażonego w % otwarcia), ale to nie wystarcza. Zawór zamontowany jest na odbiorze bocznym, a tam, mamy do czynienia z niewielkim nadciśnieniem, to jest ok. 10-15 mm H2O. Ciśnienie na odbiorze bocznym ma znaczny wpływ na wielkość przepływu w zaworze odbiorczym tam zabudowanym, zaś błędy w stosunku do kalibracji wykonanej poza obiektem mogą osiągać wartości do kilkudziesięciu procent!!!! W związku z tym sterownik uwzględnia ciśnienie na OOB i modyfikuje w czasie rzeczywistym kalibrację dokonaną poza obiektem w taki sposób, aby osiągnąć przepływy zadane przez system.
3. weryfikacja odbioru poprzez okresowy pomiar objętości wypływu z zaworu w czasie 1 min i porównanie z wartością zadaną wyświetlaną przez sterownik (na wyświetlaczu lub grafice).
4. Ja mam akurat wypełnienie spartycjonowane.
5, Tak jak Piszesz.
W kolumnie znajdują się półki, a reszta jest opinią.
pozdrawiam - andrzejg11

arolider
40%
40%
Posty: 56
Rejestracja: 2011-12-06, 21:00
Lokalizacja: Ireland

Re: Kolumna z regulacją ciśnienia

Post autor: arolider » 2019-09-18, 08:56

Cześć,
andrzejg11 pisze:
2019-09-18, 08:28
2. Dotknąłeś bardzo istotnego problemu kalibracji zaworu odbiorczego. Oczywiście można go skalibrować poza obiektem, w jakichś tam warunkach odbioru i ciśnienia wejściowego na zaworze, czyli wyznaczyć i zapisać w sterowniku funkcję przepływu zaworu (w mililitrach) od kata otwarcia zaworu (wyrażonego w % otwarcia), ale to nie wystarcza. Zawór zamontowany jest na odbiorze bocznym, a tam, mamy do czynienia z niewielkim nadciśnieniem, to jest ok. 10-15 mm H2O. Ciśnienie na odbiorze bocznym to ma znaczny wpływ na wielkość przepływu w zaworze odbiorczym tam zabudowanym, zaś błędy w stosunku do kalibracji wykonanej poza obiektem mogą osiągać wartości do kilkudziesięciu procent!!!! W związku z tym sterownik uwzględnia ciśnienie na OOB i modyfikuje w czasie rzeczywistym kalibrację dokonaną poza obiektem w taki sposób, aby osiągnąć przepływy zadane przez system.
Właśnie tego się obawiałem... Brałem pod uwagę zmianę temperatury na objętość, ale jeszcze ciśnienie w OOB jest mega istotne i zmienne. Także w produkcji takiego sterownika rodzi sporo problemów. Zawory muszą być mega dobrze wykonane i powtarzalne, aby sterowanie pracowało optymalnie. Będzie sporo rzeźbienia w algorytmie.

Tu jestem pewien jednego, że do pomiaru przepływów zastosuję pomiar różnicowy na dwóch przepływomierzach, jak już wspomniałem z ekspresów. A następnie będę optymalizował algorytm. Sam przepływomierz na końcu chłodnicy będzie wskazywał bardzo dokładnie ale ze sporym offsetem. Pewnie z 10s, ale skoro ciśnienie jest uśredniane co około 6s, hmmm to może się uda. Sama wartość przepływy nie jest istotna (chyba tylko dla początkowej satysfakcji). Ważny jest tylko stosunek R/R.

EDIT:
@andrzejg11
a nie rozważałeś pompy perystaltycznej na OOB?. Rurki są odporne do 135st.C i prawie każdą chemię. Taka pompa wraz z krokowcem to zawór i pomiar przepływu w jednym.
np. taka
https://www.aliexpress.com/item/1812183 ... b201603_53
w większości metal i SS, tylko rolki powlekane czymś gumowym.
EDIT2:
Albo dwie takie pompy, jednam na chłodnicy z przepływomierzem druga na OOB :) I można pokusić się o 100% automat... Bez zaworów iglicowych, automatyczny odbiór przedgonów, nawet w trakcie procesu okresowe odbiór przedgonów...

maria-n
100%
100%
Posty: 1365
Rejestracja: 2008-07-15, 14:52

Re: Kolumna z regulacją ciśnienia

Post autor: maria-n » 2019-09-18, 10:24

Cześć
Pompa jak chodzi o regulacje, to tak. Koszt? można przyjąć, że też. Choć przy dwóch szt, to już nie koniecznie. Tylko bałbym się o żywotność, bo to nie jest praca dorywcza, a ciągła. Jeśli proces trwa kilka, a przy drugim przebiegu nawet do kilkunastu godzin to...................? Gdyby to była produkcja jakiejś renomowanej firmy - ale to będzie kosmiczna kasa!
Edit;
I jeszcze jedna kwestia. Może najważniejsza. Wszyscy piszą; żeby osiągnąć najwyższą jakość należy zachować stosunek R/R tyle to, a tyle . Tylko nikt nie mierzy, a co za tym idzie - nie wie. Ile to jest? to pierwsze "tyle", co skrapla się na chłodnicy w danej chwili. Trzeba zwrócić uwagę na to, że większość aparatów posiada reflux wewnętrzny i z tego względu ciężko, a właściwie niemożliwym jest to do opomiarowania. Jest pewien sposób ale.....

arolider
40%
40%
Posty: 56
Rejestracja: 2011-12-06, 21:00
Lokalizacja: Ireland

Re: Kolumna z regulacją ciśnienia

Post autor: arolider » 2019-09-18, 12:02

O pompę przy chłodnicy to nie ma co się martwić. Praca chwilowa.

Jeżeli chodzi o OOB to już trzeba się zastanowić. Generalnie takie krokowce podczas pracy ciągłej, na prądzie znamionowym grzeją się do 50-60st.C + bliskość kolumny i może być ciepło. Pracuję nad drukarką 3D, aby można było drukować pewne materiały, trzeba "zamknąć" drukarkę w szczelnej obudowie i podgrzewać otoczenie do 60-80stC. Dlatego zrobiłem chłodzenie wodne, do silników są przytwierdzone aluminiowe bloki.
W przypadku kolumny mamy już wymuszony obieg wody. Odnośnie ceny, to rzeczywiście jakiś firmowy to powali ceną, ale do hobbystycznego zastosowania, chyba nie jest tak żle. Trzeba pamiętać, że zawór iglicowy z silnikiem też swoje kosztuje. A przy dwóch mówimy o kolejnej nowej funkcjonalności i możliwościach.

Zużycie rurek określane jest niby na 1000h. Przyjmijmy 500h z uwagi na etanol. Przy 10h gotowania, wymiana co 50 cykli. Element pomijalny.

Odnośnie skraplania, to tylko przepływomierz na chłodnicy. Rzeczywisty i prawdziwy pomiar, przy uwzględnieniu temp. etanolu, wręcz "laboratoryjny pomiar". Rzeczywiście są różne aparaty, ale ja mam prawie typowego AAbratka i u mnie powinno zagrać. Do tego stopnia, że postaram się zrobić bez elektrozaworów, tylko typowe rozwiązania hydrauliczne. Bo wiadomo, aby pomiar był dokładny, parametry przepływomierza muszą być bardzo zbliżone do realnego przepływu. Jednak przepływ na początku, do momentu osiągnięcia zadanego ciśnienia będzie większy niż znamionowy i trzeba nadmiar puścić "bokiem" .

Tak sobie tylko dywaguję ;) Jak przyjdą części i zacznę testy, to otworzę nowy wątek. Bo właściwe będą to inne rozwiązania, bazujące na koncepcji @andrzejg11.

maria-n
100%
100%
Posty: 1365
Rejestracja: 2008-07-15, 14:52

Re: Kolumna z regulacją ciśnienia

Post autor: maria-n » 2019-09-18, 12:23

Przy pompie temperatury bym się nie bał. Ten wpływ jest chyba pomijalny. Tu bardziej, a właściwie zasadniczym problemem będzie łożyskowanie. Tak osi głównej silnika jak i poszczególnych rolek popychających. W podanym wykonaniu rolki pewnie mają "ślizgi" i to może stanowić największe zagrożenie dla zużycia.

arolider
40%
40%
Posty: 56
Rejestracja: 2011-12-06, 21:00
Lokalizacja: Ireland

Re: Kolumna z regulacją ciśnienia

Post autor: arolider » 2019-09-18, 12:50

Możliwe, nigdy nie miałem takiej pompy i nie testowałem.

Mam i testowałem takie coś:
IMG_20190122_160249.jpg
Pompa zębata, sprzęgnięta z silnikiem magnetycznie. Wykonana z nierdzewki, zębatki z teflonu. Krokowiec ze sterownikiem i wyjściem impulsowym. Pompuje do 11-12bar jak trzeba. Tylko cena to około 1000PLN. Są i mniejsze ale nadal cenowo sporo.

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

Re: Kolumna z regulacją ciśnienia

Post autor: andrzejg11 » 2019-09-18, 14:54

Cześć!
Pomysł z pompką perystaltyczną nie jest nowy, pojawiał się tu i ówdzie na forum, podobno niektórzy Koledzy stosują to rozwiązanie, lecz nikt jakoś się ostatecznie w tej sprawie nie wypowiadał.
Zawór krokowy stosuję od kilku lat i wiem, że jestem w stanie taki zawór skalibrować i uzyskać zadowalające wyniki na odbiorze- pod warunkiem powtarzalności parametrów zaworu - w każdych warunkach ciśnienia. Najbardziej korzystne byłaby na pewno zastosowanie zaworu o charakterystyce gwarantowanej przez producenta np. podobnej do przedstawionej poniżej, ale to są koszty, (chociaż w pewnych warunkach nie muszą jakoś szczególnie odstawać od przeciętnych).
charakterystyka.jpg
Co do pełnej automatyki, to mam w sterowniku sekwencer, który realizuje zadania jak poniżej. Pracę sekwencyjną można rozpocząć (lub zakończyć) w dowolnym miejscu zaprezentowanego grafu, a także pominąć w trakcie pracy dowolną podsekwencję lub jej element . Praca możliwa w trybie regulacji ciśnienia, sterowania grzaniem lub mieszanym.
Załączniki
sekwencje.jpg
W kolumnie znajdują się półki, a reszta jest opinią.
pozdrawiam - andrzejg11

arolider
40%
40%
Posty: 56
Rejestracja: 2011-12-06, 21:00
Lokalizacja: Ireland

Re: Kolumna z regulacją ciśnienia

Post autor: arolider » 2019-09-18, 15:48

Mam taki :)
7b1a66ea408092a915815f7b8bc6.jpg
Jednak będę testował wersję z pompą perystaltyczną. Będzie ciekawiej. Nie śledziłem forum od lat i nie wiem jakie są trendy. A tak będzie jakaś baza doświadczeń. Oczywiście zaraz powstanie kilka komercyjnych rozwiązań, opartych o Twoją koncepcję. Rozwiązanie jakie pokazałeś jest dogłębnie przemyślane i zrealizowane. Szkoda by było, abyś je odpuścił, albo sprzedał komuś. Nie myślałeś o jakimś forumowym, czy nawet otwartym projekcie crowdfundingowym? Może to było by wyjście. Oprócz satysfakcji z realizowania takiego projektu, miał byś środki na nowe.

Ja działam podobnie. Każdy projekt oprócz wartości edukacyjnej, zapewnia mi środki na nowe projekty.

Dzięki za wszelkie uwagi.

ODPOWIEDZ

Kto jest online

Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 25 gości