Kolumna z regulacją ciśnienia

[zbyszek1281]

Cześć Marian
Dziękuję za informację to zapewne regulator temperatury. Tylko czy jest taki, który reguluje nastawioną temperaturę w moim przypadku w 3 punktach pomiarowych. Taki układ staje się bardzo precyzyjnym sterownikiem procesu destylacji stosowany do dokładnego rozdziału preparatywnego różnych mieszanin, w tym alkoholi.
Technologia jest bardzo stara rok 2000 to okres opatentowania w USA. Ja sam 10 lat temu pisałem na ten temat i robiłem głowicę w technologi LYNAS. Nie miałem wiedzy jak to działa i nie udało mi się tego uruchomić. Obecnie głowica jest w jednym ze sklepów tematycznych jako dekoracyjny eksponat

[Szlumf]

Po rozmowach z Marianem trochę potrenowałem manualną regulację ciśnienia. Początkowo źle zrozumiałem Mariana i zrobiłem kolumnę emulgacyjną na podstawie rysunku z tematu przywołanego przez Andrzeja https://www.bimber.info/forum/viewtopic ... 569#p86569. Kolumna emulgacyjna z powodu ograniczeń sprzętowych - za mała średnica spływu - okazała się porażką. Przy słupie zalania 80cm i nad nim ok. 40cm nie zalanego wypełnienia urobek z OLM był słaby (~96,3%) i kiepskiej jakości. Gdzieś do 1/3 urobku czuć było drożdże. Stabilny słup udawało się uzyskać dla stosunkowo niskich mocy góra do 3200W. Przy "normalnej" pracy z mocą 4500W. Pomysł zarzuciłem i zacząłem próby z manualnym utrzymaniem stabilnego ciśnienia. Mój sprzęt od testowanego przez kolegów różni się buforem w kotle i półką rzeczywistą z 8cm przelewem na wlocie par do kolumny. Wypełnienie to sprężynki Henitom. Przeprowadziłem kilka prób ze stałą prędkością odbioru i wyniki jakościowe są obiecujące. Po sezonie owocowym wrócę do tematu. Teraz mam kilka pytań do Andrzeja i Mariana.
1. Co zdecydowało o umieszczeniu pomiaru ciśnienia na 1/3 wysokości kolumny? Wyłączacie w ten sposób dolną część z pod obserwacji. Czy macie jeszcze jakiś inny wskaźnik określający co się dzieje na dole kolumny?
2. Jak ustalacie warunki początkowe pracy? Chodzi mi o moc poczatkową i startową prędkość odbioru.
3. Regulujecie dwiema zmiennymi - mocą i tempem odbioru. Która z nich jest wiodąca?
4. Jeżeli dysponujecie takimi danymi to jakie były startowe a jakie końcowe moce i prędkości odbioru?
5. Czy mierzyliście % serca? Jeżeli tak to jak się ma do % uzyskiwanego "starą" metodą?

[maria-n]

Cześć
Odp. na zadane pytania:
1. Wys. ta jest wynikiem następującego kompromisu
a. odseparowanie pomiaru od wpływu ciśnienia w bojlerze
b. jeżeli wystąpi błąd w pomiarze, to lepiej mierzyć niżej, bo wiadomo, że na końcu wypełnienia ciśnienie jest bliskie atmosferycznemu
Natomiast sterownik do regulacji predykcyjnej i tak oblicza średnie ciśnienie na całej dł. wypełnienia, bo operator w menu parametry podaje; całk. dł wypełnienia, wys. portu pomiaru i jeszcze parę innych parametrów w tym miejscu nieistotnych dla odpowiedzi na zadane pytanie.
2. Mocą startową jest moc używana do stabilizacji kolumny. Tu mówimy o opcji pracy ręcznej, bo w "auto" sterownik oblicza tę moc na podst. zadeklarowanej mocy wszystkich grzałek (moc znamionowa aparatury). Choć można w pod/menu wybrać opcję "ciśnienie zadane"/ustawić tę wartość po czym sterownik przechodzi do normalnej reg. predykcyjnej. Jeśli chodzi o ust. odbioru, to analogicznie w pracy ręcznej ustawiamy sami na podstawie poprzednich procesów, używając klawiszy +/- sterujemy silnikiem krokowym z uprzednio skalibrowanym zaworkiem precyzyjnym. W pracy auto sterownik oblicza kąt otwarcia zaw. na podstawie kilku różnych parametrów. Jakich? to niestety nie odpowiem, bo nie mam takiego upoważnienia.
3.Wyższy priorytet ma moc, bo odbiór, to tylko 1/3 lub inna (deklarowana) wartość całkowitego skraplania na chłodnicy
4. Moja początkowa moc ostatniego testu - początkowa 2,4 kW, końcowa prawie 2,9 kW
Odbiór początkowy 30 ml - średnio, tak jak poprzednio pisałem 25 ml
5. Pewnie zaraz będę "zjebutany" przez kol. Woda, ale co mi tam piszę; nie mierzyłem bo nie mam tak dokładnego alko-mierza wystarczają (jak dla mnie) subiektywne odczucia + organ powonienia mojej żony (jej wierzę bardziej niż Episkopatowi )
Ale na poważnie, to są ilości (niuansowe) mające bardziej wpływy organoleptyczne, ale są i o to chodziło.

[andrzejg11]

W uzupełnieniu posta @Mariana:
W celu oceny działania opisywanej metody przeprowadziłem następujący eksperyment:
Mam w kolumnie zainstalowany termometr w okolicach 10 półki.
Dla celów eksperymentu zainstalowałem dodatkowy termometr poniżej dziesiątej półki - gdzieś tak w 2/3 wysokości licząc od boilera do termometru na 10 półce
Obydwa termometry Pt1000, rzeczywista rozdzielczość 0.01 stopnia, wskazania przeliczane na bieżąco do warunków normalnych.
Przy stężeniu w kotle 20%, zamkniętym odbiorze i ciśnieniu o wartości poniżej granicznego (400 mm) - zgrałem ich wskazania temperatury do wartości 78 stopni z hakiem.

Gdy temperatura w kotle wzrosła do ok. 95 stopni; w tych samych warunkach ciśnienia i refluksu odnotowałem, że wskazania termometru "na 10 półce" nie zmieniły się, natomiast temperatura termometru umieszczonego poniżej wzrosła prawie do 80 stopni, a więc różnica ich wskazań wynosiła ok. dwóch stopni.
Następnie zadałem ciśnienie regulacji do wartości 560mm. (Ciśnienie pełnego zalania dla mojej kolumny wynosi ok 610 mm).
Po ustabilizowaniu ciśnienia wskazanie termometru "na 10 półce" dalej nie uległo zmianie, zaś różnica wskazań obydwu termometrów zmniejszyła się do pół stopnia.

Wniosek: Wzrost ciśnienia w do wartości bliskiej ciśnienia zalania (zatem wzrost strumienia masy w kolumnie) spowodował zmniejszenie HETP. Reszta zależy od innych czynników i operatora.

[kacper59]

Jak wygląda to porównanie dla temperatury KEG-a 98,5 C, bo tu jeszcze prowadziliście odbiór. Jak się domyślam różnica temperatur się rozjechała, ciekawi mnie jak bardzo.

[maria-n]

Cześć
Prawdopodobnie w sobotę będę robił test końcowy, to zwrócimy szczególną uwagę, tym razem na wpływ max ciśnienia i zwiększonego odbioru na temp. dołu kolumny do samego końca procesu. Poprzednio bardziej interesowała nas regulacja, bo wprowadzone zostały poprawki do algorytmu. Sterownik jest przygotowany; tak do oglądania przebiegu procesu w czasie rzeczywistym na ekranie, jak i do archiwizacji danych. W prawdzie na razie po RS-ie,ale jest to wystarczające do przetwarzania danych w celu obrazowania przebiegu procesu. Problem w tym, że w międzyczasie zmieniłem Win.na 10 i mam problemy z tą komunikacją (Win 10 nie "widzi" sterownika). Na 8-ce było wszytko o.k. W sobotę okaże się czy uda mi się ten problem rozwiązać. Jeśli nie, interesujące dane będę notował ręcznie.

[laurentp]

... tak do oglądania przebiegu procesu w czasie rzeczywistym na ekranie, jak i do archiwizacji danych...

Powiem tylko, że wykresy byłyby bezcenne .

[Szlumf]

Marian Ty chyba prowadzisz proces tuż pod progiem zalania. Andrzej zaś, przy zadanym ciśnieniu powyżej 340mmH2O, prawdopodobnie pracuje z kolumną częściowo zalaną. Ciekawe by było porównanie danych z przebiegu kilku procesów różniących się poziomem zalania. Od stanu pod progiem aż do pełnego zalania.
Czy próbowaliście wymusić powstanie ogniska zalania w określonym miejscu kolumny? Być może wtedy by się udało przypisać konkretnym ciśnieniom wysokość słupa zalania.
Nie daje mi spokoju lokalizacja pomiaru ciśnienia w Waszym rozwiązaniu. Ja oprócz ciśnienia w 1/3 wysokości mam też pomiar na dole kolumny pod początkiem wypełnienia a nad półką rzeczywistą i według niego prowadzę proces. Wy monitorujecie zachowania dołu kolumny tylko pomiarem temperatury co bywa zwodnicze. Lokalizacja w 1/3 wysokości wynika zapewne ze stosowania grupowej regulacji mocy. Ja stosuję fazową i praktycznie mam pomijalne wahania ciśnienia w U rurce. Nie znam się zupełnie na tym ale pewnie da się zastosować w Waszym rozwiązaniu regulator fazowy i objąć pomiarem całą wysokość kolumny.

[maria-n]

Chyba, nie do końca Jesteś zorientowany jak u nas działa sposób regulacji w wydaniu regulacji grupowej. Otóż mamy po trzy grzałki i nie chodzi tu, że są zasilane z trzech faz. Można je też zasilić z jednej fazy, byle było "sztywne" zasilanie. Jedną z nich jest wiodąca. Włączona na stałe (nomen omen nazwaliśmy ją jako stałą) w czasie regulacji mocy. Powinna mieć moc najwyższą ok. 75-80% znamionowej mocy pracy. Sterownik doregulowuje tylko kilkaset watów z dwóch pozostałych i to w taki sposób. By były one "zazębione ze sobą" na czas przełączania. Właśnie po to, aby odseparować się od przerw w zasilaniu. Trzeba także wziąć pod uwagę bezwładność termiczną, jaką daje pojemność gorącego bojlera. Więc wpływ reg. grupowej na wahania ciśnienia powinien być pomijalny. Już chyba wcześniej pisałem, że sterownik prowadzi regulację na podstawie wyliczonego uśrednionego ciśnienia w całym wypełnieniu. Pomiar temp. dołu kolumny służy tylko dla testów porównawczych, on nie ma wpływu na regulację mocy. Przy regulacji ciśnieniowej może spokojnie być z rozdzielczością nawet 0,5*C. Obaj mamy ciśnienia robocze, z odstępem od przyjętego ciśnienia zalania, na poziomie 30 - 40 mm.

[czytam]

Gdy Rosjanie eksperymentowali kilka lat temu z regulacją ciśnienia też mierzyli w około 1/3 od dołu. Aby odseparować się od kotła i atmosfery. Jednak stosowali tylko regulatory PID. Wnioski były takie:
- W miarę stałe napięcie zasilania -> regulacja ciśnienia jest tożsama z regulacją napięcia
- Wahania napięcia -> regulacja ciśnienia jest tożsama z regulacją mocy

[pluton]

Zyczymy bezeksplozyjnej eksploatacji.

[andrzejg11]

Kol @pluton
Dzięki za życzenia, ale bez obawy, mamy zabezpieczenia, że by nie walnęło, np. termometr na szczycie kolumny, max wartość ciśnienia, max. wartość tempr. wody chłodzącej, pomiarowe prądy <= 0,5 mA.

Kol. @Szlumf:
Grupowa regulacja mocy - tak jak pisze @maria-n. Masz rację, że pomiar ciśnienia w okolicy termometru 10 półki byłby najbardziej sprawiedliwy, ale tam jeszcze mamy fluktuacje ciśnienia. Fluktuacje te wynikają z precyzji pomiaru ciśnienia, która wynosi 1/4 Pa. Efekt - czujnik-altimetr reaguje na
podniesienie go na wysokość 30 cm.
Pomiar temperatury na dole kolumny ma tylko charakter kontrolny i na chwilę obecną nie jest używany do sterowania grzaniem, lecz jedynie do sygnalizacji końca procesu. Wprawdzie w chwili obecnej precyzja tego pomiaru wynosi 0.01 stopnia i jest rzeczywista, a nie he he - "aproksymowana" , lecz zamierzamy zmienić ten termometr na jakieś tańsze rozwiązanie. Po prostu nie ma potrzeby uzyskiwania takiej dokładności pomiaru.

Kol. @Czytam:
Piszesz - przykro mi - trochę bez zastanowienia. Rosjanie tym razem nie dali rady. Zresztą łatwo to Możesz sam sprawdzić, w handlu są dostępne zarówno czujniki ciśnienia, jak i regulatory PID. My sprawdziliśmy - i nie masz Kolego racji.

Kol @Laurent:
No cóż, Wydaje mi się, że najlepszą odpowiedź na Twoją uwagę miałby Pan Adam Słodowy - Zrób to Sam. I to wtedy dopiero będzie bezcenne .

[laurentp]

...najlepszą odpowiedź na Twoją uwagę miałby Pan Adam Słodowy - Zrób to Sam. I to wtedy dopiero będzie bezcenne .

Hmm, prześlij mi na @ wyniki całego procesu w formacie CSV to nawet w Open/Libre Office coś się da zmęczyć.

[maria-n]

Ja chciałbym się troszkę inaczej odnieść do wpisu kol. pluton. Kolego, staż na forum mamy mniej więcej taki sam, więc i wiedza powinna być na podobnym poziomie. W tym kontekście, nie bardzo rozumiem intencje tego wpisu. To miała być zazdrość, zawiść czy może brak logicznego myślenia? A może wszystko na raz? Jakbyś się chciał pofatygować i przewertować moją korespondencję na Forum, to można zauważyć, że często odnosiłem się do bezpieczeństwa pracy związanym z naszym hobby. Realizacją projektu tego typu sterownika, nie mogą się zajmować dyletanci w tej dziedzinie. Chyba tak nisko nas nie oceniasz? To po pierwsze. Po drugie. Osąd czy podejrzenia, że praca na max ciśnieniu w kolumnie, miała by być bardziej wybucho/genna od kolumny nisko ciśnieniowej, to jakaś bzdura lub właśnie brak logiki w rozumowaniu! Przecie moja czy Twoja, obie są odpowietrzone. Tylko różnica jest taka, że ja mam kontrolę (wpis wyżej Andrzej się do niej odniósł) nad wyższym ciśnieniem w róże, Ty takowej nie posiadasz. Jeżeli by miało się coś niedobrego zadziać, to Wybacz, ale wolę moją konstrukcję.

[kacper59]

Kol.@andrzejg11
Czy do opanowania regulacji ciśnienia konieczny jest aż tak precyzyjny czujnik, 1/4 Pa to ok. 0,02mm słupa wody.
Rozumiem, że dokładniejsze pomiary, to więcej wiedzy na temat zachodzących procesów. Może jednak finalnie, tak jak stwierdziliście w temacie termometrów, czujnik ciśnienia też może być mniej dokładny. Wtedy obróbka danych także łatwiejsza.