Автоматика для дистилляции, ректификации и затирания солода - "Хелпер 3,5".

[gas2007 6]

Возможности автоматики «Хелпер 4 - 5 кВт» 
по дистилляции ректификации и затиранию солода.

Текущая версия V7.92

1. Режимы работы

·      Отбор продукта как в «Старт-Стопном», так и в «Покапельном» режимах. При этом отбор продукта может быть остановлен автоматически по достижению заданной температуры, в точке её контроля, или по наполнению тары заданным объемом отбираемого продукта.

·      Затирание солода, используя четыре температурные паузы с прямым затиранием (с ростом температуры), обратным затиранием (с понижением температуры), а также смешанным затиранием.

·      Настройка автоматически параметров затирания с точностью удержания температур +-0,7 градуса, используя метод MPC (метод управления с предсказанием температуры) .

      Поддержание заданной температуры брожения при низкой температуре окружающей среды.

 

2. Стабильность параметров
Автоматика обеспечивает:
• Стабилизацию мощности нагрева ТЭНа с отклонением не более 4%.

•  Диапазон регулирования мощности ТЭНа от 10% до 100%. Допустимая мощность ТЭНа до 5 кВт.
• Корректировку температурной полки, при изменении атмосферного давления, в диапазоне 710 – 805 мм.рт.ст.

•  Удержание предзахлёбного состояния колонны, при снижении атмосферного давления, за счёт корректировки мощности ТЭНа.

 

3. Индикация на дисплее
Автоматика для отображения протекающих процессов использует двухстрочный буквенно-цифровой экран на базе LCD дисплея.
Вся информация выводится на русском языке законченными фразами.

 

4. Работа с меню устройства
Изменение параметров процесса возможно, как до его запуска, так и в ходе его выполнения.

 

5. Дистилляция
Дистилляция может проходить при отборе как по пару, так и по жидкости используя пункт меню «Отбор». Начало и завершение отбора Голов, Тела и Хвостов принимает винокур. Какой способ отбора «покапельный» или «старт стопный» винокур может выбрать в пункте меню «Режимы».
Окончание отбора продукта по критерию достижение заданной температуры, происходит с учетом изменяющегося атмосферного давления и как следствие корректировкой температурной полки. Управление отбором может быть ручное или автоматическое с помощью электромагнитного клапана.

 

6. Ректификация

Ректификация проходит при отборе по жидкости или по пару с управлением отбора электромагнитным клапаном. 
• Отбор может проходить как в «Старт-Стопном», так и в «Покапельном» режимах, выбрать которые можно в пункте меню «Режимы».
• Стабилизацию колонны и начало отбора «Голов» автоматика проводит самостоятельно без участия винокура в пункте меню «Спирт Головы».
• Отбор товарного спирта в пункте меню «Спирт Тело» продолжается на спиртовой полке до начала роста температуры. Установить критерий, что считать ростом температуры, можно в пункте меню «Дельта t». Допустимый диапазон изменений лежит в пределах 0,1°С – 0,5°С.
• Автоматическая корректировка температуры спиртовой полки при изменении атмосферного давления.
• Автоматическое удержание предзахлёбного состояния колонны, при снижении атмосферного давления, за счёт корректировки мощности ТЭНа. 
• При начале роста температуры автоматика, в каком бы режиме отбора она не находилась, переходит в Старт – Стопный режим, останавливает отбор, ожидает возврата температуры на спиртовую полку, стабилизирует спиртовую полку, снижает скорость отбора и продолжает отбор.

 

7. Затирание солода для дистиллятов и варки пива
Автоматика позволяет автоматически затирать солод используя четыре температурные паузы, которые нужно ввести в пунктах меню «Солод температура» и «Солод минуты». В процессе затирания автоматически или вручную включается циклический таймер, управляющий работой мешалки или насоса. 

В автоматике реализовано прямое затирание (с ростом температуры), обратное затирание (с понижением температуры), а также и смешанное затирание.

Поддержание стабильной температуры пауз выполняет алгоритм MPС (метод управления с предсказанием) регулирования с точностью +- 0,7°С.

Настройка автоматики затирания под конкретное оборудование с учётом объёма куба, его утепления и максимальной мощности ТЭНов происходит автоматически через меню "Параметры", "Солод: процедура автонастройки".

Само затирание запускается через пункт меню "Старт", "Затирание солода".

 

8. Мощность нагрева
Значение мощности для разогрева куба и мощности выхода на рабочее значение задаются в пункте меню «Мощность».

Мощность, поддерживаемая автоматикой 5 кВт.
На дисплее выведены сразу два значения мощности. Левое - это мощность разогрева, а правое - рабочая мощность, используемая в процессе дистилляции или ректификации.
Переход с одной мощности на другую происходит автоматически.

 

9. Мешалка (Насос)
Мешалка (насос) работает по циклическому таймеру который повторяет заданные временные интервалы «работы» или «паузы». Изменить временные интервалы можно в пункте меню «Миксер».

 

10. Весы
В комплект поставки автоматики входят весы, которые используются в режиме отбора по объему жидкости, поступающей в тару. Диапазон веса тары с продуктом не должен превышать 15 кг.

Весы можно использовать и по прямому назначению, определяя реальный вес в граммах.

 

11. Аварийная остановка
Контроль безопасной работы оборудования выполняет термодатчик, установленный в ТСА (трубки связи с атмосферой). Ввести нужные значения температуры аварии можно через меню «Параметры», «t аварии». Рекомендованное значение 63°С - 65°С.
При наступлении аварийного случая автоматика включает сирену и выключат не только ТЭНы, но и блокирует работу самой автоматики.

 

 

 

 

 

 

 

ИНСТРУКЦИЯ_ХЕЛПЕР_ V7_92.pdf

 

ПОЛУЧЕНИЕ ДИСТИЛЛЯТОВ И РАБОТА С ПВК.pdf

Изменено 19 июня пользователем gas2007

[deen 98]

4% отклонение мощности это примерно колебание на тене в 9В? 

У вас там что, ресанта релейна стоит? 

[gas2007 6]

У нас там ШИМ регулятор управляемый микропроцессором и измеритель напряжения

[Михаил40 70]

Фоток прибора накидали бы по-больше.

Описание на основе чего собрано.

Что в комплекте идёт.

В чём отличие от других.

Как школьники,ей богу.

Цены не  видно.

 

Изменено 21 января 2023 пользователем Михаил40

[gas2007 6]

22.01.2023 в 01:27, Михаил40 сказал:

Фоток прибора накидали бы по-больше.

 

 

Прибор появился в результате спора авторов на тему сколько возможностей можно заложить в память Ардуино 328Р.

В результате программа заняла 32742 байта из 32767 байт возможных, а о реализованных возможностях читайте в начале этого поста ну и конечно в Инструкции.

 

 

Над созданием прибора и его тестированием мы потратили два года. Поскольку память в ардуинке закончилась и тестировать больше нечего мы решили выставить наш труд на ваше обсуждение.

Прибор состоит из:

Процессор – Ардуино 328Р (Atmega 328Р)

Атмосферное давление – BMP180 (вынесен за пределы платы).

Регулятор мощности - BTA41-600BRG

Детектор нуля - FOD814

Опторазвязка - MOC3023SM

Трансформатор измерительный.

Два реле

Два термодатчика

Дисплей – LCD1602

 

                                                        Фото-пример отбора Голов

Запускаю разогрев куба в разделе "Старт", "Разогрев", предварительно установив нужную температуру 50 гр. в разделе "Параметры".

Проверил мощность. 100% - ОК. Это тоже в разделе  "Параметры". 

Разогрев до 50 гр завершён.

Стартуем отбор голов в объёме 700 мл. в разделе "Старт", "Спирт Головы".

Идёт стабилизация колонны. Автоматика сама знает когда колонна стабилизируется и можно начинать отбор.

Стабилизация завершена Нажимаем кнопку "Ввод" и пошёл отбор.

Отобрали 505 мл Текущая скорость 240 мл/ч

Отбор голов завершён.

 

А вот так автоматика информирует, что идёт коррекция спиртовой полки в связи с изменяющимся атмосферным давлением.

Изменено 28 мая 2023 пользователем gas2007

[gas2007 6]

Комплект поставки:

Блок автоматики, весы, электромагнитный клапан и набор кабелей с разъёмами.

Да, ещё в комплект входит блок авариной остановки, устанавливаемый на трубку связи с атмосферой.

Изменено 20 марта 2023 пользователем gas2007

[Михаил40 70]

Спасибо.

Ну и цену конечно было бы не плохо озвучить.

Или я не увидел просто.

Изменено 22 января 2023 пользователем Михаил40

[gas2007 6]

Только что, Михаил40 сказал:

Ну и цену конечно было бы не плохо озвучить.

Цена прибора будет объявлена на момент начала продаж, а это май - июнь 2023 года. На сегодня это 20 000р

[gas2007 6]

Этим летом проверил надёжность прибора перегнав все то, что на картинке. Одна тонна переработанной браги.

 

Изменено 12 февраля 2023 пользователем gas2007

[deen 98]

С охлаждением умеет прибор работать? 

Обратное затирание по-моему так это называется, когда идут по паузам не с низу, а сверху. Тоесть работа не только с нагревом, но и охлаждением? 

[gas2007 6]

22.01.2023 в 14:15, deen сказал:

С охлаждением умеет прибор работать?

Данная версия НЕТ! У нас памяти процессора осталось 20 байт чего явно не хватает чтобы реализовать данную функцию.

Но этот момент у нас на первом месте с переходом на другой процессор.

Изменено 27 января 2023 пользователем gas2007

[dim65 200]

3 часа назад, gas2007 сказал:

Цена прибора будет объявлена на момент начала продаж

 

Ваше творение сколько лет провисело на ХД... тоже чего то ждали.

Там созрело и отпало сюда??

Что с темой на ХД?

[gas2007 6]

22.01.2023 в 15:25, dim65 сказал:

Что с темой на ХД?

Они меня банят. Опять посадили на год под арест. Почему оно провисело? Оно принесло много пользы. Народ звонит спрашивает, а в основном я всех пытал что и как лучше сделать. 

Но мне все больше кажется, что мы для кого то стали серьёзными конкурентами.

Изменено 12 февраля 2023 пользователем gas2007

[gas2007 6]

22.01.2023 в 14:15, deen сказал:

С охлаждением умеет прибор работать? 

Обратное затирание по-моему так это называется, когда идут по паузам не с низу, а сверху. Тоесть работа не только с нагревом, но и охлаждением? 

Все-таки удалось добавить обратное затирание.

Версия автоматики V7.0С уже с этой функцией.

Изменено 8 марта 2023 пользователем gas2007

[deen 98]

@gas2007 этот прорыв, так как я не видел такого. Только у термо дата, в линейке было что-то подобное, но он принимал пид коэффициенты те же самые, что и на нагрев. Тоесть прибор работал корректно, если была равенство мощности нагрева и охлаждения.

[gas2007 6]

На протяжении нескольких лет, для удержании температуры при затирании солода, мы использовали метод PID регулирования. Но автоматический поиск коэффициентов PID, необходимых для затирания, занимал слишком много времени, что для нас стало неприемлемым, да и точность удержания температуры хотелось бы иметь получше.

 

Начиная с версии автоматики V7.0 мы стали использовать метод MPC (метод управления с предсказанием температуры) регулирования, который обеспечил более высокую точность удержания температуры, а время для автоматического поиска нужных параметров сократилось до времени, необходимого для разогрева куба до 60 градусов.

 

Приведу пример разброса температур при смешанном затирании, когда кроме пауз с разогревом идут паузы с охлаждение затора.

Для эксперимента использовался куб, залитый 60 литров холодной воды. Никаких солодов в воду не вносилось.

 

Изменено 3 августа 2023 пользователем gas2007

[gas2007 6]

Добавили  удержание предзахлебного состояния колонны, для режима ректификации, за счёт управления мощностью ТЭНа, в зависимости от изменяющегося атмосферного давления. 

Версия автоматики V7.4. Пришлось перейти на Arduino NANO every.

 

Изменено 6 апреля 2023 пользователем gas2007

[gas2007 6]

Добавили новую функцию, позволяющую делать  ПАУЗУ в ходе запущенных процессов перегонки. Продолжительность паузы определяет винокур.

[gas2007 6]

Путём небольших изменений в охлаждении силовой части автоматики, нам удалось обеспечить её работу на мощностях 4 - 5 кВт.

Появилась возможности использовать дополнительный, разгонный ТЭН который не подключен к автоматике и может иметь любую мощность.

Работа этого ТЭНа на этапе начального разогрева, когда стартует любой процесс, никак не влияет на работу автоматики даже при удержании температур при затирании солода.

Изменено 16 июня 2023 пользователем gas2007

[gas2007 6]

У пользователей автоматики «Хелпер» присутствует определённое непонимание как происходит затирание солода при удержании температуры в таких минимальных значениях – 0,5 градуса. Тем более что объёмы ПВК это сотни литров.

Мы подготовили инструкцию по автонастроки автоматики «Хелпер» но вместе с тем хотим здесь коротко объяснить как это происходит.

Существуют две популярные методики удержания температуры, это ПИД (пропорционально интегрально дифференциальная) и МПС (методика с предсказанием температуры).

Для создания автоматического поиска коэффициентов ПИД требуется очень длительная процедура нагрева содержимого ПВК или Куба, до заданной температуры, с ещё более длительным процессом остывания. Из-за такой длительной настройки автоматический способ почти никем не реализован. Но тем не менее найдя эти коэффициенты, последующие затирания идут с хорошим удержанием, но только для температуры на которой найдены эти коэффициенты. С изменением температуры затирания настройку коэффициентов приходится корректировать, но уже ручным их подбором, что естественно не гарантирует точности удержания температуры.

Методика МПС лишена этих недостатков и процесс автонастройки идёт для любых температур затирания быстро, всего лишь нагревая ПВК или Куб до фиксированной температуры 60°С. Методика в процессе автонастройки учит сама себя как управлять мощностью ТЭНа при подходе к температуре затирания. Здесь пользователь автоматикой совершенно отстранён от вмешательства в процесс автонастройки и тем более в процессе реального затирания.

АВТОМАТИЧЕСКАЯ НАСТРОЙКА.pdf

Изменено 13 января пользователем gas2007

[Endi 0]

 

А можно увидеть по какой зависимости реализовано изменение температуры от давления?

[gas2007 6]

Ключевое слово "увидеть" немного сбивает с толку в каком виде должен быть ответ.

Начну с простого. Вот так представлена зависимость температуры кипения водно-спиртового раствора от атмосферного давления.

[Endi 0]

Это понятно, Хотелось бы увидеть, какая именно зависимость используется Вами. Вы же не работаете с градиентом 200 мм рт. ст.? И как учитывается доля спирта в данный конкретный момент? 

[Pepel_zbei 401]

@Endi 1.4. На форуме приветствуется дружеское, уважительное общение, и обращение друг к другу на ты.

https://forum.grainwine.info/guidelines/

Изменено 7 августа 2023 пользователем Pepel_zbei

[Pepel_zbei 401]

https://forum.grainwine.info/guidelines/ это правила форума

Изменено 7 августа 2023 пользователем Pepel_zbei