Regulacja temperatury 2 grzałek po 1500W

[xa19]

Zamierzam wykonać regulator temperatury, który będzie sterował mocą 2 grzałek 1500 W (ogrzewanie 30-litrowego zbiornika z wodą). Schemat na dzień dzisiejszy: http://s5.ifotos.pl/img/schematjp_waxpeep.jpg

Planuję wykorzystać optotriaki MOC3041 + triaki 26A do sterowania grupowego. Układem sterującym będzie Atmega16. Czujnikiem temperatury jest DS18B20.
Napięcie do elektroniki będzie dostarczane poprzez transformator 230/12V 6VA. Do wygładzenia napięcia wykorzystam kondensator 4700uF.

Mam jednak wątpliwości:
- czy 2 grzałki po 1500W to nie przesada do utrzymywania temperatury 78 stopni? Regulować zamierzam z dokładnością do 0,5 st. C.
- MOC3041 jest elementem z detekcją przejścia przez zero. W jaki sposób nim sterować - czy wystarczy np. podzielić minutę na 10 sekcji po 6 sekund i w każdej sterować proporcją czasu pracy do bezczynności (50% to 3 sekundy załączenia i 3 sekundy wyłączenia)
- czy rezystory R1 i R3 (przy optotriakach) wytrzymają przepływający przez nie prąd?
- jak duży radiator byłby potrzebny do rozproszenia ciepła dla triaków? Dodam, że będzie również chłodzenie aktywne (2 x wentylatory komputerowe 12V)

Jeśli taki projekt może przysporzyć wielu problemów, uwzględniam możliwość kupna takiego zestawu:
http://www.pamel.pl/sklep/prestashop/pl ... -xxxw.html
(chociaż na tym forum spotkałem się z postami i zdjęciami, w których pokazywana była "jakość" wykonania niektórych egzemplarzy).

Z góry dziękuję za wszelkie porady i wychwycone na schemacie błędy.

[Zygmunt]

Schemat, schematem, ale Pan chcesz zrobić termostat, a to się w destylacji w zamierzonym kontekście nie sprawdzi. Jeżeli w kotle będziesz utrzymywał 78C, to niestety poza kilkoma kroplami więcej Ci nie poleci. W/w układ przyda się- ewentualnie- do E-ARC, ale podobnie zadziała termoregulator za kilkadziesiąt złotych. Moc do kotła ma być dostarczana w sposób stały, więc o termostacie nie ma co myśleć. Temperatura będzie wzrastać wraz z ubywaniem alkoholu z kotła- aż do wygotowania całego i osiągnięcia temperatury wrzenia wody: ~100C.

[xa19]

Zdaje się, że nie określiłem pewnych kwestii.
Przede wszystkim, zamierzam zastosować sterowanie grupowe, czyli przepuszczanie części połówek sinusoid. Podział minuty na cykle to tylko jedna koncepcja realizacji tego. Równie dobrze może być przepuszczana co druga/trzecia/czwarta połówka sinusoidy.
Dalej: informacja zwrotna dot. temperatury nie będzie szła z kotła/kega, ale ze szczytu kolumny. Chcę mierzyć temperaturę par, nie cieczy. Czyli moc grzałek będzie tak zmieniana, aby opary alkoholu utrzymywały temperaturę 78''C.

[Zygmunt]

I znowu- nie zadziała. W momencie skoku temperatury grzałki obniżą moc lub całkowicie się wyłączą (choćby na chwilę), co z kolei wywoła destabilizację kolumny, a dalej to już klasyczna pętla. Zaufaj mi, parę lat to robię...

[aronia]

A ja zadam takie pytanie - ile będą Cię kosztować te wszystkie części i ile czasu poświęcisz(już poświęciłeś) na zrobienie tej regulacji?
To, że słyszałeś, że temperatura ma być stabilna to nie znaczy, że już wszystko wiesz... Dlatego zabieranie się za robienie "automatyki" do kolumny wymaga poznania podstaw jej obsługi manualnej. Podejście: pracuje jako "automatyk" w zakładzie to z prostym sterownikiem bym sobie nie poradził... zwykle kończy się niezadowalającymi rezultatami - chcesz to brnij dalej tą drogą, a jeżeli chcesz to zrobić prawidłowo to posłuchaj rad bardziej doświadczonych użytkowników i powoli zacznij się zagłębiać w lekturę forum. Zacznij od tych działów: http://alkohole-domowe.com/forum/grzani ... lacji.html http://alkohole-domowe.com/forum/kontro ... lacji.html http://alkohole-domowe.com/forum/osprzet.html i powoli czytając temat za tematem zrozumiesz jaki popełniasz błąd.

[lesgo58]

Dalej: informacja zwrotna dot. temperatury nie będzie szła z kotła/kega, ale ze szczytu kolumny. Chcę mierzyć temperaturę par, nie cieczy. Czyli moc grzałek będzie tak zmieniana, aby opary alkoholu utrzymywały temperaturę 78''C.

Błąd myślenia.
Stała temperatura będzie występować tylko wtedy gdy zapewnimy sprzętowi jednakowe i stałe warunki przez cały proces. To znaczy stałe ciśnienie zewnętrzne i wewnętrzne, stałą moc grzania. Raczej taka opcja jest niewykonalna bo temperatura par, jak i cieczy jest bezpośrednio zależna od ciśnienia atmosferycznego. A jak wiadomo ciśnienie potrafi się zmieniać bez przerwy. Co ma bezpośredni wpływ na wskazania termometrów.
Są dni kiedy temperatura w kolumnie podczas jednego procesu potrafi zmienić się o kilka dziesiętnych stopnia. A w ekstremalnych warunkach nawet więcej. I to jest zjawisko normalne.
Nasuwa się więc jeden wniosek. Utrzymywanie stałej temperatury w kolumnie mija się z celem.
Tak jak wspomniał Zygmunt - my musimy tylko dostarczyć określoną i najlepiej stałą moc, a reszta dzieje się sama. Ingerujemy tylko w szybkość odbioru.

[panmufinek]

Uwielbiam Ludzi (xa1) którzy wywarzają otwarte drzwi i tworzą nowe teorie.
Kolego masz gotowe i tanie rozwiązania choćby kity z AVT jeśli chcesz pobawić się w składanie elektroniki.
Moja rada przeczytaj uważnie posty przedmówców i uwierz w to co piszą.

[Aquila]

Witam

Kilka uwag praktycznych w kwestii sterowania.

1. Lepszy jest krótszy okres sterowania grupowego. Łatwiej zrobić sterowanie, ale przy kilkusekundowych cyklach grzanie/przerwa cały system będzie odczuwał okresy grzania podnosząc cyklicznie prędkość wrzenia i wprowadzając destabilizację w kolumnie. Okresy grzania około 1s i bezwładność cieplna grzałek dają w sumie dość płynną regulację. Przy krótszych cyklach grzanie/przerwa problem powstaje przy bardzo małych i bardzo dużych ustawieniach mocy grzania bo impuls włączający grzałki będzie krótszy niż połówka amplitudy. Bez synchronizacji z siecią możesz nie trafić w odpowiedni moment i grzałka nie będzie grzać wcale przy 1% albo będzie grzać na full pomimo ustawienia np. 99%. Inna sprawa, że w praktyce raczej rzadko stosuje się takie ekstremalne ustawienia

2. Jedyna korzyść jaka mi się nasuwa z regulacji mocy obu grzałek jednocześnie to zmniejszenie gęstości mocy na grzałkach, co może Ci pomóc przy gotowaniu gęstych nastawów nie przypalić grzałek. W pozostałych przypadkach korzystniej mieć obie grzałki podłączone osobno. Wtedy podczas rozgrzewania jedną grzałkę włączasz na stałe a drugą przez regulator. Jak potrzebujesz mniejszą moc to wyłączasz grzałkę nieregulowaną. Straty mocy na regulatorze i ilość ciepła do odprowadzenia - o połowę mniejsze.

3. Czujnik DS18B20 ma maksymalną rozdzielczość 0,0625*C i jako pomiar temperatury to wystarcza ale jako czujnik do układu regulacji może być za mało. Weź pod uwagę, że bezwładność układu jest duża i nawet jeżeli zastosujesz algorytm PID do obliczania, to zanim regulacje odniosą skutek możesz przewalić temperaturę na głowicy o kilka dziesiątych stopnia. A to oznacza, że Twoja regulacja wprowadza więcej problemów niż rozwiązuje i produkt jaki otrzymasz będzie dużo gorszy niż przy uważnym ręcznym prowadzeniu procesu.

4. Pomiar temperatury na głowicy ma sens jedynie w przypadku gdy używasz kolumny do destylacji prostej. Wtedy takie sterowanie mogłoby zdać egzamin, jeżeli tylko bezwładność układu i rozdzielczość czujnika na to pozwolą. Jeżeli chcesz myśleć o sterowaniu kolumną podczas rektyfikacji, to zacząłeś od niewłaściwego końca. Termometr którego użyjesz do sterowania powinien być możliwie jak najniżej, ale w punkcie gdzie temperatura już jest stabilna.

5. Zapewne trochę drożej ale znacznie prościej można to sterowanie zrobić korzystając z gotowych podzespołów typu Arduino i przekaźnik Solid State Relay. Wystarczy go podłączyć pod wyjście PWM, oprogramować i gotowe. Elementy kupisz na Ebay-u za parę złotych. Warto pomyśleć też o możliwości rozbudowy w przyszłości. Znając życie jak zabawa będzie Ci się podobać, to pewnie wkrótce będziesz chciał dołożyć coś jeszcze Gotowe klocki dadzą Ci dużą swobodę manewru.

Nie zamierzam bynajmniej zniechęcać Cię do zabawy, jednak dopisuję się do sugestii Kolegów, żebyś przestudiował temat od strony procesu zanim zaczniesz nim regulować. Wszystkie niezbędne informacje znajdziesz na forum, Kolega @aronia podpowiedział Ci skąd zacząć

Pozdrowienia

Aquila

[drgranatt]

Zamierzam wykonać regulator temperatury, który będzie sterował mocą 2 grzałek 1500 W (ogrzewanie 30-litrowego zbiornika z wodą)... Schemat na dzień dzisiejszy: http://s5.ifotos.pl/img/schematjp_waxpeep.jpg
...Z góry dziękuję za wszelkie porady i wychwycone na schemacie błędy.

Jednym słowem gratuluję wyboru. Widzę, że jesteś oblatany w elektronice a czy w programowaniu też . Na pewno taniej wyjdzie jak kupisz gotowy zestaw ale jak chcesz dla 1 szt. sam bawić się to nikt ci nie zabroni.
Moja rada: poszukaj gotowego zestawu lub gotowego urządzenia i ciesz się hobby