Zvik

Автоматика для управления котлом

60 сообщений в этой теме

Zvik    525

Всех приветствую

Собственно говоря: имеется самодельный пиролезный котел на отработанном масле.

Имеется 3 датчика температурных: На выходе с котла измеряющее температуру носителя, температуру дымохода и температуру помещения. Подача масла в печь реализована через реле времени и масло насос. Так же имеется вентилятор наддува воздуха в печь. Мощность котла можно регулировать путем подачи количества масла и количеством нагнетаемого воздуха в печь. 

Алгоритм работы автоматики: в ручную задаем рабочую температуру теплоносителя и желаемую температуру в помещении, исходя из показания данных датчиков и должна дозироваться подача масла и нагнетаемого воздуха, предварительно в ручную выставив максимум и минимум. Датчик температуры выхлопных газов служит как аварийное выключение котла в случае если котел потух и дымоход остыл ниже определенной температуры, что бы избежать заливание печи и помещения маслом. При выставленной температуре носителя и достижении желаемой температуры в помещении, котел переходит в режим ХХ, если при данном режиме помещение нагревается дальше, то при достижении температуры на 5 градусов выше желаемой, котел тухнет, и автоматически запуститься после того как температура помещения упадет ниже 5 градусов чем желаемая температура

Теперь о том что никак не могу придумать как реализовать. Если с понижением температуры носителя увеличивать количество подаваемого воздуха и количество масла в печь, то никак не могу придумать, как реализовать изменение временных интервалов работы маслонассоса? Управление вентилятора при этом сделать элементарно, как в усилителях с принудительным обдувом, только с обратной зависимостью, чем ниже температура, тем сильнее дуем. Схема естественно вся должна быть аналоговой, никаких микроконтроллеров

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Быстрый заказ печатных плат

Полный цикл производства PCB по низким ценам!

  • x
    мм
Заказать Получить купон на $5.00
mvkarp    3 697

@Zvik , а можно чуть подробнее про работу котла. Насколько я понял, масло подается периодически, подогревается, а затем уж пары сгорают.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Vovka    23

Глянь, может эта автоматика пойдет: Блок управления работой котлами: газовым, электрическим, твердотопливным

Изменено пользователем Vovka

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Zvik    525

2mvkarp

Это не классическая печь на отработанном масле. масло подается в печь капельным путем, масло заливается в чашу только для розжига, 100-150 грамм не более, далее пошли капли масла, в чаше масло естественно выгорает, а далее пока капля летит до этой чаши по камере сгорания, она разогревается и превращается в пары масла и горит. Посмотрите в ютубе обзор печи: огонь труба 50, у меня подобного типа только модефицирована.

2Vovka

Блок конечно хорош, скорее всего при помощи его мне и удастся подружить маслонасосо с различными режимами работы печи, но есть один момент, где опять не стыковка получается. После затухания печи в чашу для розжига накачивается 100-150гр массла, когда наступает момент розжига, то свечей накала от дизельных машин мы нагреваем масло до 200-250град, после чего искрой поджигаем все это и котел снова пошел в работу. Данного режима нет на данном блоке + на момент выхода котла на рабочий режим датчик контроля температуры дымохода должен быть отключен, иначе автоматика автоматически отключит печь, подумав, что горение в печи по каким то причинам прекратилось. 

Вся автоматика у меня есть, вернее знаю как реализовать, делал что то похожее для электрокотла, но там проще, единственное что я не могу пока придумать, это как реализовать изменение времени работы насоса с учетом изменения температуры носителя, при одинаковых интервалах между работой, или же наоборот, менять интервал между работой маслонасоса при одинаковом времени работы самого насоса. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
mvkarp    3 697

Как по мне, то гистерезис на температуру носителя. Достигла верха - насос остановился. Опустилась - включился.
Но тут же возникает вопрос с процессом розжига. Он то ручной. :umnik2:

По времени работы/останова насоса. Если время останова при любом раскладе не превышает время догорания топлива (естественно, с достаточным запасом), то оба метода хороши. Если же интервал между работой может превысить его, то однозначно время простоя  - константа, время работы - переменная.
По крайней мере, так вижу процесс.

Про количество воздуха - тоже вопрос. Можно дуть постоянно, пока котел в работе. Можно подбирать обороты в зависимости от подаваемого масла. Во втором случае увеличивается кпд котла. Т.е. экономия топлива.
Во втором случае необходимо провести замеры дымовых газов на содержание О2, СО2, СО и составить график соотношения топливо/воздух. О2, СО2 - это кпд, СО - безопасность окружающих и, конечно, кпд (полное либо неполное сгорание топлива).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Zvik    525

Поджиг котла должен происходить в автоматическом режиме и это реализуемо, хотя и есть ряд проблем. 

Котел сам по себе пиролизный что подразумивает под собой полное сгорание масла, а выхлоп это пар абсолютно прозрачный без каких либо примесей. Для полноценного сгорания температура в камере сгорания должна быть не ниже 400-450град, иначе пиролиза не будет, для поддержания температуры кислород подается всегда в не большем избытке для данного количества масла, иначе опять же произойдет понижение температуры в камере сгорания. Останавливать подачу масла до того момента пока печь начнент остывать так же не допустимо, т.к. после прекращения подачи масла печь потухнет в течении 40-60 секунд, а то и быстрее, а печь весит порядка 70кг, и имеет хорошую инертность.

46 минут назад, mvkarp сказал:

По времени работы/останова насоса. Если время останова при любом раскладе не превышает время догорания топлива (естественно, с достаточным запасом), то оба метода хороши. Если же интервал между работой может превысить его, то однозначно время простоя  - константа, время работы - переменная.
По крайней мере, так вижу процесс.

Как я вижу данный момент: то предварительно выставляется минемально допустимая подача масла и максимальная подача, тоже самое с количеством нагнетаемого воздуха, и уже потом автоматика автоматически меняет количество подачи масла/воздуха в заранее установленных границах, можно конечто сделать ступенчатую регулировку мощности, к примеру с шагом 10%, в этом случае я приблизительно представляю как схемотехнически реализовать все это дело, а вот с плавной регулировкой нет.

46 минут назад, mvkarp сказал:

Про количество воздуха - тоже вопрос. Можно дуть постоянно, пока котел в работе. Можно подбирать обороты в зависимости от подаваемого масла. Во втором случае увеличивается кпд котла. Т.е. экономия топлива.
Во втором случае необходимо провести замеры дымовых газов на содержание О2, СО2, СО и составить график соотношения топливо/воздух. О2, СО2 - это кпд, СО - безопасность окружающих и, конечно, кпд (полное либо неполное сгорание топлива).

Количество масла и воздуха должно регулироваться совместно, т.к. при слишком большом количестве воздуха пары масла будут прогорать куда быстрее чем будет поступать новая порция масла и котел в конечном итоге потухнет, и это получиться не режим регулировки, а режим дожигания всех остатков всего что осталось в камере сгорания перед тем как печь заглушить.

Полное сгорание смеси контролировать очень просто, пока из дымохода идет абсолютно прозрачный пар, то идет полное сгорание, как только пар начинает приобретать темноватый цвет, то это значит что смесь богатая и недостаточно кислорода. 

Маслонасос приводится в движение моторчиком от стеклоподъемника, можно не менять временной интервал работы/отдыха маслонасоса, т.е. не трогать время работы маслонасоса, а менять количество оборотов маслонасоса в минуту путем изменения питания моторчика стеклоподъемника. Только что сейчас пришла в голову такая идея. Но опять же возникает проблема: при понижении питания моторчика мы потеряем и момент на валу и получается что скорость вращения вала напрямую будет зависеть от нагрузки на валу, а отработанное масло имеет разную вязкость/текучесть при разных температурах, соответственно и маслонасос будет давать разную нагрузку на вал. Как выход вижу решение с применением ШИМ регулятора, но опять же встаю в тупик, каким способом реализовать автоматическую регулеровку им

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
mvkarp    3 697
5 минут назад, Zvik сказал:

полное сгорание масла, а выхлоп это пар абсолютно прозрачный без каких либо примесей

Здесь Вы заблуждаетесь. У меня в энергетических котлах сжигается природный газ. Поверьте, гадостей в уходящих дымовых газах при неверном соотношении газ-воздух предостаточно. Хоть они и не видны. Поэтому необходимо, как Вы и пишите, подавать воздух в некотором избытке.
 

9 минут назад, Zvik сказал:

а вот с плавной регулировкой нет

Если зависимость линейная (хотя бы приблизительно), то больших сложностей, думаю, не будет.
 

11 минуту назад, Zvik сказал:

Количество масла и воздуха должно регулироваться совместно

Может, я не совсем понял? Подача масла регулируется дискретно. Т.е. оно то капает, то не капает (маслонасос включен/отключен).
Если же есть возможность изменения производительности маслонасоса, это уже совсем другое дело.

Изменение производительности регулировкой напряжения - на мой взгляд не лучший способ. Или регулировка какой-то регулирующей арматурой (регулирующий клапан), а моторчик постоянно в действии. Или же ШИМ для питания моторчика.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Zvik    525

Маслонасос имеет сам по себе большую производительность, поэтому время работы маслонасоса ограничено, а что бы печь не потухла, то подается небольшими порциями с интервалом в 4-30 секунд, на данный момент регулирую подачу масла путем изменения временного интервала между работой маслонасоса. Расход печи варьируется от 0,25л/час до 2л/час. 2л/час это абсолютный максимум после которого выхлопные газы начинают приобретать темноватый оттенок. Линейная зависимость или нет, не могу сказать, т.к. измерить количество нагнетаемого воздуха я не могу.

Не путайте газ и масло, не возможно сжечь масло до такого состояния что бы выхлоп был 100% паром и только, Часть таблицы Менделеева там будет в любом случае, но это куда лучше чем выхлоп в классических печах на отработке. Так же газ сам по себе не виден и не полное сгорание газа мы никак не увидим, в случае с маслом мы это сразу заметим, это наглядно видно когда печь разжигается и выходит на режим, когда печь не прогрета и не хватает температуры для пиролиза и часть несгоревшего масла вылетает в трубу, выхлоп чем то напоминает дровяную печку в момент розжига, когда та каптит черным дымом и активно :)

Опять же, если выставить минимум/максимум подачи масла и воздуха, то в данном диапазоне регулировку думаю можно производить линейно

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
mvkarp    3 697

У нас и мазут используется. Так что про цвет уходящих известно не по наслышке. :)

Коль нечем измерить состав уходящих газов, то данный вопрос отпадает. Остается использовать линейную зависимость.
Жаль, что :

13 часа назад, Zvik сказал:

Схема естественно вся должна быть аналоговой, никаких микроконтроллеров

Если бы владели ими, то реализация процесса была бы более универсальной.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Zvik    525

Да не владею я микроконтроллерами, поэтому и делаю на аналоге, все просто и предсказуемо и безотказно.
Вот возьмем к примеру схему стандартного шим регулятора от 12В

1415525235_pwm.jpg

Я вот к примеру не могу придумать, как в данной схеме можно автоматикой регулировать ширину импульсов?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
mvkarp    3 697

Я уже тоже. До переучивания все никак руки не дойдут. :(

Готового проверенного решения под рукой нет. Уж, извините. На 555 вроде как по выводу 5 можно скважность менять. Не проверял, формулы не выводил. Да и что в качестве электронного регулятора использовать тоже вопрос.
А по началу казалось, все так просто. Это, наверное, от того, что у меня готовые регуляторы используются. Вот и не задумывался даже.

Похоже, нужен преобразователь типа "Напряжение - Частота", "Напряжение - Длительность".
 

Первое попавшееся в сети: LTC6992 Voltafe-PWM.pdf

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Zvik    525

Вот и я не могу придумать, чем можно заменить этот переменник, и так что бы им еще управлять как то. Ставить сервопривод не вариант, уж лучше тогда ступенчатая регулировка с шагом 10% мощности

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
mvkarp    3 697

Может, и так. Сильно сам процесс регулирования не изменится.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Zvik    525

+ ступенчатой регулировки, для каждого режима можно вручную выбрать соотношение воздух/топливо, но каждая ступень получается +0,2л/час, это получается +2квт тепла к уже имеющимся 2,5квт тепла на минимуме, для отопления помещения в 25м2, это по моему многовато :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
mvkarp    3 697

:unknw:Тепловыми расчетами никогда не занимался.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Zvik    525

1л/час в пиролезном режиме это более 10квт тепла, 1ктв тепла это 10м2 при высоте потолка 2,7м

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
2 часа назад, Zvik сказал:

Я вот к примеру не могу придумать, как в данной схеме можно автоматикой регулировать ширину импульсов?

Эту схему можно заменить сдвоенным ОУ (один будет генерировать пилу, второй ШИМ, управляемый напряжением).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Zvik    525

2Геннадий

А схемку можно? Если с генератором пилы, то вопросов не возникает, а вот как сделать шим, управляемый напряжением?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
IMXO    1 145
5 минут назад, Геннадий сказал:

Эту схему можно заменить сдвоенным ОУ

мне кажется лучше добавить компаратор типа 311го

схема уже не раз всплывала на форуме

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
mvkarp    3 697
8 минут назад, Zvik сказал:

а вот как сделать шим, управляемый напряжением?

Напряжение управления подавать в качестве опорного на второй ОУ, и другой вход второго ОУ - стабильную пилу от первого ОУ.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Если "привязывать" компаратор к таймеру получится два корпуса. В быстродействии выигрыша особого не будет, т.к. и тот, и другой варианты нужно снабжать каскадом драйвера, который уравняет шансы обоих вариантов. Однако у таймера будет мертвая зона от 0 до 1/3Uпит и от 2/3 Uпит до полного Uпит. Такие границы пилы на таймере.

12 минуты назад, Zvik сказал:

...а вот как сделать шим, управляемый напряжением?

Классический каскад компаратора.

Изменено пользователем Геннадий

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Zvik    525

Генератор пилы на одном ОУ не собрать, придется брать 4ех канальный ОУ для реализации данной схемы. На малых напряжения данная схема работать не будет получается, ибо оу в режиме компаратора, хотя вся автоматика собранна на таком принципе :) Завтра накидаю схему и выложу.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Zvik    525

Нарисовал блочно схему управления котлом, как я по крайней мере это вижу, красными линиями обозначены линии питания, черными сигналы управления. Единственное что не предусмотрел, так это повторный розжиг котла в случае затухания печи по каким то причинам.

Блочная схема управлением котла.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
mazzi    8

Давай помогу тебе сделать всё на микроконтроллере. Будет всё гораздо проще и надёжнее.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас


  • Сообщения

    • В количестве залитого компаунда, и в том, что у одного капа корпус целый, а у другого покоцанный; а в общем ничем, двеобе штуки - натуральные китайцы, только сделаны в разных подворотнях.
    • Либо я чего-то не понимаю, либо одно из двух. Разрешение прерывания не подразумевает его обработку в процедуре прерываний. Поймать прерывание и сбросить флаг можно в любом месте программы. И я это делаю в основном цикле. Тот факт, что в обработчике у меня только таймер - это не значит, что этот обработчик будет выполняться "вместо CCP". Следуя вашей логике надо обрабатывать все возможные прерывания и в строго определенном порядке. Иначе программы работать не будет. В моем случае что-то взводит флаг TMR1IF_bit. И мне кажется, что это делает CCP
    • https://www.arduino.cc/en/guide/troubleshooting#upload По пунктам пройдись. Любой из них может быть
    • Второй канал почти настроил. В токовые зеркала подобрал 5551,5401. Напруга на VT15,18 практически симметрична и около 23В. Напряжение покоя ВК около 17-18мВ на резистор. На ТЛках 2,49В. Стоит ЛМка 318 в пластике. На выходе постоянка +-1мВ с прогревом падает.  При проверке канала в клипе на нагрузку 2,2Ом срезать макушки начинает в районе 38В амплитудных, при этом светится только HL2, а HL1 молчит. При клипе на 2кГц так же срез макушек на 38В. Так же лампа HL2 загорается с характерным писком, а HL1 молчит. Подскажите, пожалуйста, куда копать?  По своей тупости вместо VT5-2SB1109 запаял 2SD1609, может уже светодиоду хана... Забыл: С2-10пФ, С4-33, С11(15)-22, С12(14)-56, С28(29)-75, С19(20)-120. Резисторы R51(54)-39К. R13(14)-82. Падение на R27(28) симметричное и около 280мВ. Прилагаю осциллограммы: 1-клип 100Гц(2,2 Ом). 2-меандр 2кГц (6 Ом) 6-й выход операционника. 3-меандр 20кГц (6 Ом) 6-й выход операционника. 4-ток ВК положительное плечо 2кГц 1В. 5-ток ВК отрицательное плечо 2кГц 1В. 6-клип на 40В 2кГц. Спасибо за помощ! И, кстати светодиод не моргает, а горит!
    • Перед выбросом пропаять соединения ламелей с проводами, якорь "промыть", проверить. Если не помогло, тогда в топку.
    • кнопочка понравилась, интересно она самодельная или же такую можно приобрести?
    • Конечно же, я подразумеваю использование 6НxП в предварительных каскадах УНЧ, и конечно, только в оптимальных для них режимах.
      Кое-какие соображения на их счет также порождает изучение этой таблицы -   Да, я рассматривал "токовые" 6П18П и 6П43П (особенно вторую), читал о них отзывы по работе в оконечнике УМЗЧ.
      Были аргументы и за, и против, в итоге остановился на 6П14П, накупил ламп и больше к этому вопросу не возвращаюсь.
      Соответственно буду собирать схему, близкую ко 2-й, где 6Н2П/6П14П, с номинальными изменениями. Кстати, вопрос. В 6П14П катодный резистор автосмещения R26+R27 на 165 Ω зашунтирован конденсаторами С15, С16 на общую емкость 200 мкФ.
      Понятно, что это уменьшает локальную ООС по току и увеличивает усиление 6П14П начиная с 5 Гц, и эта частота не вызывает вопросов.
      Но например, в той же "Симфонии 003" частота среза этой катодной цепочки составляет 133 Гц, а ее модификациях - и вовсе 265 Гц - что это за частота такая странная??
      А в схеме "Эстонии стерео", которую многие считают копией "Симфонии", конденсатора вовсе нет, т.е. локальная ООС действует во всем дипазоне частот. Что за мутации с этой цепочкой такие непонятные? Перечисленые схемы можно было бы считать идентичными, если бы не эти загадочные манипуляции с катодным конденсатором.