Взято с форума..... Если нужно могу ссылку на форум скинуть......Если что-то еще нужно напишите пожалуйста...
Начинаю новую серию статей, посвященных автоматизации процесса дистилляции на РБК2. Я постараюсь детально объяснить схемы и процесс сборки этих устройств (или одного, это кому как нравиться). Я расскажу как «научить» РБК2 самостоятельно отбирать хвосты и головы, управлять системой нагрева куба и системой охлаждения.
Некоторое время назад мне потребовалось сделать систему автоматизации для работы РБК2. Покопавшись на просторах нета, я так и не нашел ни чего подходящего по простоте повторения и функциональности управления процессом дистилляции. Схемы с использованием микропроцессоров меня явно не вдохновляют. Почему-то ни кому в голову не приходит ставить реактивный двигатель на велосипед, но наши академики вовсю пропагандируют такие устройства. Для чего? Наверное, что бы подчеркнуть свою значимость. Другого смысла я в этом не вижу. Казалось бы, что может быть проще, управляй аппаратом по дельте температур и всё! А нет, ставят кучу не нужных датчиков, клапанов и т.д. Вот по этой причине я взялся за проектирование самостоятельно. Я не претендую на уникальность, (может что-то подобное уже и было создано) но рассуждал я приблизительно так:
Алгоритм управления:
1. Прогрев куба на большой мощности.
2. При закипании выключается второй ТЕН и включается охлаждение.
3. Отбор голов (хвостов)
4. Отбор тела.
5. Выключение нагрева.
Самым логичным решением, как я говорил выше, было управлять аппаратом по разности (дельте) температур непосредственно под дефлегматором и вверху колонны. Что это даёт? В первую очередь получается датчик аварии в системе охлаждения. Если дельта температур стала меньше заданного значения, это означает или конец дистилляции, или внезапное прекращение подачи воды в систему охлаждения. И в том и в другом случае следует отключение питания ТЕНа.
Для реализации своей задумки я решил использовать старые, проверенные временем, микросхемки 155 серии. Цена этих примитивных штучек три рубля и две копейки за ведро, они не отличаются особым быстродействием, а нам этого и не нужно. Вот спалить их у Вас вряд ли получиться. В качестве датчиков температуры я взял два терморезистора сопротивлением 1,1 к. И так, задача – сравнить две температуры и выдать результат. Приступаем… Нам потребуется самый простейший тактовый генератор, выдающий импульсы с частотой приблизительно 50 Гц и с не большой скважностью. Для нас частота этого тактового генератора не важна, она может варьироваться от 10 Гц до 100 Гц, это лишь показатель, сколько раз в секунду будут сравниваться две температуры. Этот тактовый генератор собран из трёх элементов микросхемы К155ЛА3 - DD1 (DD1.1, DD1.2, DD1.3), двух резисторов (R1, R2) и одного конденсатора (C1), по классической схеме. Ни чего не обычного в нём нет. Импульсы с этого генератора поступают на два идентичных одновибратора, собранных из ещё одной микросхемы К155ЛА3. Здесь есть один важный момент. Импульсы, поступающие на второй одновибратор (DD2.4, DD2.3), подаются с некоторой задержкой. Задержку импульса формирует R-C цепочка (R3, C4). Благодаря этому, импульсы первого одновибратора в ждущем режиме «опережают» импульсы второго. («Ждущий режим» - когда температура датчиков меньше 80*С).
Одновибраторы вырабатывают одиночные импульсы, а их длительность уже зависит от ёмкости конденсаторов (С2, С3) и сопротивления цепочек резисторов (R4,R6 и R5,R7). Благодаря терморезисторам (R4, R5) сопротивление цепочек изменяется в зависимости от температуры, и следовательно, изменяется и длительность импульсов, на выходе этих одновибраторов. Точная подстройка по температуре производится при помощи многооборотных подстроечных резисторов (R6, R7). Вот так выглядят импульсы при температурах до 80% С и после.
Для сравнения этих импульсов я использовал обычный триггер (К155ТМ2). Принцип прост, до безобразия. Импульсы от первого одновибратора поступают входы 2 и 12 двух триггеров, а со второго на стробирующие входы 3 и 11. Для начала рассмотрим работу первого триггера (DD3.1). Запись состояния производится по фронту импульса на С-входе, т.е. если на входе D триггера сигнал логической единицы, то на прямом выходе будет тоже единица (управление ТЕНа разогрева), а на инверсном, соответственно нолик (управление охлаждением). Пока импульсы первого одновибратора опережают импульсы второго, т.е. температура первого и второго датчика одинаковая, мы всегда будем наблюдать эту картину. Как только колонна начинает разогреваться (нужную температуру срабатывания устанавливаем резистором R7), импульсы второго одновибратора начинают опережать импульсы первого и на прямом выходе триггера устанавливается сигнал логического нуля (ТЕН разогрева выключается), а на инверсном появляется единица (включается система охлаждения). На этом миссия данного триггера выполнена, и его необходимо зафиксировать в этом положении. Для этого соединяем вход 1 с прямым выходом триггера (подаём логический ноль). Всё, этот триггер перестаёт реагировать на импульсы.
Теперь перейдём на второй триггер и рассмотрим его работу. В начальный момент этот триггер заблокирован и не реагирует на управляющие импульсы, на его вход 13 подан логический ноль с инверсного выхода DD3.1. Соответственно на инверсном выходе триггера DD3.2 будет сигнал логической единицы (включён основной ТЕН). Как только включается система охлаждения, на входе 13 появляется сигнал логической единицы и этот триггер начинает отслеживать импульсы. Пока импульсы второго одновибратора будут опережать импульсы первого, основной ТЕН будет включен. Если дельта температуры станет меньше установленной, то триггер перейдёт в другое состояние, и на его прямом выходе (9) будет сигнал логической единицы, а на инверсном (8) появится нолик (основной ТЕН выключится).
Тут есть один интересный момент. Если эту схему оставить без изменения, то работать она будет следующим образом – дельта стала минимальной, ТЕН выключился. Нагрев прекратился, дефлегматор охлаждается, дельта опять увеличилась, ТЕН включился. И так по кругу. Получается режим старт-стопа. Занимательный эффект и его нужно сохранить, но при этом необходимо дать возможность автоматике остановить процесс дистилляции полностью.
Делается это достаточно просто – соединяем инверсный выход триггера DD3.2 с одним из входов элемента одновибратора DD2.2. Логический ноль на выходе триггера (8) остановит одновибратор и на его выходе будет всегда уровень логической единицы. Но если в эту цепь поставить дополнительный переключатель, то мы сможем управлять аппаратом по своему желанию (остановить дистилляцию или отжимать хвосты).
Возврат триггеров в исходное состояние производится с помощью кнопки ReSet (без фиксации). При возникновении непредвиденных ошибок мы всегда сможем перезапустить систему.
Силовые ключи управления реле выполнены по схеме составного транзистора. Цепочка из диода, резистора и конденсатора устраняет дребезг контактов. Реле я использовал с питанием на 5 вольт (просто у меня такие были). В принципе можно использовать любые другие, с допустимым током коммутации 10 А и напряжением 220 Вольт.
Разъём Х1 служит для подключения блока индикации. Схему я приведу несколько ниже, а сейчас давайте обратим внимание на одну особенность. Дело в том, что я умышленно не делал автоматического отключения охлаждения по нескольким причинам. Первая, это несколько усложнит конструкцию (придётся добавить как минимум четыре микросхемы). Ведь систему охлаждения нужно выключить спустя пару минут после окончания нагрева, а для этого нужно собрать реле времени. Ну и вторая причина, это я ни когда не оставляю аппарат без присмотра, так что мне не нужно автоматически отключать воду. О конце дистилляции сообщит противная пищалка, расположенная в блоке индикации.
Зараннее благодарю всех откликнувшихся.
