Управление катодным котлом

taranenko81 · 15.07.2009, 00:11

Собственно задача. Разработать схемму управления котлом. Вопросов будет очень много и если кто откликнется и поможет буду благодарен.
Идея следующая: мерять температуру воды на выходе котла, если она меньше заданной - добавить мощности. Если если температура больше убрать мощность.Почти то-же самое по току. Если ток выше номинального - уменьшить мощность. Котёл однофазный. Регулировать мощность надо плавно, вкл/выкл не подходит. Быстро обгорают электроды.
Планирую сделать на PIC18F4550 + LCD 2x16 + симистор BTA40600+ MOC3052.
Вопрос первый :какой посоветуете термодатчик? Предел температур я думаю можно брать -10...+110. Сначала смотрел на DS18B20 но слишком о них много плохих отзывов. Да и время ответа большое.
Хотелось бы более простой и надёжный датчик который можно прикрутить к пику. Ну и естественно легко доставаемый. (Некоторые советовали датчик температуры воды с жигуля)
Что посоветуете?
Вопрос второй: Чем мерять переменный ток потребляемый котлом? Насколько эфективен будет токовый трансформатор в плане надёжности и точности?
Исходя из результата Нужна ещё будет помощь и в программировании. Поскольку только недавно кое-как осилил микробейсик, но вижу здесь надо на С делать ибо в прерываниях запутаюсь.
Пока жду хоть каких дельных советов. Заранее спасибо.

Halex07 · 15.07.2009, 09:57

To taranenko81
На некорректные вопросы -некорректные ответы:
"Если ток выше номинального..." - а как такое может быть?
"Некоторые советовали датчик температуры воды с жигуля" - забодаетесь линеаризацию делать он строго нелинейный термистор.
"Сначала смотрел на DS18B20 но слишком о них много плохих отзывов. Да и время ответа большое." - Идеальное из дешевых решений для котла, а по поводу времени - котел что на орбитальной станции будет работать?
Если не устраивает этот смотри в сторону ТСМ или ТСП, тем паче ,что они в основном погружные, а на котле должна быть гильза под это дело - обычно в ней торчит термостат или капиллярный градусник. Но при этом все равно желательно поставить усилочек вроде какой-нибудь AD-шки, а они нонче в цене кусаются.
С МК - тоже явный перебор, достаточно любого из 16-й серии, обеспечивающего PWM (ШИМ). А с тем набором компонентов, что указан у Вас можно и готовый купить, аналогичный по цене.
Что касается токовых датчиков - подешевле МК и тогда на сэкономленные смотри подходяшщие здесь:
http://www.chipdip.ru/catalog/show/1576.aspx
Ну и что касается проги - писать можно на чем угодно и на бусике тоже - обычный ПИД регулятор. С Basic сразу скажу - не помошник у меня на него с детства устойчивая аллергия.

taranenko81 · 15.07.2009, 22:18

Сообщение от Halex07

To taranenko81
На некорректные вопросы -некорректные ответы:
"Если ток выше номинального..." - а как такое может быть?

Котёл расчитан на 6 киловат. Соответственно ток не должен превышать паспортный. Но в зависимости от залитого теплоносителя и температуры может колебатся в больших пределах. На некоторых форумах обьясняют что регулируют проводимостью воды.Ток больше номинального - доливают дистилированную воду. Ток меньше - досыпают чайную ложку соли. Вот потому и хочу ввести фазоимпульсное управление симистором.

"А по поводу времени - котел что на орбитальной станции будет работать? " Если не сложно подскажи как на DS организовать измерение температуры, тока и подсчитать время открытия симистора относительно перехода через 0 сетевого напряжения.

"на котле должна быть гильза под это дело - обычно в ней торчит термостат или капиллярный градусник." К сожалению на самом котле места нет http://www.galan.ru/products/electrod/galan.ochag.shtm

"С МК - тоже явный перебор" Единственный что завалялся.
"достаточно любого из 16-й серии, обеспечивающего PWM (ШИМ)." Тут не совсем понял. Каким образом можно шимить симистор?
"А с тем набором компонентов, что указан у Вас можно и готовый купить, аналогичный по цене." В том и проблема что если бы можно было - купили бы и не мучались. Ребята сами котлы возят без электроники. Ставить нужно в основном в бюджетных организациях. А там за каждую копеечку жмутся. Им больше просто не выделяют.
"С Basic сразу скажу - не помошник у меня на него с детства устойчивая аллергия." Сейчас всё творенье на С переношу. Хочу прерыванием отслеживать переход через ноль сетевого напряжения и,в зависимости от температуры и тока, подавать на симистор открывающий импульс в интервале 0 - 10милисекунд. Именно по этому не знаю как сюда всунуть DS18B20. Каждые 10 милисек- прерывание сбивает данные с DS.
Схема управления симистором примерно такая

-- Прилагается рисунок: --

EKuzmich · 15.07.2009, 23:27

У меня в устройстве прерывания случаются каждые 5мс при этом опрашиваю два датчика 18b20 и никаких проблем не наблюдаю.
Организовал такое после изучения протокола 1wire и документации на датчик. В нем сначала отправляется команда на преобразование температуры, а затем спустя определенное время я по одному байтику его оттуда считываю. К сожалению в пиках я не силен, в основном занимаюсь AVR, но сама идея такова.

Halex07 · 16.07.2009, 00:14

Ах енто Галан! Особенно мне у них нравится фраза "Визуальное наблюдение за работой котла могут вести лица не моложе 18 лет...". Т.е. как кино "детям до16".
Раз в 3-5 лет меняем электроды котла... ну и попутно всю сгнившую систему отопления.
Ну в общем кратко:
MOC3063 (удорожание на 5-7 рублей) и детектор нуля побоку. Только недавно "впаривали" всем миром:
https://kazus.ru/forum/topics/16021.html
человек остался доволен. Там же и второй дельный совет от woroba про число-периодный метод управления. Это и есть в данном случае ШИМ, т.е. управляющий импульс открывает симистор не каждый период/полупериод, а на группу(пачку) периодов 50Гц. Чем длиннее импульс, тем дольше открыт симистор - больше мощность. Использовалось еще в 80-х годах прошлого века. До сих пор помню визуально схему на мелкой логике из журнала Радио - и прекрасно работало, сам собирал. Да, и при этом в принципе можно организовать и детектирование нуля в МК, ведь ловить то его надо будет только для синхронизации переднего фронта управляющего импульса, а это уже не каждые 10мс. Но и то если на лишние 7 руб. "жаба душит".
Ну как только Вы избавитесь от детектирования нуля в МК, я думаю вопрос с DS18B20 будет снят. Можете их по всем батареям навешать - МК успеет обработать.
Насчет тока - я думал Вы остановите свой взгляд на ACS712 на 20А от Allegro. И компактно и не так уж дорого при Ваших то токах. Что-то мне сдается мотать ТТ и городить к ним дополнительно всякую приблуду - себе дороже. Кстати на чипедипе есть и даташит на него. Вот оттуда:

-- Прилагается рисунок: --

Satellite83 · 16.07.2009, 00:48

Назовите марку котла?
Для каких целей котел?
какая температура должна быть в помещении?
Объем помещения?
Есть ли циркуляционный насос?
Почему не хотите использовать промышленные аппараты?
Ответы на getzz@mail.ru

Satellite83 · 16.07.2009, 00:57

Halex07 По поводу Галана, могу поспорить уже на 12 объектах работает больше 5 лет и ни одну трубу не трогали, а если настойку производить по расчетам профессора фисенко то на 1 киловат электроэнергии получаешь 2,5 киловатта тепла. т.е КПД 250%. кто не верит могу показать объекты на которых такие системы работают!!

taranenko81 · 16.07.2009, 02:52

Сообщение от Halex07

Раз в 3-5 лет меняем электроды котла... ну и попутно всю сгнившую систему отопления.

Вот тут и заключается ньюанс. Управлять надо не включением-выключением (число-периодный метод управления) а длительностью каждого импульса. Иначе электроды как раз и обгорают.

Сообщение от Halex07

MOC3063 (удорожание на 5-7 рублей) и детектор нуля побоку.

На этой оптопаре я буду подавать всю половину синусоиды на электроды. Был бы это какой-нибудь нихромовый нагреватель так бы и сделал. А в этом котле нужен фазоимпульсный метод. См рисунок. Метод пропуска полупериодов уже тоже опробован. Электроды погорели за 2 недели. Это не тен.

Сообщение от Halex07

управляющий импульс открывает симистор не каждый период/полупериод, а на группу(пачку) периодов 50Гц. Чем длиннее импульс, тем дольше открыт симистор - больше мощность.

Опять же повторюсь. Это не тен. Его нельзя включать на полную и выключать. Даже небольшая пачка полных 50 гецовых имульсов сильно уменьшает срок службы котла.
Есть относительный пример управления на С только алгоритм брезенхема надо сразу исключить поскольку для этого типа котла он не подходит.
Циркуляционный насос есть и им тоже надо управлять. Но для меня ето самая меньшая из проблем. Его надо будет просто включить за минуту до запуска самого котла, чтоб воздух из системмы выгнать. И через минуту после остановки котла выключить. Вот на насос какраз и поставлю MOC3063. Чтоб открывал симистор в нуле и с минимумом помех.
По поводу ACS712. Интерестная штучка. Надо будет попробовать. Но уже наверное попозже. Меня с этим прибором сроки жмут. Пока наверное сделаю на ТТ. Если всё нормально заработает то в следующие уже попробую ставить ACS712. Спасибо за подсказку.

-- Прилагается рисунок: --

Прикрепленный файл: 640659.rar

Sanyo · 16.07.2009, 03:12

Сообщение от taranenko81

Вот тут и заключается ньюанс. Управлять надо не включением-выключением (число-периодный метод управления) а длительностью каждого импульса. Иначе электроды как раз и обгорают.

Не сталкивался я с такими котлами, но прочитав тему, логика подсказывает, что электроды обгорают если число положительных полупериодов отличается от числа отрицательных, других причин быть не должно. Хотя это лично мое мнение.

-- Прилагается рисунок: --

Прикрепленный файл: 640659.rar

taranenko81 · 16.07.2009, 03:31

У воды с увеличением температуры сильно увеличивается проводимость. И если не контролировать ток каждый период они и будут обгорать. У меня сейчас лежит "оригинальный" блок управления этим котлом. Блок заказывался на одном из местных заводов. Завод просит за мелкую серию (до 10 экземпляров) около 200 уе за изделие. Мало того что цена соизмерима с самим котлом. Весь блок сделан на аналоговой схемотехнике. Нет ни наглядного контроля текущей температуры ни контроля установленной. Ещё и привязка к проводимости теплоносителя. Фотика к сожалению сейчас нет. Но внутри около 8ми трансформаторов, 3 регулятора, с десяток оптронов и не меньше операционников. Я понимаю что есть люди которые на аналоге могут шедевры делать. Сам одного такого знаю.Но ЭТО шедевром ну никак не назовёш.
Мне сейчас по сути надо померять температуру, померять ток, вывестиэти значения на ЖКИ, сравнить с предустановленными и посчитать время открывания симистора относительно нуля. Как это успеть сделать и уложится хотя-бы в 100 микросекунд ещё не придумал. Поскольку застопорился на выборе термодатчика.
На DS я это всё не успеваю. А на терморезисторе ещё и таблицу перевода значения ацп в температуру надо делать. Ещё и С только начинаю вникать. В общем пока сложновато.