Автоматическая система РМ-2м-СЭМ

Описание

Автоматика дистилляции (перегонки, самогоноварения) спирта РМ-2м-СЭМ создана на базе регулятора-стабилизатора мощности РМ-2м, унаследовав функцию поддержания на нагрузке (ТЭНе) заданного высокостабильного напряжения (до ± 1V). К этому базовому функционалу добавлено множество возможностей, которые делают прибор полноценным контроллером всех аспектов техпроцесса перегонки — включая отслеживание всех его этапов, управление подключаемыми устройствами и защиту от аварийных ситуаций.

Прибор РМ-2м-СЭМ позволяет варить самогон в полностью автоматическом или полуавтоматическом режиме. Автоматический не требует вмешательства оператора — необходимо лишь подать питание на систему вначале, и забрать уже готовый продукт в конце. Полуавтоматический позволяет работать без клапанов голов-тела-хвостов вообще: в переходные моменты для смены тары призывается оператор.

Функциональные возможности РМ-2м-СЭМ:

• Отслеживание температуры в кубе (основной термодатчик), и на ее основе формирование стадий техпроцесса, переключение между ними, включение и выключение тех или иных устройств.
• Управление мощностью ТЭНа:
  • поддержание стабильного напряжение (мощности) вне зависимости от колебаний напряжения в сети;
  • управление внешним симистором;
  • поддержание напряжения от 0 до 260 Вольт с точностью до ± 1 Вольт;
  • возможность задавать как напряжение, так и мощность от 0 до 9,99 kW;
  • установка разной мощности для разных этапов — разгон, отбор голов, отбор тела, отбор хвостов;
  • возможность постепенного изменения мощности в рамках этапа отбора тела (увеличение или уменьшение);
  • возможность калибровки вольтметра по эталонному прибору (при необходимости).
• Переключение между клапанами отбора голов, тела и хвостов (в автоматическом режиме).
• Остановка нагрева и звуковая сигнализация о необходимости смены приемной тары голов-тела-хвостов (в полуавтоматическом режиме).
• Управление клапаном или насосом охлаждающей воды.
• Система безопасности:
  • отслеживание превышения температуры аварийного термодатчика;
  • контроль разлива жидкости (браги, спирта, воды) при подключении кондуктометрического датчика разлива;
  • контроль перелива жидкости через верх приемной тары при подключении кондуктометрического датчика перелива;
  • контроль неисправности (пробития) симистора; контроль неисправности ТЭНа (отсутствие, обрыв);
  • контроль неисправности (отсутствия) датчиков температуры;
  • возможность управления внешним реле защиты (контактором) для отключения нагрузки в аварийной ситуации.
• Сигнальные светодиоды, оповещающие о включении клапана воды, тела, хвостов, а также об аварийной ситуации от разлива или перелива.
• Звуковая сигнализация переходов между этапами голов-тело-хвосты, об окончании процесса, а также о возникновении аварийных ситуаций. Возможность подключения дополнительного внешнего зуммера или других аналогичных сигнализирующих устройств.
• Возможность подключения кулера 12V для охлаждения симистора.
• Измерение и задание температуры управления и аварии от 0 до +99,9 °С, дискретность 0,1 °С.
• Использование аналоговых датчиков ДТ-3Д, имеющих линейную характеристику и высокую точность во всем диапазоне. Возможность калибровки пользователем.
• Всё это в компактном корпусе на дин-рейку, шириной всего 3 стандартных модуля.

Порядок техпроцесса самогоноварения, управляемого РМ-2м-СЭМ

В базовом виде процесс перегонки представлен на Графике 1.

1. Процесс запускается сразу через 2 секунды при включении прибора. На ТЭН подается напряжение разгона (УС0), включается клапан отбора голов.
2. При достижении температуры t0 происходит включение клапана охлаждающей воды.
3. При достижении температуры t1 начинается отбор голов. ТЭН переходит на мощность, установленную для этого этапа в УС1.
   При достижении температуры t2 клапан отбора голов выключается и включается клапан отбора тела, о чем сигнализирует светодиод Т.
4. При достижении температуры t3 клапан отбора тела выключается и включается клапан отбора хвостов о чем сигнализирует светодиод Х. На ТЭН подается мощность УС8.
5. При достижении температуры t4 прекращается питание нагревающего систему ТЭНа. Система начинает охлаждаться.
6. При достижении температуры t5 техпроцесс считается завершенным, происходит выключение клапана хвостов и клапана подачи охлаждающей воды. После штатного завершения перегонки на индикаторе появляется сообщение t5 и звучит сигнал, после чего систему необходимо обесточить (выключить).

Если выбран не автоматический, а в полуавтоматический режим, то при переходах голова-тело (t2) и тело-хвосты (t3), ТЭН отключается от питающей сети, и выдается оповещение звуковым сигналом, призывая оператора поменять приемную тару, после чего процесс можно продолжить нажав кнопку  [П]. После этого точно так же, как и в автоматическом режиме, происходит переключение реле клапанов и смена мощности. Таким образом, полуавтоматический режим можно использовать и с несколькими клапанами, но для большего контроля.

Мощность нагрева на стадии отбора тела может быть либо постоянной УС2 (График 1), либо поэтапно меняться (как увеличиваться, так и уменьшаться), при этом можно задать до 6 таких этапов УС2 — УС7 (График 2), каждый из которых длится установленное для него время (ВР2—ВР7), кроме последнего УС7, который будет длиться до достижения температуры отбора хвостов t3.

Если во время перегонки пропало электропитание, то после его возобновления процесс начнется сначала, что никак не повлияет на конечный продукт, за исключением увеличения времени процесса. В этом случае система быстрее разогреется до рабочей температуры, практически пропустив уже пройденные этапы (например отбор голов).

Регулировка мощности.

РМ-2м-СЭМ управляет мощностью ТЭНа посредством внешнего симистора. Как правило используют BTA41, но прибор может управлять любыми симисторами, например BT139, BTA40, BTA100, ТС142-80 — главное подобрать его в зависимости от характеристик нагрузки, и обеспечить нормальное охлаждение (радиатор, вентилятор). Принцип управления, измерение TRUE RMS напряжения, диапазон выходного напряжения от 0 до 260 Вольт с точностью до 1V, высокая стабильность вне зависимости от скачков на входе, возможность установки как напряжения, так и непосредственно мощности — эти характеристики РМ-2м-СЭМ аналогичны характеристикам «базового» регулятора мощности РМ-2м.

Система безопасности.

Прибор обеспечивает защиту от всех основных аварийных ситуаций, которые могут возникнуть в процессе самогоноварения: повышение температуры на выходе охлаждающей жидкости; разлив жидкости (браги, спирта, воды); перелив готового продукта через верх приемной тары; неисправность (пробой) симистора; выход из строя (обрыв) ТЭНа, неисправность (отсутствие) термодатчиков. В случае возникновения аварийной ситуации прекращается подача напряжения на ТЭН; отключаются клапаны воды, тела и хвостов; причина возникновения аварии отображается на экране или индицируется светодиодом; включается звуковая сигнализация. Сигнал подается встроенным зуммером-пищалкой, а также можно подключить внешний, либо через дополнительное реле организовать оповещение любыми сиренами на значительном удалении (например, из гаража или технического помещения вывести сигнал в дом).

Для полной безопасности, в частности для защиты от пробоя симистора, можно использовать контактор (промежуточное реле), который РМ-2м-СЭМ будет размыкать при возникновении аварийной ситуации.

Датчики перелива и разлива являются рекомендуемым, но не обязательным элементом системы, их отсутствие никак не определяется. Можно подключить любое количество ДП и ДР параллельно, разместить во всех необходимых местах. Датчики температуры (как основной, так и аварийный) обязательны, их отсутствие (повреждение, обрыв) воспринимается прибором как аварийная ситуация со всеми вытекающими.

Используемые клапаны.

Контроллер процесса перегонки спирта РМ-2м-СЭМ управляет любыми нормальнозакрытыми (NC) клапанами. Напряжение катушки может быть как 220В, так и любое другое, но в таком случае оно должно быть одинаковым для всех подключаемых катушек (клапанов отбора, воды, контактора), и подаваться по особой схеме подключения.

Для защиты от помех, которые создаются катушками клапанов (а также контактора) и могут приводить к проблема в работе прибора и других устройств в помещении, рекомендуется устанавливать на катушки RC-цепочки.

Используемые датчики.

Для измерения температуры применяются датчики ДТ-3Д (DT3Dn). Это высокоточные датчики (0,1°С) имеют линейную характеристику во всем диапазоне и могут быть точно откалиброваны. Собственная разработка и производство АКИП-ДОН. С датчиками других стандартов (DS18B20, терморезистор NTC, термопары) прибор несовместим.

По умолчанию прибор поставляется с подключенными и откалиброванными датчиками DT3Dn-5х50 (основной) и DT3Dn-5х25 (аварийный). Для заказа других вариаций их нужно выбрать в верхней части страницы товара. Как минимум 2 датчика должны быть выбраны.

Дополнительные возможности.

К автоматике самогоноварения РМ-2м-СЭМ напрямую может быть подключен вентилятор на 12V для охлаждения симистора. Дополнительные блоки питания не нужны! (однако это касается только кулера, а для клапанов нужно питание отдельное)

Помимо встроенной сигнальной пищалки, если ее громкости недостаточно (в частности при помещении прибора в бокс) можно подключить внешнюю пищалку, либо сделать удаленную сигнализацию любой сиреной (при помощи дополнительного реле).

Несмотря на то, что в прибор заложен определенный алгоритм техпроцесса, он все же оставляет большой простор для внесения коррективов. Многие функции можно не использовать, а какими-то пользоваться для решения других необходимых задач. Помимо непосредственно логики работы прибора, может также быть вариативность в подключении внешних устройств.
Можно не использовать клапан хвостов, однако все равно желательно установить t4 > t3 хотя бы на 0,1°.
Можно реализовать методику отбора голов «по объему» в полуавтоматическим режиме, используя датчик уровня (перелива).
Немного меняя схему подключения, можно добиться того, чтобы датчик голов включался сразу при старте процесса, и оставался включенным при аварии и после окончания процесса, либо же чтобы в эти моменты он был отключен.
Можно (но не рекомендуется) в случае крайней необходимости работать без датчика аварии, соединив + с + и — с — АД и ОД, и задав заведомо недостижимую температуру аварии tA.
Датчик аварии можно использовать и для контроля температуры в другом месте, учитывая его логику работы.
Вместо датчиков разлива и перелива можно подключить какое-нибудь управляющее реле с сухими контактами, либо, например, термопредохранитель (для контроля температуры симистора).
Прибор можно использовать как обычный терморегулятор в других бытовых задачах, не связанных с производством спирта — например, нагреть что-то до 90° и выключить нагрев. Для этого t0=86°, t1=87°, t2=88°, t3=89°, t4=90°; УС0….УС8=250V.
Прибор можно использовать как обычный регулятор мощности, выставив при этом заведомо недостижимые (высокие) температуры.
Прибор может использоваться не только для дистилляции (перегонки), а и для процессов ректификации — при условии дополнительного контроля отбора, времени работы колонны на себя, и т.д. РМ-2м-СЭМ может взять на себя если не все, то очень многие задачи по автоматизации ректификационной колонны. Ведь технологии и потребности могут значительно отличаться у разных винокуров.

РМ-2м-СЭМ — это мощный инструмент автоматизации процессов дистилляции спирта, позволяющий варьировать сценариями использования в зависимости от технологии приготовления, осуществлять перегонку в автоматическом или полуавтоматическом режиме, подключать необходимое количество клапанов или не подключать их совсем, использовать дополнительные датчики или нет — максимальная свобода выбора, сочетающаяся с широким функционалом.