Ракетный котел - 2

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

@ra4cih,

И на сухих дровах бывают чудные моменты. У меня часть дров, дуб, но какой-то больной, сердцевина в мелких порах или дырочках, и эти поленца значительно легче. Так вот если в горячий бункер заложить таких,-котел уходит в разнос, и ни как не управляется. В райзере, горит где-то вверху и со злым рокотом, в горизонтальном канале становится темно и холодно. Вернуть нормальное горение, только -ждать.Лучистой эти дрова дают тоже очень много и как результат перегрев бункера, т. е. опять ждать или искать что то сырое и тяжелое. А горизонтальный участок успел остыть и он массивный. И новая порция в бункере - газит, а в райзере не горит.
Я так понимаю за счет пористости в таких дровах много воздуха, ну и попробуй, по управляй. Спасает ТА. Ну и терпение, ждать пока выгорит.
Почему отрывает пламя от ГО и оно "убегает" вверх по райзеру в теплообменник?

 

Вот пока такой код котлового "мозга".
Добавил описания, чтобы легче читалось.

Спойлер: Кодъ

#include "max6675.h"
#include <OneWire.h>
#include <DHT.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include <RCSwitch.h>
#include <PID_v1.h>

#define POWER_MODE 0
#define DHTTYPE DHT11 / DHT 11

#define OLED_RESET 4
Adafruit_SSD1306 display (OLED_RESET);

RCSwitch mySwitch = RCSwitch(); /обзываем радиопередатчик

OneWire sensDs (7); /куда подключен ds18b20
const byte dht_pin = 4; /куда подключен датчик влажности

DHT dht (dht_pin, DHTTYPE);
int thermoDO1 = 2; /он же SO
int thermoDO2 = 3; /он же SO
int thermoCS = 5;
int thermoCLK = 6; /он же SCK
byte bufData[9]; / буфер данных
float temperature; / измеренная температура ds18b20
float therm1; /райзер
float therm2; /бункер
int s1 = 0; /угол для сервы вторички
int s2 = 0; /угол поворота сервы первички * 100
int t1; /ограниченная температура датчика в райзере
unsigned int pot; / данные с потенциометра
unsigned int prepot = 0; /предыдущие данные с потенциометра
unsigned int devpot; /разница предыдущих и текущих данных потенциометра
int potdeg; /градусы с потенциометра
unsigned long currentTime; / таймер
unsigned long loopTime; / таймер
unsigned long currentTimeSend; / таймер
unsigned long loopTimeSend; / таймер
unsigned long radiotime; / таймер радио
unsigned long radiotimesend; / таймер радио
unsigned long radio; / разница по таймерам радио
long time;
int radioperiod = 1200; /время на отправку каждой из переменных по радиоканалу
boolean transflag = false; / флаг целевого сервопривода для передачи данных
double Setpoint, Input, Output; / PID переменные, дублируют уже существующие, но мне лень менять
int spid; / готовый угол поворота сервы с ПИД регуляятора

PID myPID(&Input, &Output, &Setpoint,0.25,0.5,0, DIRECT);/создаем ПИД-регулятор
/ крайние 3 значения ПИД-регулятора содержат всю "магию" процесса -
/ их нужно настроить под себя, насколько быстро заслонка будет реагировать
/ на изменение температуры

MAX6675 thermocouplea (thermoCLK, thermoCS, thermoDO1);/ это организовываем подключение термопар
MAX6675 thermocoupleb (thermoCLK, thermoCS, thermoDO2);

void setup() {
Serial. begin (9600); / это для связи с контроллером сервоприводов
currentTime = millis();
loopTime = currentTime;
pinMode (13, INPUT); / пин потенциометра
display. begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C);

dht. begin();
display. clearDisplay();

mySwitch. enableTransmit (12); /включаем радио

myPID. SetMode (AUTOMATIC);/включаем ПИД-регулятор
delay (100);
}

void loop() {

radiotime = millis();
if (digitalRead (13) = HIGH) /кнопка запуска таймера новой закладки топлива
{
currentTime = millis();
loopTime = currentTime;
display. setTextSize (5);
display. setTextColor (WHITE);
display. setCursor (0, 0);
display. println("START");
display. display();
display. clearDisplay();
}

/работа с потенциометром
pot = analogRead (A0); / потенциометр у нас на пине А0
devpot = pot - prepot;

if (devpot >= 30) / в смысле, если пользователь крутнул ручку настройки
{
prepot = 0; / чтобы если крутнул обратно, не выйти из режима настройки
potdeg = map (pot, 0, 1023, 25, 95); / определяем границы устанавливаемой температуры
display. setTextSize (5);
display. setTextColor (WHITE);
display. setCursor (40, 0);
display. println (potdeg);
display. display();
display. clearDisplay();

if (radiotime - radiotimesend >= 5000)/ даем 5 секунд ожидания действий пользователя
{
prepot = pot;
radiotimesend = radiotime;
}
}

else / весь этот остальной цикл программы запускается
/ только когда не меняются данные с потенциометра
{

float h = dht. readHumidity();
float t = dht. readTemperature();
sensDs. reset(); / сброс шины
sensDs. write (0xCC, POWER_MODE); / пропуск ROM
sensDs. write (0x44, POWER_MODE); / инициализация измерения

potdeg = map (pot, 0, 1023, 25, 95); / повторяем перевод в градусы для этой части кода

/ управление приводом заслонки вторичного воздуха

if (t1 <= 450) {
s1 = 0;
}
if (t1 > 450 && t1 <= 600) {
s1 = 90;
}
if (t1 > 600 && t1 <= 800) {
s1 = 120;
}
if (t1 > 800) {
s1 = 180;
}

/ управление приводом заслонки первичного воздуха

Setpoint = potdeg; / заданная температура
Input = temperature; /температура с датчика на выходе из теплообменника

myPID. Compute();/считаем выходной сигнал ПИД-регулятора

spid = constrain (Output, 0, 180); / устаканиваем результат работы ПИД в наши рамки
/ доступных углов сервопривода и готовим к передаче на контроллер сервоприводов

if (time < 300){ / открываем заслонку на максимум на 5 минут после загрузки
s2 = 180;
}
else {
s2 = spid;
}

/ отправка данных на контроллер сервоприводов
currentTimeSend = millis();

if (currentTimeSend - loopTimeSend >= 5000){ / управляем каждым из сервоприводов раз в 5 секунд
transflag = !transflag;
loopTimeSend = currentTimeSend;
}

if (transflag = false)
{
Serial. print (String (s1, DEC); /данные для сервопривода вторички
}

if (transflag = true)
{
Serial. print (String (constrain (s2, 2, 180)*100, DEC); /данные для сервопривода первички
}

time = (millis() - currentTime) / 1000; / таймер времени горения закладки топлива

sensDs. reset(); / сброс шины
sensDs. write (0xCC, POWER_MODE); / пропуск ROM
sensDs. write (0xBE, POWER_MODE); / команда чтения памяти датчика
sensDs. read_bytes (bufData, 9); / чтение памяти датчика, 9 байтов

if (OneWire: crc8 (bufData, 8) = bufData[8])

temperature = (float)(int) bufData[0] | (int) bufData[1]) < 8) * 0.0625 + 0.03125;

therm1 = thermocouplea. readCelsius();
therm2 = thermocoupleb. readCelsius();

t1 = constrain (therm1, 300, 1000);

/ вывод данных на дисплей

display. setTextSize (1);
display. setTextColor (WHITE);
display. setCursor (0, 0);
display. println (therm1);

display. setCursor (70, 0);
display. println (time / 60 / 60);
display. setCursor (85, 0);
display. println (":");
display. setCursor (90, 0);
display. println (time / 60) % 60);
display. setCursor (110, 0);
display. println (":");
display. setCursor (115, 0);
display. println (time % 60);

display. setCursor (110, 24);
display. println (s1);

display. setCursor (0, 12);
display. println (therm2);
display. setCursor (90, 12);
display. println (temperature);
display. setCursor (0, 24);
display. println (t);
display. setTextSize (2);
display. setCursor (50, 12);
display. println (potdeg);
display. display();
display. clearDisplay();

/ отправка данных по радиоканалу

radio = radiotime - radiotimesend;

if (radio < radioperiod){
mySwitch. send (time, 19);
/Serial.println (19);
}
if (radio >= radioperiod && radio < radioperiod * 2){
mySwitch. send (s1, 13);
/Serial.println (13);
}
if (radio >= radioperiod * 2 && radio < radioperiod * 3){
mySwitch. send (h * 100, 14);
/Serial.println (14);
}
if (radio >= radioperiod * 3 && radio < radioperiod * 4){
mySwitch. send (t * 100, 15);
/Serial.println (15);
}
if (radio >= radioperiod * 4 && radio < radioperiod * 5){
mySwitch. send (temperature * 100, 16);
/Serial.println (16);
}
if (radio >= radioperiod * 5 && radio < radioperiod * 6){
mySwitch. send (therm2 * 100, 17);
/Serial.println (17);
}
if (radio >= radioperiod * 6 && radio < radioperiod * 7){
mySwitch. send (therm1 * 100, 18);
/Serial.println (18);
}
if (radio >= radioperiod * 7 && radio < radioperiod * 8){
mySwitch. send (time, 19);
/Serial.println (191);
}
if (radio >= radioperiod * 8){
mySwitch. send (potdeg, 20);
/Serial.println (20);
}
if (radio >= radioperiod * 9){
radiotimesend = radiotime;
}
}

}

Не знаю, что такого сверхъестественного в использовании ПИД-регулятора для контроллера котла, что производители выставляют это как нечто... ну, нечто настолько крутое, что нужно за это платить чуть ли не вдвое дороже.
По сути, это всего 4-5 строчек в программе (не считая прикрепленной библиотеки), которые просто облегчают жизнь программисту (заставить программу делать то же самое без ПИД-алгоритма гораздо сложнее и дольше, я лично уже пытался).
Да, там нужно настроить 3 параметра, определяющие скорость и точность изменения выходного значения, но это зачастую успешно делается "методом научного тыка". Задача - согласовать скорость изменения этого значения с инерционностью всей системы.
Я пока выставил их так, как делал в одном из своих предыдущих проектов, где ПИД управлял оборотами мотор-редуктора, для котла, понятно, подберу соответствующие... но даже на таких "чужих" параметрах все равно будет работать.

Возможно, придется ограничить угол сервопривода, доступный для ПИД-регулятора (поставить не 180, а, например, 120 градусов), а максимальный угол использовать только для запуска.
Это завтра серву прикручу и буду пробовать.

Супруга быстро освоила работу с котлом "с мозгами", вроде понравилось. Стало легче обслуживать агрегат: замигал приемник у нас в комнате - иди грузи дрова. Загрузил - нажми кнопочку. Ну... ну и всё.

В принципе, могу написать код так, чтобы контроллер сам угадывал, что произошла новая загрузка (там очень четко прослеживается характерная для новой загрузки динамика температур, когда температура бункера резко идет вниз, а в райзере - динамично вверх), но хоть какая-то кнопочка должна быть на котле

 

Если по аналогии с газовой горелкой, пламя отрывается при избытке воздуха. Думаю, надо убавить вторичку.

 

Это справедливо только для детерминированных воздействий и откликов. Например, когда котел вышел на режим, то да. А вот скажем при розжиге система ведет себя несколько иначе. При смене топлива тоже могут быть сюрпризы. Также есть проблема интегрального насыщения.

 

@V757V, это не проблема, так как планируется создать несколько режимов управления первичкой в зависимости от стадии горения и особенностей топлива. Подразумевается как введение программно изменяемых переменных ПИД, так и периоды работы без ПИД - регулятора.
Было бы слишком нерационально городить весь этот огород с микроконтроллерами, если не ставить целью максимально проработать все алгоритмы управления котлом. Пока что есть железо и интерфейс - это только оболочка, инструментарий. Теперь нужно научить инструмент работать.
Понятно, что алгоритм управления будет гораздо больше тех нескольких строк, которые есть на данный момент.

 

Давно думал как сфотать,-оказалось на телефон (фотоапарат крутой, но не шпионский, через замочную скважину не умеет,а тел,-нормально).
Цвета искажены, но не сильно, можно догадаться. А цвет факела мне не помощник (так как почти не меняется)."Индикатор"-спиралька,свернутая из нержи 1,2 (304 или 308-не помню точно).Снимал в течении дня при разных режимах и состояниях горения.
Кстати, мощность я ограничил просто,-положил два куска шамотной плитки на колосник (уменьшив его площадь). Выгорает в принципе также, а насос на ТА стал включаться значительно реже.
ra4cih Если сравнивать с розжигом газового резака,-то сильно не хватает кислорода. И так и есть, если уменьшать ВВ может вообще потухнуть, и в небо начинает бить фонтан густого белого дыма. Если сразу вернуть ВВ, с хлопком (по сути взрыв) горение можно вернуть, но горит в верху райзера и вниз не опускается долго. Вторичек,-две,по 36 см2 ,и все равно-мало,или почему-то не участвуют.(возможно холодные,-подогрев никак не доделаю)
Сейчас просто методом сортировки дров приспосабливаюсь. Бытовой мусор (химию,-пакеты,бутылки,упаковку) показалось легче сжигать, хотя тогда бункер был не очень горяч.

 

Когда-то ремонтировал газовую плиту (разболтался кран), и разобрав, обнаружил на горелке подвижный сектор, который регулировал подачу воздуха, подмешиваемого к газу. Естественно мне стало интересно, и я начал его крутить. Если уменьшить подачу - пламя становиться красным, в среднем положении - обычное голубое, если прибавить больше - пламя начинает шуметь и отрывается от горелки. Вот оттуда и запомнилось. Еще могу предположить, что идет слишком большой напор дымогазов. Тогда нужно уменьшить сечение газового окна.

 

Мощность (количество выделяемой при горении энергии) не уменьшает, но уменьшает КПД просто прогоняя (выдувая в атмосферу) больше нагретого воздуха вместе с ДГ. Я наверное выше написал недостаточно подробно по поводу минималки ну да фиг с ним. Алгоритм работы регулятора ВВ (как-бы я себе делал) начнём с розжига ВВ закрыто Т в райзере маленькая, но котёл разгорается, прогревается, как только Т достигает некого минимального значения контроллер открывает ВВ на 10% потом ждёт к примеру минуту опять меряет температуру - 1 если увеличилась то открывает ВВ ещё на 10% и т. д. до 100%, но до 100% он ВВ на практике не откроет так как дрова не успеют так быстро разгорется и нагреть бункер. Дальше к примеру заслонка 50% и измеренная Т меньше прошлого измерения, то контроллер прикрывает ВВ на 10%. В общем если Т2 больше Т1 добавляем ВВ если меньше убавляем и держим в райзере максимум без недожёгов и разбавления.
Уплотнять дверки вам зачем? вы же сами говорили что если заткнуть тряпкой ПВ и ВВ канал то котёл тухнет, а вот уплотнить клапан ПВ надо (да блин хотя-бы по краю тонко намазать дерьметиком, даже если зацепится за стенку в каком то положении серва справится или слой тонкой резины наклеить, ну я хз нифига сложного помойму)

Райзер не может в принципе сосать как пылесос как не старайся, да объём прокачивает большой, но разрежение создаёт просто ничтожно маленькое по сравнению с пылесосом.

 

Нужно до определённой степени понимать образное сравнение. Однако Руслан демонстрировал лист бумаги засасываемый в канал подачи ВВ.

 

Насколько я помню, у них теплоаккумуляторы из черного металла...

 

может плохая теплоизоляция райзера?

 

и что из этого следует-?

 

Ответ на Ваш вопрос находится здесь: https://chem21.info/info/1467200/

@Lifestiler, пока что прописал на запуске закрытую вторичку до достижения температуры 450 градусов в райзере и полностью открытую первичку, тупо на 5 минут (позже при необходимости привяжу к совокупности параметров).
Ну там еще много нужно наблюдать, делать выводы и вносить в алгоритм.
Первичку по регулятору ограничил до 2/3 от максимально открытого положения. Это от 0 до 120 градусов. ПИД-регулятор сейчас дает приращение примерно 1 угловой градус в полторы секунды, если резко увеличить требуемую температуру. То есть, от закрытого до максимально открытого (ну не вообще максимального, а 2/3 от полного максимума) заслонка будет двигаться примерно 2-3 минуты. Быстро это или медленно - посмотрим.
Если что - подрегулирую динамику.

Остановился на том, что не оказалось сервопривода достаточной мощности на первичку. Перебрал все свои коробки - нашел пару сервоприводов постоянного вращения с усилием более 15 кг/см. Но работать смогут только если организовать обратную связь, чтобы давало информацию о реальном угле поворота (в самом приводе потенциометр отсутствует).
Поэтому решил сделать редуктор на 2 шестерни - одна маленькая на моторчике, вторая большая - на оси потенциометра. Усилие получится с большим запасом - можно гвозди гнуть.
Но вот угробил большую часть дня на расчет шестерен и на создание модели для печати. Сейчас только поставил печатать.
Так что подключение регулятора первички откладывается на суки - двое (еще код энкодера нужно писать и согласовывать).

 

Только то, что себе я заказал из 304 нержавейки - не стал брать из чернухи.
Руслан уже рассказывал почему он варил детали своего котла (в том числе теплообменник) из нержавейки, думаю повторяться не стоит.
Но, еще раз - каждый решает для себя сам.

 

если есть такая возможность то только приветствуется-но для ТА это не так актуально как для ТО котла.