Варим пиво с помощью модуля MP8036multi

в 10:33, , рубрики: DIY, diy или сделай сам, автоматика, автоматическое управление, Блог компании Мастер Кит, мастер кит, пиво, пивоварение, Программирование, программирование микроконтроллеров, Электроника для начинающих

Варим пиво с помощью модуля MP8036multi - 1

Один из клиентов обратился к нам с просьбой подобрать подходящий модуль для решения своей задачи.

Модуль планируется применять в составе небольшой собственной пивоварни. В задачу модуля входило строгое поддержание определённого температурно-временного режима сусла в одном из циклов. В качестве нагревателя применяется ТЭН мощностью 3 кВт.

Задача выглядит следующим образом:

— нагрев и поддержание сусла до 60С в течение 30 минут;
— нагрев и выдержка при 70С в течение 20 минут;
— нагрев и выдержка до 80С в течение 10 минут;
— индикация о завершении цикла и выключение нагревателя;
— индикация прохождения цикла;
— сигнализация неисправности термодатчика или превышения максимально допустимой температуры.

В качестве управляющего модуля было решено использовать универсальный программируемый MP8036multi.

Варим пиво с помощью модуля MP8036multi - 2
Рис. 1

Уникальность модуля MP8036multi заключается в гибкости его конфигурации: состояние выходов контроллера может зависеть от различных комбинаций состояний входов. Вместе с тем программирование этого модуля для любой конкретной задачи не вызывает никаких сложностей. На базе MP8036multi можно автоматизировать систему освещения, управление отоплением, аварийное питание дома или дачи, автоматизировать полив и вентиляцию теплицы, а также реализовать много других решений.

В общем приближении, система подогрева имеет следующие основные органы управления и сигнализации:
– кнопка ПУСК/СТОП — ВХОД4;
– индикатор аварии — ШИМ1;
– индикация контроля цикла — ВЫХОД1, ВЫХОД2, ВЫХОД3;
– датчик температуры — ДТ1;
– индикация окончания цикла — РЕЛЕ2;
– канал управления ТЭНом – РЕЛЕ1.

Для питания модуля подойдет любой источник питания напряжением 12В и током не менее 100 мА. В качестве такого блока мы рекомендуем использовать отлично зарекомендовавший себя AC/DC преобразователь PW1245. На модуле установлены два реле с максимально допустимым током 10А 250В, чего недостаточно для управления ТЭНом клиента (мощность которого — 3 кВт). Поэтому, в качестве реле управления ТЭНом, мы рекомендуем использовать силовой модуль MP146. Контакты данного модуля рассчитаны на включения электроприборов напряжением до 250В и мощностью до 6,6 кВт.

Управление происходит следующим образом:

При включении выключателя на ВХОДе4 происходит запуск программы. Т.к. при одинаковых событиях требуются разные режимы работы, задействованы дополнительно ВЫХОД1, ВЫХОД2 и ВЫХОД3. Эти выходы создают дополнительные события, по которому выбирается нужный режим работы. В свою очередь каждый таймер ограничен своим диапазоном температур. ТЭНом управляет РЕЛЕ1 через силовой модуль MP146.
По истечению 60 минут происходит полное отключение ТЭНа, а индикация на РЕЛЕ2 сигнализирует о окончании цикла.
Если в процессе работы температура выходит за максимальный предел техпроцесса или выходит из строя термодатчик, включается аварийная сигнализация на выходе ШИМ1.

Процесс работы цикла подогрева можно наблюдать на выходах ВЫХОД1 ВЫХОД2 и ВЫХОД3. Принудительное отключение и перезапуск цикла осуществляется с помощью переключателя установленного на ВХОД4.

Текст программы и электрическую схему управления нагревателем можно увидеть ниже.

Программа
//вход4 — вкл/откл
//выход1 — 30 мин
//выход2 — 50 мин
//выход3 — 60 мин
//ДТ1 — 60С, 70С, 80С
//РЕЛЕ1 — ТЭН

СБРОС КОНФИГУРАЦИИ РЕЛЕ

РЕЛЕ1.РЕЖИМ_ПО_УМОЛЧАНИЮ = 1

РЕЛЕ1.РЕЖИМ1.СОСТОЯНИЕ = ОТКЛЮЧЕНО
РЕЛЕ1.РЕЖИМ1.УСЛОВИЕ1: ВХОД4 = 1
РЕЛЕ1.РЕЖИМ1.УСЛОВИЕ2: ВЫХОД1 = 0
РЕЛЕ1.РЕЖИМ1.УСЛОВИЕ3: ВЫХОД2 = 0
РЕЛЕ1.РЕЖИМ1.УСЛОВИЕ4: ВЫХОД3 = 0
РЕЛЕ1.РЕЖИМ1.УСЛОВИЕ5: ВЫХОД1 = 1
РЕЛЕ1.РЕЖИМ1.УСЛОВИЕ6: ВЫХОД2 = 1
РЕЛЕ1.РЕЖИМ1.УСЛОВИЕ7: ВЫХОД3 = 1
РЕЛЕ1.РЕЖИМ1.УСЛОВИЕ8: ДТ1 >= 60
РЕЛЕ1.РЕЖИМ1.УСЛОВИЕ9: ДТ1 >= 70
РЕЛЕ1.РЕЖИМ1.УСЛОВИЕ10: ДТ1 >= 80
РЕЛЕ1.РЕЖИМ1.УСЛОВИЕ11: ВХОД4 = 0
РЕЛЕ1.РЕЖИМ1.УСЛОВИЕ12: РЕЛЕ2 = ВКЛЮЧЕНО
РЕЛЕ1.РЕЖИМ1.ЛОГИКА_УСЛОВИЙ = (У11 И (У4 ИЛИ (У5 И У6 И У7 И У8) ИЛИ (У2 И У6 И У7 И У9) ИЛИ (У2 И У3 И У7 И У10))) ИЛИ У1 ИЛИ У12

РЕЛЕ1.РЕЖИМ2.СОСТОЯНИЕ = ВКЛЮЧЕНО
РЕЛЕ1.РЕЖИМ2.УСЛОВИЕ1: ВХОД4 = 1
РЕЛЕ1.РЕЖИМ2.УСЛОВИЕ2: ВЫХОД1 = 0
РЕЛЕ1.РЕЖИМ2.УСЛОВИЕ3: ВЫХОД2 = 0
РЕЛЕ1.РЕЖИМ2.УСЛОВИЕ4: ВЫХОД3 = 0
РЕЛЕ1.РЕЖИМ2.УСЛОВИЕ5: ВЫХОД1 = 1
РЕЛЕ1.РЕЖИМ2.УСЛОВИЕ6: ВЫХОД2 = 1
РЕЛЕ1.РЕЖИМ2.УСЛОВИЕ7: ВЫХОД3 = 1
РЕЛЕ1.РЕЖИМ2.УСЛОВИЕ8: ДТ1 < 60
РЕЛЕ1.РЕЖИМ2.УСЛОВИЕ9: ДТ1 < 70
РЕЛЕ1.РЕЖИМ2.УСЛОВИЕ10: ДТ1 < 80
РЕЛЕ1.РЕЖИМ2.УСЛОВИЕ11: ВХОД4 = 0
РЕЛЕ1.РЕЖИМ2.ЛОГИКА_УСЛОВИЙ = У11 И ((У5 И У6 И У7 И У8) ИЛИ (У2 И У6 И У7 И У9) ИЛИ (У2 И У3 И У7 И У10))

РЕЛЕ2.РЕЖИМ_ПО_УМОЛЧАНИЮ = 1

РЕЛЕ2.РЕЖИМ1.СОСТОЯНИЕ = ОТКЛЮЧЕНО
РЕЛЕ2.РЕЖИМ1.УСЛОВИЕ1: ВХОД4 = 1
РЕЛЕ2.РЕЖИМ1.УСЛОВИЕ2: ВЫХОД3 = 1
РЕЛЕ2.РЕЖИМ1.ЛОГИКА_УСЛОВИЙ: У1 ИЛИ У2

РЕЛЕ2.РЕЖИМ2.СОСТОЯНИЕ = ВКЛЮЧЕНО
РЕЛЕ2.РЕЖИМ2.ЗАДЕРЖКА = 1 (с)
РЕЛЕ2.РЕЖИМ2.УСЛОВИЕ1: ВХОД4 = 0
РЕЛЕ2.РЕЖИМ2.УСЛОВИЕ2: ВЫХОД3 = 0
РЕЛЕ2.РЕЖИМ2.ЛОГИКА_УСЛОВИЙ: У1 И У2

//Т.к. при одинаковых событиях требуются разные режимы работы, задействован дополнительно ВЫХОД1 ВЫХОД2 и ВЫХОД3. Эти выходы создают дополнительные события, по которому выбирается нужный режим работы.

ВЫХОД1.РЕЖИМ_ПО_УМОЛЧАНИЮ = 1

ВЫХОД1.РЕЖИМ1.СОСТОЯНИЕ = 0
ВЫХОД1.РЕЖИМ1.УСЛОВИЕ1: ВХОД4 = 1
ВЫХОД1.РЕЖИМ1.ЛОГИКА_УСЛОВИЙ = У1

ВЫХОД1.РЕЖИМ2.СОСТОЯНИЕ = 1
ВЫХОД1.РЕЖИМ2.ВРЕМЯ_ДЕЙСТВИЯ = 30 (мин)
ВЫХОД1.РЕЖИМ2.УСЛОВИЕ1: ВХОД4 = 0
ВЫХОД1.РЕЖИМ2.ЛОГИКА_УСЛОВИЙ = У1

ВЫХОД2.РЕЖИМ_ПО_УМОЛЧАНИЮ = 1

ВЫХОД2.РЕЖИМ1.СОСТОЯНИЕ = 0
ВЫХОД2.РЕЖИМ1.УСЛОВИЕ1: ВХОД4 = 1
ВЫХОД2.РЕЖИМ1.ЛОГИКА_УСЛОВИЙ = У1

ВЫХОД2.РЕЖИМ2.СОСТОЯНИЕ = 1
ВЫХОД2.РЕЖИМ2.ВРЕМЯ_ДЕЙСТВИЯ = 50 (мин)
ВЫХОД2.РЕЖИМ2.УСЛОВИЕ1: ВХОД4 = 0
ВЫХОД2.РЕЖИМ2.ЛОГИКА_УСЛОВИЙ = У1

ВЫХОД3.РЕЖИМ_ПО_УМОЛЧАНИЮ = 1

ВЫХОД3.РЕЖИМ1.СОСТОЯНИЕ = 0
ВЫХОД3.РЕЖИМ1.УСЛОВИЕ1: ВХОД4 = 1
ВЫХОД3.РЕЖИМ1.ЛОГИКА_УСЛОВИЙ = У1

ВЫХОД3.РЕЖИМ2.СОСТОЯНИЕ = 1
ВЫХОД3.РЕЖИМ2.ВРЕМЯ_ДЕЙСТВИЯ = 60 (мин)
ВЫХОД3.РЕЖИМ2.УСЛОВИЕ1: ВХОД4 = 0
ВЫХОД3.РЕЖИМ2.ЛОГИКА_УСЛОВИЙ = У1

ШИМ1.РЕЖИМ_ПО_УМОЛЧАНИЮ = 1

ШИМ1.РЕЖИМ1.ФУНКЦИЯ = ДИСКРЕТНЫЙ_ВЫХОД
ШИМ1.РЕЖИМ1.СОСТОЯНИЕ = 0
ШИМ1.РЕЖИМ1.УСЛОВИЕ1: ДТ1 < 81
ШИМ1.РЕЖИМ1.УСЛОВИЕ2: ВХОД2 = 0
ШИМ1.РЕЖИМ1.ЛОГИКА_УСЛОВИЙ = У1 ИЛИ У2

ШИМ1.РЕЖИМ2.ФУНКЦИЯ = ДИСКРЕТНЫЙ_ВЫХОД
ШИМ1.РЕЖИМ2.СОСТОЯНИЕ = 1
ШИМ1.РЕЖИМ2.ЗАДЕРЖКА = 1 (с)
ШИМ1.РЕЖИМ2.УСЛОВИЕ1: ВХОД1 = 1
ШИМ1.РЕЖИМ2.УСЛОВИЕ2: ДТ1 > 81
ШИМ1.РЕЖИМ2.ЛОГИКА_УСЛОВИЙ = У1 ИЛИ У2

Варим пиво с помощью модуля MP8036multi - 3
Схема подключения Рис. 2

Канал ШИМ1 переведен в режим дискретного выхода. Но при необходимости его всегда можно задействовать по назначению.
При практической проверке программы не забудьте добавить термодатчики ДТ1, согласно инструкции по конфигурации. Обратите внимание, при добавлении двух и более датчиков, необходимо подключать их по очереди. Временные интервалы и диапазон температуры корректируются по месту.
Если при отладке программы приходится часто загружать конфигурацию в модуль, но не хочется каждый раз добавлять датчики температуры и заново конфигурировать линии АЦП, используйте сброс только изменяемых линий:

СБРОС КОНФИГУРАЦИИ РЕЛЕ1
СБРОС КОНФИГУРАЦИИ РЕЛЕ2
СБРОС КОНФИГУРАЦИИ ВЫХОД1
СБРОС КОНФИГУРАЦИИ ВЫХОД2
СБРОС КОНФИГУРАЦИИ ВЫХОД3
СБРОС КОНФИГУРАЦИИ ШИМ1

При таких командах будут сброшены настройки только одной указанной линии, а остальные настройки останутся неизменными.
При каждой загрузке программы в память модуля программу-конфигуратор необходимо запускать заново.
Подключение питания, датчика и силового реле не должно вызвать никаких трудностей. Текст программы также интуитивно понятен.
Для питания модуля рекомендуем использовать AC/DC преобразователь PW1245.

Надеемся, что клиенту подойдёт предложенное решение. Ждём его отзыва, готовы всем коллективом принять участие в наладке оборудования и последующей дегустации готового продукта!

П.с. Данные по нагреву и выдержке приведены условные, использовались только для написания программы. Необходимые данные подставляются пользователем.

Еще варианты применения:

MP8036multi: пример работы термостатом

MP8036multi: пример работы таймером

Управляем автономным питанием загородного дома

Автор: Мастер Кит

Источник

Поделиться новостью

* - обязательные к заполнению поля