Arbeiten mit dem Samovar im Rektifikationsmodus

Diese Seite beschreibt den vollständigen Arbeitszyklus des Samovar im Modus „Rectification“ (Rektifikation): vom Einschalten und Aufwärmen der Kolonne bis zur Abnahme von Vorlauf, Mittellauf und Nachlauf und zum automatischen Ende des Programms. Die Beschreibung gilt für die Firmware 7.00.

Allgemeine Logik des Modus

Im Rektifikationsmodus trennt der Samovar den Rohbrand in drei Fraktionen: Vorlauf, Mittellauf und Nachlauf. Der Controller heizt die Brennblase über ein SSR-Relais, stabilisiert die Kolonne mit einem PID-Regler und schaltet nach dem eingestellten Programm die Auffangbehälter um und steuert die Schlauchpumpe. Die Temperatur überwachen fünf DS18B20-Sensoren: Dampf, Kolonnenschuss, Kühlwasser, Brennblase, TCA (atmosphärisches Entlüftungsrohr). Der gesamte Prozess wird in der Weboberfläche, in den mobilen Apps für Android und iOS und auf der Website samovar-tool.ru dargestellt.

Die Entscheidung, die Abnahme zu starten, trifft der Bediener. Nach der Wahl des Modus und dem Anlegen der Spannung geht der Samovar in den Zustand „Off“ (Aus), wartet auf einen Befehl und liest nur die Sensoren aus. Um den Prozess zu starten, drückt der Bediener „Power on“ (Einschalten) – der Controller schaltet die Heizung ein und beginnt, die Kolonne aufzuwärmen.

Der Zustand „Off“ und der Start

Bei gewähltem Modus „Rectification“ oder nach einem Neustart bleibt der Controller im Zustand „Off“: Die Sensorwerte werden angezeigt, Heizung und Pumpen sind aus. Aus diesem Zustand sind zwei Übergänge möglich:

• „Power on“ – der Controller schaltet die Heizung im Modus Kolonnenaufwärmung ein.
• „Pump calibration“ (Pumpenkalibrierung) – ein separater Servicemodus zur Messung der Fördermenge der Schlauchpumpe.

Aufwärmen der Kolonne

Nach dem Drücken von „Power on“ geht der Controller in den Zustand „Warm-up“ (Aufwärmen; Status 50, SAMOVAR_STATUS_RECT_ACCEL). In diesem Zustand arbeitet der Leistungsregler im Aufwärmmodus. Ist der UART-Leistungsregler in Ihrem Build aktiviert (das Flag SAMOVAR_USE_POWER in Samovar_ini.h), kann das Relais Nr. 4 einen Aufwärm-Heizstab einschalten – er schaltet ab, wenn sich die Temperatur der Brennblase dem Schwellenwert zum Öffnen des Wasserventils nähert. Das Relais für den Aufwärm-Heizstab muss mindestens 20 % über der Leistung des Heizstabs ausgelegt sein. Wird ein Vier-Relais-Modul verwendet, kann der Aufwärm-Heizstab über das Relais Nr. 4 angeschlossen werden – es steuert ein Schütz oder ein anderes Relais der erforderlichen Leistung.

Erreicht die Temperatur der Brennblase 77 °C (die Konstante OPEN_VALVE_TANK_TEMP in Samovar_ini.h), öffnet der Samovar das Kühlwasserventil (Relais Nr. 3, RELE_CHANNEL3), sendet eine Benachrichtigung an die mobile App und an die Website samovar-tool.ru und zeigt auf dem Hauptbildschirm eine Meldung über die Kühlwasserzufuhr an.

Stabilisierung der Kolonne

Übersteigt die Dampftemperatur 39 °C (die Konstante CHANGE_POWER_MODE_STEAM_TEMP in Samovar_ini.h), verlässt der Controller den Aufwärmmodus und wechselt in den Stabilisierungsmodus (Status 51, SAMOVAR_STATUS_RECT_STABILIZING). Eine Benachrichtigung darüber wird an die App und an die Website gesendet.

Im Stabilisierungsmodus wartet der Samovar, bis die Schwankungen der Dampftemperatur 6 Minuten lang unter 0,1 °C bleiben (gezählt an der Anzahl der Sensorabfragen, siehe alarm.h:463). Danach geht der Controller in den Zustand „Stabilization complete“ (Stabilisierung abgeschlossen; Status 52, SAMOVAR_STATUS_RECT_STABLE), ein kurzer Signalton erklingt und eine Benachrichtigung trifft ein. Sind der Parameter COLUMN_WETTING und wetting_autostart in den Einstellungen aktiviert, kann die Vorlaufabnahme automatisch beginnen – dafür hat der Sketch die Option, den Vorlauf nach der Stabilisierung automatisch zu starten.

Der Zustand „Stabilization complete“ ist der Punkt, an dem der Bediener entscheidet, ob das Abnahmeprogramm gestartet wird. Um die Abnahme zu beginnen, drücken Sie in der Weboberfläche oder in der mobilen App „Start take-off“ (Abnahme starten). Danach startet die Pumpe mit der Geschwindigkeit, die in der ersten Programmzeile eingestellt ist.

Abnahmeprogramm: Aufbau der Zeilen

Das Abnahmeprogramm ist eine Folge von Zeilen im Textfeld auf der Seite „Program“ (Programm). Jede Zeile beschreibt eine Abnahmephase: Vorlauf, Mittellauf, Nachlauf, Pause, Hilfsaktionen. Eine Zeile besteht aus 5 Feldern, getrennt durch „;“:

1. Zeilentyp: H (Vorlauf), B (Mittellauf), C (Nachlauf), T (Pause), P (Programmpause), L (Lua-Stufe).
2. Abnahmemenge in Millilitern (für H/B/C-Zeilen) oder Dauer in Sekunden (für Pausen).
3. Abnahmegeschwindigkeit in Litern pro Stunde (von 0,001 bis 5 L/h).
4. Nummer des Auffangbehälters (eine ganze Zahl von 1 bis 4).
5. Abnahmetemperatur in °C. Für Vorlauf und Nachlauf wird die automatisch erkannte Temperatur des Mittellaufs verwendet; für den Mittellauf die zu Beginn der ersten Mittellaufzeile festgehaltene (siehe unten). Der Wert 0 bedeutet, dass sie automatisch erkannt wird.
6. Spannung des Heizstabs, V (optional).

Beispiel für eine Vorlaufzeile: H;200;0.05;1;0;0 – 200 ml Vorlauf mit 0,05 L/h in Behälter Nr. 1 abnehmen. Beispiel für eine Mittellaufzeile: B;1500;1.5;2;0;0 – 1500 ml Mittellauf mit 1,5 L/h in Behälter Nr. 2 abnehmen.

Vorlaufabnahme

Nach dem Start des Programms beginnt der Controller mit der ersten Vorlaufzeile. Die Pumpe läuft mit der in der Zeile angegebenen Geschwindigkeit, und der Controller schaltet die Behälter entsprechend den in den Zeilen festgelegten Nummern um. Ist die Menge der ersten Vorlaufzeile gesammelt, geht der Controller zur nächsten Programmzeile über.

Während einer beliebigen Zeile kann der Bediener die Abnahmegeschwindigkeit jederzeit anpassen – geben Sie auf dem Reiter „Advanced“ (Erweitert) einen neuen Wert in Litern pro Stunde ein und drücken Sie „Set“ (Setzen). Die Mindestgeschwindigkeit beträgt 0,001 L/h, die Höchstgeschwindigkeit 5 L/h.

Mittellaufabnahme und Festlegen der Temperatur

Beginnt die erste Mittellaufzeile, merkt sich der Controller die aktuellen Temperaturen von Dampf und Kolonnenschuss. Diese Temperaturen werden zum Bezugswert für die gesamte Mittellaufabnahme. Sie können sie jederzeit anpassen, solange eine Mittellaufzeile läuft, indem Sie auf dem Reiter „Advanced“ „Set hearts take-off T“ (Mittellauf-Abnahmetemperatur setzen) drücken. Der Controller überschreibt die gespeicherten Temperaturen dann mit den aktuellen Sensorwerten.

Ist die Option „Use pressure correction“ (Druckkorrektur verwenden; UsePreccureCorrect in Samovar.h) aktiviert, rechnet der Controller die gespeicherten Mittellauf-Abnahmetemperaturen bei einer Änderung des Atmosphärendrucks neu (mit dem Sensor BMP180/BMP280/BME280, sofern installiert): Sinkt der Druck, senkt er sie, steigt er, erhöht er sie – entsprechend der Abhängigkeit des Siedepunkts von Alkohol vom Druck.

Mittellaufzeilen laufen, bis die im Programm eingestellte Menge gesammelt ist. Gehen die Temperaturen von Dampf und Kolonnenschuss während der Abnahme über die in den Einstellungen angegebenen Grenzen hinaus, pausiert der Controller die Abnahme. Ist die Option „Use pump speed correction“ (Pumpengeschwindigkeitskorrektur verwenden; useautospeed in Samovar.h) aktiviert, senkt der Controller zusammen mit der Pause die Abnahmegeschwindigkeit um den in den Einstellungen festgelegten Prozentsatz.

Detektor für Verunreinigungen

Die Version 7.00 hat einen eingebauten Detektor für Verunreinigungen, der während der Mittellaufabnahme die Stabilität der Dampf- und Rücklauftemperatur überwacht. Übersteigen die Temperaturschwankungen den für die aktuelle Abnahmestufe eingestellten Schwellenwert, stoppt der Detektor die Abnahme, bis die Stabilität wiederhergestellt ist. Das schützt vor dem Durchbruch von Nachlauffraktionen in den Mittellauf. Die Parameter des Detektors stehen in der Datei impurity_detector.h.

Nachlaufabnahme

Endet die letzte Mittellaufzeile, geht der Controller zu den Nachlaufzeilen über, falls das Programm welche enthält. Geschwindigkeit und Behälter für den Nachlauf werden im Programm festgelegt. Endet die letzte Nachlaufzeile, geht der Controller in den Bereitschaftsmodus: Die Pumpe stoppt, und der Leistungsregler arbeitet weiter mit der Spannung der letzten Nachlaufzeile. Eine Meldung über das Programmende erscheint auf dem Hauptbildschirm und in den Benachrichtigungen.

Nach dem Programmende schaltet sich der Modus „Selbstrücklauf“ („self-reflux“) ein: Die Pumpe ist gestoppt, die Heizung läuft weiter. Standardmäßig dauert dieser Modus 30 Minuten (die Konstante PROGRAM_DONE_AUTO_POWEROFF_MIN in Samovar_ini.h). In dieser Zeit kann der Bediener entscheiden, die Kolonne abzuschalten oder die Abnahme mit einem anderen Programm fortzusetzen (zum Beispiel um Fettsäuren abzunehmen, wenn der Rohstoff Getreide war). Greift der Bediener nach 30 Minuten nicht ein, schaltet der Controller die Heizung automatisch ab. Der Wert 0 in der Einstellung deaktiviert das Halten – die Leistung wird direkt nach dem Programmende abgeschaltet.

Steuerung während der Abnahme

Während das Programm läuft, kann der Bediener jederzeit:

• „Start take-off“ erneut drücken – der Controller geht zur nächsten Programmzeile über.
• „Pause“ drücken – die Pumpe stoppt, die Heizung läuft weiter.
• „Resume take-off“ (Abnahme fortsetzen) drücken – das Programm läuft an derselben Stelle weiter.
• Die Abnahmegeschwindigkeit auf dem Reiter „Advanced“ ändern – die neue Geschwindigkeit gilt sofort.
• Die Mittellauf-Abnahmetemperatur auf dem Reiter „Advanced“ anpassen – die gespeicherten Temperaturen werden mit den aktuellen Sensorwerten überschrieben.

Notabschaltung

Der Controller schaltet die Heizung ab und versetzt den Prozess in den Modus „Alarm“, wenn die Temperatur der Brennblase den Alarmschwellenwert übersteigt (standardmäßig 100 °C), wenn die Verbindung zum Sensor der Brennblase oder des Dampfes verloren geht und wenn der Detektor für Durchbruch von Verunreinigungen auslöst. Die Alarmmeldung wird an die mobile App und an die Website samovar-tool.ru gesendet und auf dem Hauptbildschirm und im Log angezeigt. Nachdem die Ursache beseitigt ist, startet der Bediener den Prozess erneut.

Wo man die Parameter nachschlägt

• Temperatur zum Öffnen des Wasserventils – OPEN_VALVE_TANK_TEMP in Samovar_ini.h.
• Temperatur für den Wechsel vom Aufwärmen in den Arbeitsmodus – CHANGE_POWER_MODE_STEAM_TEMP in Samovar_ini.h.
• Halten im „Selbstrücklauf“ nach dem Programmende – PROGRAM_DONE_AUTO_POWEROFF_MIN in Samovar_ini.h.
• Aktivierung des UART-Leistungsreglers und des Aufwärm-Heizstabs – das Flag SAMOVAR_USE_POWER in Samovar_ini.h.
• Pins des Wasserventils und des Aufwärm-Heizstabs – RELE_CHANNEL3 und RELE_CHANNEL4 in Samovar_pin.h.
• Rektifikationsstatus – SAMOVAR_STATUS_RECT_* in Samovar.h.
• Auswertung des Programms – rect_program_parse_spec() in program_io.h.
• Detektor für Verunreinigungen – impurity_detector.h.
• Stabilisierung der Kolonne – alarm.h, der Handler SAMOVAR_STATUS_RECT_STABILIZING.