Растворный узел для небольших теплиц

Поэтому дополнительный буфер (к буферу насоса) если и нужен, то в случае нестабильной работы датчиков ЕС и рН.

 

У меня нет возвратного трубопровода, чтобы всю производительность направить на полив. Для полива одинаковой площади в моём случае нужен насос меньшей мощности, чем в случае работы работы насоса с подмесом - режим "миксер", как сделано в остальных РУ. Как это скажется на работе РУ, покажет практика.

 Не совсем понял - причем частота вращения? Обычно в маломощных насосах около 3000 об/мин (50 об/сек)

И клапаны можно открывать одновременно, а закрывать каждый в своё время, из за разности подачи мат. раствора через них. 

Опять же вопрос открытый -- как свести эту разность к нулю? Или как её контролировать? Если только поставить на А и на Б расходомеры. (от 0.5 до 10 л/ч). У меня есть от 0.3 до 6 л/мин, меньше не встречал из дешевых.

  Мне кажется полезным смешать небольшие количества маточных растворов баков А и Б и посмотреть , что получится.

По крайней мере в тех промышленных РУ, что видел в ёмкости приготавливаемого раствора организовано круговое движение жидкости, в области, где заходит кислота, маточные растворы баков А и Б встречной скоростной струёй из трубопровода (находящегося  над раствором ) сделан типа "гейзер" (энергичное перемешивание с элементами "барботажа"). И даже при работе только с импортными мин. удобрениями появляются отложения в трубопроводах и капельницах--полезно при смене культуры розы ( через 5лет) менять капельницы и подлотковый трубопровод.

  Как вариант для Вашего изделия может быть рассмотрена конструкция , где заход исходной воды, кислоты,маточных растворов А и Б сделан в стенку трубы большего сечения, с переходом на меньший диаметр и далее в насос ( цель--организовать вихревые движения жидкости--пример: истечение воды из ванны).

  Если у насоса около 3000об/мин--значит будет хорошее перемешивание раствора.

  Расходомеры--хорошая штука.Чтобы объём маточных растворов А и Б был одинаков при дозировании-- можно просто измерить расход жидкости из баков А и Б и ввести программную коррекцию в % включения клапана одного из баков.

  Пётр, можете подсказать , как Вы вставляете фотографии?

Про цитирование/ответ на сообщения - жмём "ответить", выделяем мышкой ненужный текст и жмём "DELETE" -- получаем короткое и красивое цитирование.

  Мне кажется полезным смешать небольшие количества маточных растворов баков А и Б и посмотреть , что получится.

  Как вариант для Вашего изделия может быть рассмотрена конструкция ....

При отстаивании раствора с Са, Р и S при высоком рН получается осадок на дне и стенках сосуда -- ничего хорошего. Поэтому можно попробовать отключать дозацию или уменьшать наполовину за несколько сек. до окончания полива.

  Загрузил в галерею фото РУ, в сборке которого принимал участие пару лет назад. Собран полностью (кроме нержавеющей рамы) из импортных комплектующих, обошёлся раза в три дешевле фирменного.

 как Вы вставляете фотографии?

Пожалуйста, посмотрите эти темы:

• Прикрепленные изображения, картинки, фото
• Галерея - организация работы с изображениями
• Как на форуме разместить видео с youtube или vimeo

Если что непонятно - пишите:

• Вопросы по интерфейсу и управлению сайтом

Можете подсказать места возникновения гидроударов и пути решения проблемы?

А можете дать цифровые результаты по "Пляске святого Витта" по РН, ЕС на выходе РУ и в капле?

Исходные данные:

Производительность насоса:макс.--800л/ч (200л/ч вернем с выхода РУ на вход по двум трубопроводам ( анализ РН, ЕС),мин.--200л/ч, объём--1л.Предположим, частота вращения насоса--1500об/мин.

Исходная вода--бикарбонаты--1-1,2мМоль, ЕС=0,5.

Приготовленный раствор--РН=6, ЕС от 1 до 5.

Период дозирования ШИМ --3сек,смещение начала открывания клапанов баков А и Б--1,5сек

Регулирование--ПИД.

А если поставить буфер литра на 3 до насоса?.

Петр, а давайте попробуем грубо прокинуть амплитуду колебаний ЕС при поливе огурцов ( в том числе предположим , что огурцы у Вас и в рассадном)--- итого 520+80=600л/ч /60=10л/мин/60=167мл/с--производительность полива. Производительность насоса брутто--(600+200)/ч/60=13,3л/мин/60=222мл /с Объем смесительной камеры насоса--1000мл.

Считаем, что маточные растворы (МР) баков А и Б дают одинаковое ЕС и при непрерывном дозировании получим ЕС=3, а поливать будем 2,5. Обороты насоса--48об/с ( у асинхронников 1-2Гц уходит на "скольжение").

Фаза растений в основной и рассадной теплицах у меня обычно разная, поэтому и полив проводить нужно раздельно (разные клапаны). Но даже как Вы написали, раствор будет обновляться в камере насоса каждые 4 сек, а перистальтика дозирует импульсами порядка 20 раз/сек. при таком расходе, поэтому о какой то неравномерности говорить не приходится.

При расходе 80 л/час = 0.022 л/сек раствор будет обновляться в камере насоса каждые 45 сек!!, а дозирование 1 раз в 1-2 сек.--всё перемешается тысячи раз.

Александр, а какие параметры РУ на Вашем фото?

[quote name="Pyotr"

Фаза растений в основной и рассадной теплицах у меня обычно разная, поэтому и полив проводить нужно раздельно (разные клапаны). Но даже как Вы написали, раствор будет обновляться в камере насоса каждые 4 сек, а перистальтика дозирует импульсами порядка 20 раз/сек. при таком расходе, поэтому о какой то неравномерности говорить не приходится.

При расходе 80 л/час = 0.022 л/сек раствор будет обновляться в камере насоса каждые 45 сек!!, а дозирование 1 раз в 1-2 сек.--всё перемешается тысячи раз.

Александр, а какие параметры РУ на Вашем фото?[/

Ваше РУ достаточно прецизионное. Слабое место--зона подачи кислоты и маточных растворов. Предлагаю увеличить диаметр трубопровода в этом месте--количественные изменения приведут к качественным.Меня в институте учили отсекать бесконечно малые величины ( "инженерный" подход). Это к тому , что гораздо более грубое дозирование клапанами ( уменьшаем стоимость и повышаем надежность) работает в промышленных теплицах достаточно надежно (бывает соленоиды вылетают, кстати соленоиды переменного тока гораздо надежней).

Производительность мини РУ на фото больше раз в 5 чем Вашего РУ.

 Предлагаю увеличить диаметр трубопровода в этом месте--количественные изменения приведут к качественным.....

....(бывает соленоиды вылетают, кстати соленоиды переменного тока гораздо надежней).

 

В настоящем РУ переделывать пока не буду - времени просто ни на что не хватает. На будущее можно увеличить диаметр трубы до 80-110 мм - на себестоимость это не повлияет. С возрастом начинаю понимать выражение: "Дни идут, месяцы бегут, годы летят"). Почти две недели не берусь за программу.

А почему надёжность клапанов на DC и AC различается? Конструкция у них одинаковая, разница только в обмотке.

Все видели на картинке РУ датчик уровня воды в баке, только в реальности у меня нет такого датчика... Из готовых не устраивает высокая цена. Нужен датчик с линейным выходом, измеряющий уровень воды 0-1 м(или 0-2 м), с погрешностью +-1 см, не зависящей от ЕС воды, ценой до 1000 руб.  Рассматривал несколько вариантов, какие то из них на бумаге, а какие то в голове.

1. На ось многооборотного (10 оборотов) потенциометра надет шкив, на который намотана леска, которая вторым концом привязана к достаточно тяжёлому поплавку, но его плотность меньше плотности воды (поэтому и поплавок). Поднимаясь и опускаясь вместе с уровнем воды, поплавок тянет за леску, поворачивая ось потенциометра -- принцип рулетки. Самый примитивный и достаточно дешёвый вариант, только отверстие в бочке д=55мм -поплавок слишком маленький или нужно вырезать большее отверстие.

2. Датчик, работающий на различной диэлектрической проницаемости воды и воздуха. Только нет решения как сделать пару изолированных друг от друга и герметичных от воды электродов с равномерным зазором по всей длине.

3. На основе ультразвукового датчика измерения расстояния (например HC-SR04). Закрепить над горловиной и измерять расстояние до зеркала воды в баке. 

4. Использовать датчик давления воздуха. На дно бака воздушный шарик, (сделать чтобы не всплывал) и через тонкую трубку измерять давление. Или датчик давления воды, вкрученный в нижнюю часть бака, но дешёвые мне не встречались.

А почему надёжность клапанов на DC и AC различается? Конструкция у них одинаковая, разница только в обмотке.

Все видели на картинке РУ датчик уровня воды в баке, только в реальности у меня нет такого датчика... Из готовых не устраивает высокая цена. Нужен датчик с линейным выходом, измеряющий уровень воды 0-1 м(или 0-2 м), с погрешностью +-1 см, не зависящей от ЕС воды, ценой до 1000 руб. 

  По надёжности клапанов--это мой опыт. Может кто-нибудь поделится собственным опытом эксплуатации оборудования.

У Вас теплица около 200м*2*10л/м2*сутки=  --2000л*сутки может быть пиковое потребление воды. Желательно иметь бак 2м3 суточного запаса воды (куда и дозировать азотную кислоту),ну хотя бы один "кубик" (пластмассовая ёмкость от кислоты или какой-нибудь химии), если его разместить выше бочки, то через арматуру типа "от унитаза" можно поддерживать уровень подготовленной воды  в последней бочке.

Александр, дело в том, что у меня нет места под 2 и даже 1 м3 бак с водой в закрытом помещении. Поэтому в морозный период мне хватает тех двух по 200 л бочек, а в теплый период наливаю 4 м3 ёмкость на улице для подстраховки на случай откл. воды. 

Не объяснил для чего мне нужен датчик уровня воды. В настройках можно задавать 4 уровня воды в баке:

1. Vmax - уровень или объём при котором откл. долив воды.

2. Vmin - уровень ниже которого вкл. долив. Vmax-Vmin = гистерезис на долив, чтобы доливочный насос не вкл. часто.

3. Voff pump - уровень при котором отключается поливочный насос и тен подогрева воды и выдаётся сигнал тревоги. На случай какой аварии. Этим исключаем сухой ход ПН и тен от перегорания.

4. Von pump - уровень, выше которого возможно включение ПН после его аварийного откл. 

Von-Voff = гистерезис для ПН и численно равен примерно одному поливу на клапан.

В нормальной работе уровень не опустится до Voff, а будет между Vmin и Vmax. Причём Vmax можно задать как в 200 л, так и в 60л, когда работает 1 клапан или в режиме "миксер" надо навести 60л --  не нужно греть весь бак.

Не объяснил для чего мне нужен датчик уровня воды. В настройках можно задавать 4 уровня воды в баке:

  Может попробовать такой вариант---направляющая,поплавок с магнитом,несколько герконов?

Александр, Вы наверное говорите о таком датчике: http://www.sensorica.ru/s3-1c.shtml#1

У меня на таком принципе работает флюгер -- 8 герконов и один магнит, получаем направление ветра с дискретностью 45*. 

Цена готового в 4300 р не радует, а самому паять "гирлянды" из герконов и резисторов тоже не хочется. 

Пока у меня работает поплавковый выключатель на долив воды, сделанный на скорую руку из того что было: клавиша от кассового аппарата и пласт. баночка, которую залил водой и досыпал песку чтобы не всплывала. 

Такой "колхоз" отработал 2 года.

Александр, Вы наверное говорите о таком датчике: http://www.sensorica.ru/s3-1c.shtml#1

 а самому паять "гирлянды" из герконов и резисторов тоже не хочется. 

Пока у меня работает поплавковый выключатель на долив воды, сделанный на скорую руку из того что было: клавиша от кассового аппарата и пласт. баночка, которую залил водой и досыпал песку чтобы не всплывала. 

Такой "колхоз" отработал 2 года.

 Всё гениальное--просто. Пётр, если у Вас есть свободные цифровые входы, то надо 4 геркона и ,вообще, надо максимально использовать цифровые сигналы.

Не вижу в герконовом дискретном  датчике ничего дорогого, только рабочее время.

Дозировать кислоту правильно в первую емкость.Кроме кислотного, все баки,трубы должны быть светонепроницаемы.

Почему мне не подходит вариант с герконами. В таком случае МК будет иметь 4 фиксированных значения уровня в баке, а мне нужно, чтобы в любой момент МК имел значение уровня от 0 до 100% и в соответствии с программой принимал решения. В установках можно задать: наливать бак до верху или до 60 л, отключать ПН при сухом баке или при остатке 40 л. С 4 герконами это го не сделать.

Александр, а почему правильно дозировать кислоту в первый бак?

Первая ёмкость у меня  для запаса воды. Из этого бака маломощный насос через инжектор Вентури, который засасывает кислоту, доливает бак с подготовленной водой. Насос создаёт постоянное давление и расход через и.В., обеспечивая постоянное соотношение вода/кислота. Если доливать напрямую с водопровода, то дозирование кислоты не будет пропорциональным, потому что давление в водопроводе скачет очень значительно.

 мне не подходит вариант с герконами.

Александр, а почему правильно дозировать кислоту в первый бак?

 

 Есть электронные измерители давления (=уровня ) воды. Но они стоят денег. Может, такой малобюджетный вариант будет работать: http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=3&t=108460

 Даже если датчик работает нелинейно, но стабильно, его можно аттестовать . Очень часто в исполнительных устройствах применяют ещё и концевые датчики.

 После дозирования кислоты необходимо приличное время для выхода СО2, поэтому качество подготовленной воды будет выше при дозировании кислоты в первый бак.

Александр, спасибо за поддержку. Мы с Вами одни остались из писателей)

Эта схема распространенная в инете и имеет недостатки: низкая термостабильность и бак металлический, он выполняет роль второго электрода.

При измерении уровня воды таким способом нужно иметь ввиду, что диэлектрическая проницаемость зависит от Тводы и незначительно от ЕС.

Для интересующих этой темой ещё вариант датчика в PDF, только 555 таймер лучше включать по схеме как на картинке.

Выписал пару ультразвуковых дальномеров, есть датчик давления, нужно попробовать их в работе.

<< После дозирования кислоты необходимо приличное время для выхода СО2 >>.. поэтому аэрация раствора, как писал Павел Аркадьевич в начале темы, ускорит этот процесс.

Измер ур.pdf

Александр, спасибо за поддержку. Мы с Вами одни остались из писателей)

<< После дозирования кислоты необходимо приличное время для выхода СО2 >>.. поэтому аэрация раствора, как писал Павел Аркадьевич в начале темы, ускорит этот процесс.

  Для аэрации необходимо приличное количество воздуха.

Может всё-таки у Вас есть возможность разместить ёмкости с водой в два этажа или уйти вниз ниже уровня пола.

 

Если доливать напрямую с водопровода

   У Вас вода хлорированная?

По другому ёмкости нет возможности разместить, даже в сторону на 10 см не сдвинуть.

Вода из скважины, не хлорируется.

А почему надёжность клапанов на DC и AC различается? Конструкция у них одинаковая, разница только в обмотке.

   При работе соленоида на постоянном токе в нём запасается  индуктивная энергия, которая приводит к скачкам напряжения при выключении (механическом (электронном) разрыве цепи (контакты реле, например)).

  При работе соленоида на переменном токе энергия меняется от 0 до максимальной 100 раз в сек. Наверно, при механическом разрыве цепи скачки напряжения имеют меньшую величину.

 Кстати,  в голландском оборудовании (соленоид клапана) не заметил никаких демпфирующих элементов ( просто витая пара и к катушке).

  Пётр, а как у Вас сделано?

Коммутировать нагрузку в нашем случае на пост. токе можно реле или транзистором. 

На перем. токе - реле или симистором. 

Реле работает медленно, даёт помеху (дребезг контактов при вкл-выкл в течение мсекунд), но работает на DC и AC и с различной величиной напряжения. 

Пока у меня сделано на реле, потому что у меня есть клапаны и на 24 DC и на 220 AC. Пока не ставил никаких помехоподавляющих элементов. А помеха серьёзная - при первом включении насоса и клапанов происходил сбой в блоке коммутации -- самопроизвольно могли вкл-вык другие нагрузки. Проблему устранил. В дальнейшем поставлю доп. защиту от помех и это будет гарантией стабильной работы устройства.

Для устранения выбросов напряжения при откл. индуктивной нагрузки при DC параллельно ей ставят обычно диод в обратном включении. На перем. токе - ставят варистор на 450-600в и (или) RC цепь. При длинных проводах эту защиту лучше ставить или дублировать на нагрузке.

В случае с  коммутацией симистором можно включать нагрузку при переходе напряж. через нуль, а выключается симистор при переходе тока через нуль, причём в индуктивной нагрузке ток отстаёт от напряжения на 90*, поэтому симистор закроется через 5 мсек после прохождения напряж. через нуль (в этот момент напряжение достигнет максимума около 300 В). Этим приёмом можно минимизировать уровень помех. С реле такой "фокус" не пройдёт и помеха будет в разы выше.

На эту тему у тех же "котов" можно почитать http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=11&t=73446&sid=ea402895995a4f5b19e39a01e1774a35

В любом случае изоляция обмотки выдерживает импульсные скачки напряжения, если конечно, водой не поливать на неё. Но есть ещё и просто механический износ клапана.

В любом случае изоляция обмотки выдерживает импульсные скачки напряжения, если конечно, водой не поливать на неё. Но есть ещё и просто механический износ клапана.

  Как раз таки в промышленных ТК в основном и вылетают соленоиды ( катушки ).

Коммутировать нагрузку в нашем случае на пост. токе можно реле или транзистором. 

На перем. токе - реле или симистором. 

Реле работает медленно, даёт помеху (дребезг контактов при вкл-выкл в течение мсекунд), но работает на DC и AC и с различной величиной напряжения. 

Пока у меня сделано на реле, потому что у меня есть клапаны и на 24 DC и на 220 AC. Пока не ставил никаких помехоподавляющих элементов. А помеха серьёзная - при первом включении насоса и клапанов происходил сбой в блоке коммутации -- самопроизвольно могли вкл-вык другие нагрузки. Проблему устранил. В дальнейшем поставлю доп. защиту от помех и это будет гарантией стабильной работы устройства.

Для устранения выбросов напряжения при откл. индуктивной нагрузки при DC параллельно ей ставят обычно диод в обратном включении. На перем. токе - ставят варистор на 450-600в и (или) RC цепь. При длинных проводах эту защиту лучше ставить или дублировать на нагрузке.

В случае с  коммутацией симистором можно включать нагрузку при переходе напряж. через нуль, а выключается симистор при переходе тока через нуль, причём в индуктивной нагрузке ток отстаёт от напряжения на 90*, поэтому симистор закроется через 5 мсек после прохождения напряж. через нуль (в этот момент напряжение достигнет максимума около 300 В). Этим приёмом можно минимизировать уровень помех. С реле такой "фокус" не пройдёт и помеха будет в разы выше.

На эту тему у тех же "котов" можно почитать http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=11&t=73446&sid=ea402895995a4f5b19e39a01e1774a35

В любом случае изоляция обмотки выдерживает импульсные скачки напряжения, если конечно, водой не поливать на неё. Но есть ещё и просто механический износ клапана.

Работа симисторов в первую очередь обусловлена характером нагрузки: если это активная нагрузка - всё замечательно работает, если характер нагрузки индуктивный - тут начинаются чудеса. По поводу, что при переходе напряжения через 0 включать семистор на индуктивной нагрузке в прилагаемой статье не рекомендуют (Избегать переходных перегрузок - с помощью синхронизации управляющего сигнала по напряжению в сети в момент запуска (причём запуск симистора при нуле напряжения нежелателен) http://piclist.ru/AN-ST-AN307-TRIACS-Inductive-loads/ST-AN307-TRIACS-Inductive-loads.html. Мне думается что применение реле для коммутации данной нагрузки даст более стабильные результаты.

Перевод статьи не очень... 

Цитата:  "Если запуск возникает вблизи максимума напряжения сети или его нуля, необходимая длительность сигнала запуска уменьшается (см. Рис 1-b)" .

 В оригинале совсем не так: "Длительность включающего импульса при макс. значении напряжения сети меньше, чем при значении близком к нулю".

Я писал про самое первое включение симистора - поступила команда  с МК на вкл. клапана -- встроенный детектор нуля следит за напряжением сети (см. схему) и включит симистор когда оно перейдёт через нуль и достигнет нескольких вольт. Это самое первое включение и в этот момент фазы напряжения сети и напряжения на симисторе совпадают. С МК идёт постоянный сигнал, а не импульсы (нас не волнует потребление нескольких лишних мА). При дальнейших включениях отслеживается напряжение на симисторе, которое имеет отставание по фазе от сетевого, потому что ток в индуктивной цепи отстает от напряжения, а симистор представляет собой активное (хоть и нелинейное) сопротивление, соответственно напряжение на нём и ток через него меняются одновременно -- сдвиг по фазе=0.

Схема с  сайта  http://www.compel.ru/lib/ne/2009/5/10-populyarnyie-simistoryi-on-semiconductor/

Попозже допишу ...

Перевод статьи не очень... 

"Если запуск возникает вблизи максимума напряжения сети или его нуля, необходимая длительность сигнала запуска уменьшается (см. Рис 1-b)." В оригинале совсем не так: "Длительность включающего импульса при макс. значении напряжения сети меньше, чем при значении близком к нулю".

Я писал про самое первое включение симистора - поступила команда  с МК на вкл. клапана -- встроенный детектор нуля следит за напряжением сети (см. схему) и включит симистор когда оно перейдёт через нуль и достигнет нескольких вольт. Это самое первое включение и в этот момент фазы напряжения сети и напряжения на симисторе совпадают. С МК идёт постоянный сигнал, а не импульсы (нас не волнует потребление нескольких лишних мА). При дальнейших включениях отслеживается напряжение на симисторе, которое имеет отставание по фазе от сетевого, потому что ток в индуктивной цепи отстает от напряжения, а симистор представляет собой активное (хоть и нелинейное) сопротивление, соответственно напряжение на нём и ток через него меняются одновременно -- сдвиг по фазе=0.

Схема с  сайта  http://www.compel.ru/lib/ne/2009/5/10-populyarnyie-simistoryi-on-semiconductor/

Попозже допишу ...

В данной эл. схеме для более устойчивой работы семистора на индуктивную нагрузку применена снабберная цепь, к такому же решению я пришёл после долгих экспериментов с управлением индуктивной нагрузки в 1993 году (в то время было мало литературы на эту тему, да и выбор семисторов, не то что сегодня). 

В данной эл. схеме для более устойчивой работы семистора на индуктивную нагрузку применена снабберная цепь, к такому же решению я пришёл после долгих экспериментов с управлением индуктивной нагрузки в 1993 году (в то время было мало литературы на эту тему, да и выбор семисторов, не то что сегодня). 

Ясно, Андрей, то о чем я рассуждаю(именно рассуждаю -- на практике не пробовал), Вы давно прошли на практике:). 

Думаю приведённая схема одна из простых и вполне рабочая. Только вот думаю резистор в цепи управляющего электрода можно номиналом поменьше чем 360 Ом. Что скажете как практик?

При коммутации клапанов 1 раз в 3 сек для подачи мат. раствора, как предлагал Александр, альтернативы симистору нет. При таком количестве срабатываний контактам реле недолго жить.

Для коммутации поливочных клапанов вполне подойдут реле. По габаритам и цене примерно одинаково с симистором.

Для коммутации мощной нагрузки (поливочного насоса или тэна подогрева воды) цена реле в разы выше симистора, да и ток удержания реле существенный.