1

АВТОМАТИЧЕСКИЙ МИКРОПРОЦЕССОРНЫЙ БЛОК УПРАВЛЕНИЯ

АМПБУ 4.0 (ДЛЯ УРК)

Оглавление:

1. Назначение.

2. Основные компоненты и элементы управления.

3. Пошаговая инструкция.

3.1. Работа при дистилляции.

3.2. Работа при ректификации.

3.3. Работа в полуавтоматическом режиме.

1. Назначение АМПБУ 4.0

АМПБУ 4.0 – автоматический микропроцессорный блок управления, предназначен для:

- управления мощностью ТЭНа по методу фазового регулирования (исключающего мерцание осветительных приборов и скачки напряжения слабой сети);

- перехода с максимальной мощности ТЭНа (разгон) на рабочую, непрерывно корректируемую автоматикой по показаниям датчика давления;

- измерение давления на протяжении всего процесса ректификации с непрерывным поддержанием оптимальной мощности для обеспечения работы колонны с максимальной разделительной способностью;

2

- абсолютно точного управления отбором продукта с помощью электронного высокоточного регулятора отбора (путем ШИМ модуляции);

- ступенчатого уменьшения отбора в конце процесса с поддержанием постоянного флегмового числа (соответственно и качества продукта) как в начале, так и в конце процесса ректификации;

- полного отбора спирта из куба в автоматическом режиме с возможностью максимального недопущения загрязнения рабочей зоны (насадки) колонны;

- автоматического управления подачи и прекращения воды через эл.магнитный клапан (при наличии);

- автоматической остановки процессов по их окончании, или возникновения аварийной ситуации (например: остановка и протечка воды).

2. Основные компоненты и элементы управления

Компоненты блока:

1) Блок управления, состоящий из двух основных частей:

- электронный блок с интерфейсом управления (блок кнопок) и элементами индикации (скрытые светодиоды; четырехразрядный, семисегментный индикатор);

- управляемый блоком силовой симистор, типа ВТА16 – 800 (изолированный корпус от кристалла, нет опасности поражения эл. током при касании к охладителю, или к телу симистора), с радиатором и крепежными винтами. Возможен нагрев радиатора до 70 градусов.

Возможен крепеж к поверхности при помощи выдвижных скоб на задней стороне блока.

2) Эл. магнитный клапан итальянской фирмы OLAB (нормально закрыт (НЗ), с напряжением питания ~ 220 В и мощностью 12,5 Вт (тепло выделяется на корпус и радиатор клапана, возможен нагрев до 70 градусов).

3) Датчик температуры в колонне (черный), температуры в кубе (синий), защиты (красный), внешним диаметром не более 6 мм, длиной измерительной части не менее 50 мм. Длина каждого кабеля – 2 м.

4) Отстойник датчика давления с арматурой для подключения к АМПБУ 4.0 и испарительной емкости УРК.

5) Эл. разъем с кабелем для подключения к эл.магнитному клапану подачи воды.

6) Сетевой шнур с розеткой, для подключения ТЭНа мощностью не более 3 кВт (до 16 Ампер).

7) Сетевой шнур со штепсельной вилкой, для подключения к сети ~ 220 В.

Элементы управления:

1) Переключатель включения блока, расположен на верхней панели корпуса.

2) Панель управления блоком. Состоит из семи кнопок, 2 скрытых светодиодов (зеленого и красного цвета), 1 четырехразрядного семисегментного индикатора. Представлена на рисунке ниже:

3

Расшифровка кнопок:

«D» - выбор режима дистилляции. В режиме ректификации Р1 – установка значения давления в колонне.

«R» - выбор режимов работы при ректификации.

«+» и «-» - изменение значения в каждом режиме.

«V» - управления напряжением ТЭНа.

«O» - управление величиной отбора. «О» - возможность установки уменьшения отбора при достижении заданных температур в кубе перед режимом Р-1.

«P/S» - запуск, остановка тех. процесса, подтверждение установок. В режиме ректификации Р1 – вход в меню установки времени стабилизации.

3. Пошаговая инструкция

На нашем оборудовании можно получать из браги рядовой спирт-сырец «самогон» (дистилляция), спирт-ректификат (ректификация) и качественно дистиллированный продукт (недоректификация).

ВАЖНО! Перед началом работы нужно откалибровать датчики темпетратуры автоматики. Для этого опустите датчики автоматики вместе с прилагающимся эл. термометром в стакан с водой и подождите 3-5 мин для стабилизации температуры. Затем включите тумблер автоматики «ON» и нажмите кнопку «P/S» до появления символов мигающей температуры. Далее кнопками «+» и «–» корректируйте значение на дисплее до показаний эл. термометра и подтверждайте нажатием кнопки «P/S».

3.1. Работа при дистилляции

Сборка при дистилляции:

4

В испарительную емкость (куб) заливается браги не более 2/3 объема куба.

Оборудование собирается по схеме (рис.1). К кубу подсоединяется дефлегматор (дистиллятор) [фото №1], подключаются все необходимые шланги воды охлаждения (подвод подключается к эл.магнитному клапану воды (при наличии)) и отвода в емкость спирта – сырца, в трубку связи с атмосферой вставляется датчик защиты (красный) до бокового отверстия в ней (должно быть открыто) [фото №2] или в установленный тройник [фото № 2.1]. Управление эл.магнитным клапаном отбора в данном режиме не выполняется, клапан закрыт и исключен из линии отбора спирта – сырца. Так же не учавствует в процессе синий датчик измерения температуры в кубе при ректификации. Штуцера на фланце для измерения температуры и давления в кубе глушатся на фланце штатными заглушками. Магистраль соединяется силиконовым переходником между выходом продукта из дефлегматора и доп. холодильником конечного продукта [фото №3]. Вставляется основной датчик температуры (черный) в силиконовый уплотнитель на боковом штуцере дефлегматора (должен входить через весь штуцер в тело самой трубы не менее чем на 1,5 – 2 см) [фото №4, 5]. Подключается ТЭН куба в розетку блока.

Режим дистилляции:

Включаем блок в сеть, переводим верхний переключатель в положение «ON».

Выбор режима осуществляется нажатием кнопки «D» в главном меню (----).

Нажатием кнопок «+» или « - » выставляем температуру стопа (окончания процесса дистилляции), обычно это 97-98*С. Горит красный светодиод.

Подтверждаем нажатием кнопки «P/S». На дисплее появится максимальное значение напряжения, подаваемое на ТЭН.

5

(Можно при необходимости менять кнопками «+/-», например при дробной дистилляции). Подтверждаем нажатием кнопки «P/S». С этого момента запускается работа аппарата, напряжение ТЭНа на максимуме, на индикаторе отображается текущая температура основного датчика, горит зеленый диод.

По достижении температуры 70*С откроется клапан подачи воды (при наличии).

По достижении заданной температуры стопа 97*С ТЭН отключается, на дисплее мигает индикатор «oFF».

Через три минуты закрывается эл. магнитный клапан подачи воды (при наличии). На дисплее неподвижно горит индикатор «oFF».

Дистилляция окончена.

Краткое нажатие кнопки «P/S» выводит в меню установки температуры стопа. Длительное нажатие кнопки «P/S» в ходе всего режима прирводит к завершению работы и выходу в главное меню блока (----).

Существует возможность управления мощностью ТЭНа (например, при необходимости дробной дистилляции) путем нажатия кнопки «V» и управления кнопками «+/-».

ВНИМАНИЕ! Нагрев датчика защиты до 50*С в любом из режимов (например, закончится вода охлаждения и горячий пар пойдет по трубке связи с атмосферой до датчика), ведет к завершению работы устройства и выходу в главное меню (----).

6

3.2. Работа при ректификации

В вымытую после дистилляции емкость наливаем не более ¾ ее объема спирта-сырца, предварительно разбавленного до крепости 40%.

Автоматика АМПБУ – 4.0 позволдяет проводить ректификацию в двух режимах:

Р1 – полностью автоматизированный режим, для получения высококачественного спирта-ректификата, который сам управляет процессом от начала разгона куба до полного окончания процесса.

Р2 – режим с произвольными, устанавливаемыми оператором значениями, применяемыми в основном при качественной дистилляции для получения «недоректификата» для сохранения органолептических свойств исходного сырья.

Сборка при ректификации:

Колонна собирается согласно схеме (Рис.2).

7

Шланг подачи воды охлаждения соединяется с эл. магнитным клапаном водоснабжения (при наличии) [фото №6] или к водопроводу. Присоединяется силиконовый шланг отвода спирта, в который из места выхода из доп. холодильника конечного продукта делается прокол и всталяется медицинская игла (воздушка) [фото №7].

Эл. термометр устанавливается в штуцер дефлегматора (для визуального контроля темп. в дефлегматоре – должна быть все время одинаковой в течении всего процесса ректификации) [фото №8], датчик защиты (красный) вставляется в трубку связи с атмосферой до бокового отверстия в ней (должно быть открыто) [фото №2] или в установленный тройник [фото 2.1].

Эл. магнитный клапан (дальше - клапан) устанавливается по линии отбора спирта между трубкой выхода продукта из дефлегматора и доп. холодильником конечного продукта [фото №9]. Основной датчик температуры (черный) в силиконовом уплотнителе вставляется в штуцер в теле колонны (должен входить через весь штуцер в саму трубу колонны не менее, чем на 1,5-2 см) [фото №10].

Отстойник датчика давления закрепляется на царге колонны [фото 11], силиконовая трубка (белая) одевается на штуцер фланца на емкости, а синяя трубка [фото №12] вставляется до упора в штатное быстросъемное соединение на боку блока автоматики.

Синий датчик автоматики так же вставляется в штуцер фланца на емкости (его конец должен выходить с отбатной части фланца на 1,5-2 см).

Силиконовый шланг слива продукта соединяем с устройством перераспределения потоков жидкости.

8

Принцип его работы в следующем:

Узел перераспределения устанавливается на любую пластиковую емкость 3-5 л для отбора «головной» фракции, с ней совмещается емкость для приема «пищевой» фракции.

Трубка наполнения устанавливается в узел так, чтобы жидкость закрыла трубку расчетным объемом головной фракции.

Обычно объем головной фракции составляет ~ 5 - 10% от объема АС - абсолютного спирта в кубе.

Производим расчет:

Например, в куб залито 20 л сырца крепостью 40%

Итак, объем АС = 20 х 0,4 = 8 л АС.

Тогда объем головной фракции будет равен 8 х 0,1 = 0,8 л.

Трубку регулировки границы отбора головной фракции вставляем в емкость до предполагаемого (расчетного) уровня 0,8 л. При перекрытии трубки регулировки головной фракцией, воздух перестает выталкиваться из бутылки и, соответственно, при создании избыточного давления спирт начинает перетекать в емкость для пищевой фракции.

Одновременно с этим (возможна очень незначительная погрешность) автоматика переключит скорость отбора головной фракции (0,1 л/час) на предустановленную оператором скорость отбора пищевой фракции (1 л/час). Загорится зеленый диод.

ВАЖНО! Условием для нормальной работы узла перераспределения потока является полная герметичность с емкостью.

ТЭН подключается к розетке блока.

Установка (подтверждение) значений номинальной мощности, времени стабилизации, скорости отбора головной и пищевой фракции:

Включаем блок в сеть и переводим переключатель в положение «ON».

9

Если режим ректификации предполагает процесс перегонки в автоматическом режиме «Р1», то в автоматике АМПБУ 4.0 есть предустановленные значения уменьшения отбора на 400 мл - при достижении температуры в кубе 91*С и еще на 400 мл при достижении температуры в кубе 95*С.

По желанию оператора можно изменять данные значения в диапазоне 90*С – 100*С с шагом деления 100 мл (100 – 400) для каждого градуса температуры. Для этого в главном меню «- - - -» нужно нажать кнопку «О» - появится «to90» - это показатель температуры в кубе, при достижении которой можно уменьшить значение отбора. Нажимаем кнопку «Р/S», на табло появляется значение «о _ _ 0», которое кнопками «+/-» можно изменять в диапазоне 100-400 мл. Установка подтверждается нажатием кнопки «Р/S», после чего появляется следующее значение температуры «to91», после чего проделываем ту же операцию. Для сохранения в памяти автоматики нужно пройти все температуры от «to90» до «- - - -».

Если предустановленные значения не требуют корректировки (или были внесены изменения – см. предыдущий абзац), тогда сразу выполняем следующие действия.

1) Выбор режима осуществляется нажатием кнопки «R» - на дисплее появится значение «Р1».

Подтверждаем нажатием кнопки «P/S».

2) Появляется предзахлебная температура разгона «r72,0».

Подтверждаем нажатием кнопки «P/S».

3) Появляение значения начального напряжения «U160».

Подтверждаем нажатием кнопки «P/S».

10

4) Появляется время стабилизации (работы колонны на себя) в минутах (Совет: время стабилизации не должно быть менее чем 30 мин, но лучше соблюдать предустановленное время 60 мин).

Подтверждаем нажатием кнопки «P/S».

5) Появляется скорость отбора головной фракции 100 мл/час (нужно учесть, что при данной установке фактический отбор будет около 120 мл/час).

Подтверждаем нажатием кнопки «P/S».

6) Появляется значение объема головной фракции от 0.05 до 1.6 л с шагом деления 50 мл. Выставляется оператором расчетным путем.

Подтверждаем нажатием кнопки «P/S».7) Появляется скорость отбора пищевой фракции.

11

8) Появляется рекомендуемое значение давления для колонн УРК - 23 мм.рт.ст.

Подтверждаем нажатием кнопки «P/S».

9) Появляется возможность установки температуры стопа в кубе (90-100*С), при достижении которой процесс ректификации завершается (применяется при желании оператора ускорить завершение процесса, так как скорость получения спирта в конце процесса мала (~200 мл/час) и оператор готов недополучить небольшое количество спирта (~5%). Обычно это температура 96-97*С).

Если индивидуальные настройки не предусмотрены (или выставлены оператором) - подтверждаем нужное нажатием кнопки «P/S».

Все значения предустановленные (кроме объема головной фракции), оптимальные для ректфикации, но могут по желнию оператора изменяться кнопками «+/-».

Подтверждением последней установки нажатием кнопки «P/S» запускается основной режим.

ТЭН включен на максимум, отображается текущая температура основного датчика (горят зеленый и красный диоды). По достижении температуры в колонне 50*С открывается клапан подачи воды (при наличии), (Важно (!) отрегулировать подачу воды так, чтобы она выходила из дефлегматора почти без напора, почти горячей (~30 - 40*С)).

ТЭН включается на начальную предустановленную (или выставленную оператором) мощность и постепенно доводит давление в колонне до предустановленного (или выставленного), после чего начинается плавное регулирование подаваемой мощности для обеспечения работы колонны с максимальным разделением на протяжении всего процесса и недопущением захлеба.

Запускается отсчет установленного времени стабилизации, которое можно изменить в ее процессе кнопками «P/S», «+» и «-» и «P/S», мигает красный диод. По истечении таймера стабилизации, автоматически устанавливаются значения гистерезиса в зависимости от стабилизировавшейся текущей температуры. Начинается отбор «головной» фракции – подключается работа клапана (клапан открывается, управление отбором происходит путем ШИМ-модуляции напряжения питания клапана, при этом клапан периодически

12

закрывается – происходят щелчки). Режим продолжается до тех пор, пока не наполнится емкость отбора «головной фракции» (мигают красный и зеленый диоды). После наполнения емкости до установленного оператором уровня происходит изменение направления потока жидкости (в емкость сбора «пищевой» фракции) и автоматика переключает скорость отбора на предустановленную для пищевой фракции (горит зеленый диод), температура срабатывания клапана вновь перестраивается.

При приближении окончания процесса по предустановленной (или заданной) температуре в кубе, автоматика ограничивает рост подаваемой мощности. При достижении граничных предустановленных (или заданных) температур автоматика ступенчато снизит отбор и при первом же повышении температуры выше автоматически установившегося гистерезиса (спирта в кубе нет) отключит ТЭН, мигает «oFF3». По истечении 3 минут клапан подачи воды закрывается, «oFF» горит, режим окончен.

Результат будет следующий: в одной емкости – головная фракция, во второй – товарный спирт, все хвостовые остатки остаются в кубе.

Изменение величины отбора (при необходимости) выполняется нажатием кнопки «О», после – кнопками «+» и «-», возврат к отображению температуры - повторным нажатием «О», напряжения – нажатием кнопки «V», после – кнопками «+» и «-», возврат к отображению температуры - повторным нажатием «V», просмотр текущего давления – нажатием кнопки «D», возврат к отображению температуры – повторным нажатием «D».

Краткое описание работы с ручными настройками в полуавтоматическом режиме «Р2».

Сборка:

Оборудование собирается так же, как и при ректификации в автоматическом режиме, за исключением арматуры для измерения давления в кубе, которое здесь не участвует. Штуцер на фланце для измерения давления закрывается прилагающейся заглушкой.

Краткое описание работы в режиме «Р2»:

1. Включаем тумблер автоматики в положение «ON».2. Нажимаем кнопку «R» - на табло появляется «Р1», нажимаем кнопку «+» - на табло появляется «Р2»,

подтверждаем нажатием кнопки «Р/S».3. На табло появляется предустановленная температура разгона – 72*С. Подтверждаем нажатием

кнопки «Р/S».4. Появляется предустановленное значение номинальной мощности – 130 В. Подтверждаем нажатием

кнопки «Р/S».5. Появляется температура верхней границы гистерезиса – 99,9*С. Уменьшаем до нужной кнопкой «-»,

подтверждаем нажатием кнопки «Р/S».6. Появляется температура нижней границы гистерезиса (будет на 0,1 градус меньше верхней границы).

Уменьшаем до нужной кнопкой «-», подтверждаем нажатием кнопки «Р/S».7. Появляется предустановленная скорость отбора головной фракции – 0,1 л/час. Подтверждаем

нажатием кнопки «Р/S».8. Появляется возможность установки температуры стопа процесса при достижении заданной

температуры в кубе (90-99*С). Устанавливаем (при надобности) нажатием кнопки «+», подтверждаем нажатием кнопки «Р/S».

9. Появляется возможность установки уменьшения значения отбора (100-500 мл) при каждом вылете за границу гистерезиса. Устанавливается (при надобности) нажатием кнопки «+». Подтверждаем нажатием кнопки «Р/S».

Последним нажатием кнопки «Р/S» запускается процесс. Изменения предустановленных значений до нужных оператору осуществляется нажатием кнопок «+» и «-», подтверждение - нажатием кнопки «Р/S».

13

14

Рекомендации по работе с ручными настройками:

1) Для начала отбора головной фракции и запуска работы клапана (методом ШИМ-модуляции) рекомендуем выставлять верхнюю границу гистерезиса на 1 градус выше установившейся температуры на дисплее автоматики, а нижнюю – на 0,1-0,2 градуса ниже установившейся на дисплее (сразу появятся щелчки клапана отбора).

2) После отбора головной фракции рекомендуем нижнюю границу гистерезиса устанавливать на 0,2 градуса выше ожидаемой температуры стопа, а верхнюю – на 0,5 градуса выше ожидаемой температуры.

3) Окончание процесса может происходить, если:- температура в кубе дошла до выставленной оператором температуры стопа;- отбор упал до нуля;- после выхода за верхнюю границу температура в течении 15 мин не вернулась за нижнюю границу гистерезиса;- оператор прекратит процесс вручную (длительное нажатие кнопки «Р/S» или переключением тумблера в положение «Off».

ЗАПРЕЩАЕТСЯ (!):

- самостоятельное вскрытие корпуса блока управления;

- закорачивание кабелей для подключения ТЭНа или клапанов.

Примечание: для автоматик серии АМПБУ – 3.0, 4.0 есть возможность подсоединения датчика защиты от протечки (например, Вас нет дома и при процессе сорвало шланг подачи воды – датчик закроет эл. клапан водоснабжения и выключит эл. ТЭН). Приобретается отдельно.