Дозатор воды по влажности смеси

[Sargon]

Здравствуйте, есть потребность в создании дозатора воды для бетонной смеси по показателю влажности этой смеси. Сразу оговорюсь, проект не коммерческий, для собственных нужд.По технологии необходимо получать бетонную смесь со стабильной влажностью. Варианты с определением "на глаз" надоели и не дают нужного эффекта. Если по простому - есть бетоносмеситель с сухой смесью (естественной влажности -2-7% в зависимости от погоды), есть насос подающий воду и микроволновый датчик влажности, который встроен в дно смесителя. В качестве управляющего устройства планирую использовать ПЛК 100 или 110 (назову его УУ -управляющее устройство)+ сенсорную панель или как более бюджетный вариант ПР200 (нужен экран). По команде оператора ( с кнопки) запускается насос и включается смеситель.Вода поступая в смеситель распределяется по сухой массе и приобретает какую-то влажность, которую считывает СВЧ датчик и через преобразователь передает на УУ (управляющее устройство). УУ имея уставку, допустим 75 относительных единиц (после калибровки сигнала 4-20 мАм от 1 до 100) вычисляет фактическую влажность смеси на момент измерения и дает команду либо на останов либо на долив до момента когда влажность будет соответствовать уставки. По достижению уставки подача воды прекращается и подается сигнал о готовности смеси. Вот так в двух словах.
Теперь вопрос- какой алгоритм взять за основу? Возможно -гистерезис? или ваять логику самому? Тогда с чего начать и вообще "в какую сторону смотреть" для решения этой задачи? Возможно у кого-то был подобный опыт в таких разработках или подскажите ссылки на сайте.Буду всем признателен.

[maximov2009]

Добрый день. На мой взгляд, по функционалу Вам и обычной ТРМ хватит. Лучше с двумя выходами подобрать. Один для регулировки, второй для подачи сигнала о готовности. Там и гистерезис есть.
Ну а если всё таки на ПЛК или ПР, то что то похожее по алгоритму и делать. Может ещё какую автоматизацию добавить нужно будет.
Не думаю что ПИД регулятор тут уместен.
С уважением.

[Павел Братковский]

трм будет мало, воду как вариант добавлять шагами, через время промеса.....

[rovki]

Здравствуйте, есть потребность в создании дозатора воды для бетонной смеси по показателю влажности этой смеси. Сразу оговорюсь, проект не коммерческий, для собственных нужд.По технологии необходимо получать бетонную смесь со стабильной влажностью. Варианты с определением "на глаз" надоели и не дают нужного эффекта. Если по простому - есть бетоносмеситель с сухой смесью (естественной влажности -2-7% в зависимости от погоды), есть насос подающий воду и микроволновый датчик влажности, который встроен в дно смесителя. В качестве управляющего устройства планирую использовать ПЛК 100 или 110 (назову его УУ -управляющее устройство)+ сенсорную панель или как более бюджетный вариант ПР200 (нужен экран). По команде оператора ( с кнопки) запускается насос и включается смеситель.Вода поступая в смеситель распределяется по сухой массе и приобретает какую-то влажность, которую считывает СВЧ датчик и через преобразователь передает на УУ (управляющее устройство). УУ имея уставку, допустим 75 относительных единиц (после калибровки сигнала 4-20 мАм от 1 до 100) вычисляет фактическую влажность смеси на момент измерения и дает команду либо на останов либо на долив до момента когда влажность будет соответствовать уставки. По достижению уставки подача воды прекращается и подается сигнал о готовности смеси. Вот так в двух словах.
Теперь вопрос- какой алгоритм взять за основу? Возможно -гистерезис? или ваять логику самому? Тогда с чего начать и вообще "в какую сторону смотреть" для решения этой задачи? Возможно у кого-то был подобный опыт в таких разработках или подскажите ссылки на сайте.Буду всем признателен.
У вас Что объем сухой смеси разный или вы хотите повысить точность и учитывать исходную влажность?если объем (вес) постоянен .то и объем воды должен быть постоянным, имхо.Тогда будет достаточным замерить влажность сухой смеси и сделать корректировку объема воды исходя из влажности сухой смеси...зачем ее мерить в процессе перемешивания ????

[Sargon]

По поводу ТРМ я тоже думал. Тем более что есть от старого проекта ТРМ10, он насколько я понимаю с ПИД регулированием, но только не могу понять как им отсекать подачу воды. У него два выхода , на моем 1 -й дискретный 2-й (сигнальный)тоже дискретный. По идеи он должен подачей первого сигнала с дискретного выхода 1 сразу отключать насос, но ПИД регулятор , он же работает скажем так с заходом выше уставки , а потом опять опускается и так до мин.калебаний, я прав?
Смесь у меня полусухая. Да можно измерить исходную влажность инертных и с учетом полученных данных подавать количество воды. Объем бывает разный но в прапорциональном отношении состав стабилен.Мне нужно добиться стабильной подвижности смеси , понятно, с минимальными отклонениями. Если смесь сильно подвижная ( много воды)- изделие плывет и не держит форму, при малой подвижности (мало воды)- изделие получается как казинак,пористое. Влажность тоже меняется даже если из одной кучи, не говоря уже о ежедневных колебаний. Собственно по этой причине и вся движуха. Сейчас меряю воду через СИ20 и датчик потока.
Интересно мнение спецов по поводу применения ТРМ у кого какие соображения пишите.

[maximov2009]

Добрый день. Если брать ТРМ10, то можно попробовать управление ПИД регулятором 1 канала. Поиграться с коэффициентами. Не обязательно что ПИД даёт больше чем надо. Это во первых зависит от настроек, во вторых можете уставку сделать чуть меньше. Подобрать, чтобы по инерции накапывало сколько нужно.
А второй выход настроить на аварию по уставке, чтобы давал сигнал о готовности.

Или для регулировки использовать второй к***** он может работать как 2 позиционный регулятор. Он работает также с гистерезисом, он задаётся параметрами С1 и С2. Но тогда нужно подумать о сигнале готовности.

Скорее всего с ПИД будет наливать точнее, но медленнее. Но тут уж выбор за Вами.

Выхода ТРМ должны управлять дискретным ЭМ клапаном на воду.

На мой взгляд как то так.
С уважением.

[Sargon]

А вот про управление электромагнитным клапаном я и не подумал, благодарю за подсказку. Я отсечение воды предполагал насосом, а ведь можно пускать поток в обратку и управлять клапаном. Насос пусть гоняет воду до получения команды либо с другого устройства либо с кнопки, а клапан по мере набора влажности будет отсекать воду.Это Мысль!!!

[Sargon]

Производители датчиков СВЧ для измерения влажности, "рассказывают" о невероятной сложности вопроса регулирования влажности при использовании их датчиков. Кто в теме знает -иностранные производители при продажи в России переводят свои цены а рубли и цена получается не реальная за датчик.Наши же видимо зная цены на иностранные тупо уменьшают цену на несколько десятков тысяч и втюхивают свои датчики как полные аналоги иностранным.При этом цены российских производителей примерно колеблятся в пределах 90-160 т.р. без АЦП и блока управления. Иностранные по 250-240 т.р., украинские производители просят за данный дивайс от 90 до 60 т.р. + блок управления 270-250 т.р. ЗА ЧТО? Датчик - нержавеющая консервная банка размером,диаметр 100 мм. высотой 150 мм. Плюс электроника и несколько проводов на выходе.Даже АЦП в нем не встроен, продают отдельно.Тоже самое по блокам управления -страшилки про невероятную сложность задачи. ЧТО ПРОИСХОДИТ?Где здравый смысл?

[maximov2009]

Добрый день.
А вот такой если http://fizepr.nt-rt.ru/images/manuals/fizepr-sw100.70.pdf
Вроде всего 139круб просят. И голвы сменные за 15круб.

А цены так и формируются сейчас. Что Вы хотите - дикий капитализм. Никто никаких расчётов цены от себестоимости не ведёт. Ставят по аналогии с импортом, как Вы и пишите. И никуда мы пока от этого не уйдём.

С уважением.

[Sargon]

Вопрос по ТРМ10. У меня ТРМ сконфигурирован под работу с одним видом датчика - термопара.Это зафиксировано в маркировки и на клемнике. Видимо первые модели. Т.е. нет универсального входа.Сейчас мне нужно работать с датчиками 4-20 мА. Можно ли это как нибудь исправить или перенастроить ?

[_Pavel_]

Sargon, забудьте про идею автоматической корректировки воды по данным донного датчика влажности в смесителе. Это не будет работать хоть и в теории звучит хорошо и вот почему:
1. Как вы уже правильно отметили, датчики влажности нереально дорогие, они будут выходить из строя. Они будут требовать обязательного частого обслуживания - замены пластин, регулировки зазоров.
2. Для того чтобы донный датчик худо-бедно вытягивал свою заявленную точность - необходимо строго выдерживать зазор между лопаткой смесителя и датчиком. Если он будет слишком велик, а это буквально 5 мм - датчик будет показывать ерунду. Плюс он должен быть грамотно установлен, чтобы лопатки смесителя его качественно очищали. На заводах ЖБИ, как правило, никто за лопатками так не следит.
3. Его часто придётся калибровать, он будет иметь разные показания при, например, различном песке или щебне. Процесс калибровки довольно муторный, т.к. потребуется песок известной влажности.
4. Зимой наши заводы ЖБИ берут инертные материалы с открытых складов. Мёрзлые инертные. В этих условиях датчик работать не будет.
PS: я не видел ещё заводов ЖБИ(а повидал я их не одну сотню), где донные датчики влажности работали бы эффективно в наших условиях.
Более простым, дешёвым и надёжным решением для контроля смеси будет установка измерителя активной мощности двигателя смесителя и камеру видеонаблюдения за смесью. Да, это тоже не позволит автоматически корректировать воду, однако послужит хорошим подспорьем для оператора.

[Sargon]

Да _Pavel_, вы правы сильно много "НО". И еще одним большим минусом является стоимость датчиков Стоил бы он дешевли можно было бы попробовать. Кстати ,производители бетоносмесителей тоже неохотно идут на предложение установки подобных дивайсов, по крайней мере наши российские Скорее всего от этой идеи откажусь.А вот ваш вариант ,с измерением мощности интересен. Я так понимаю по средствам амперметра, правильно?
И все же, по поводу ТРМ -можно ли его перепрограммировать на работу с сигналом 4-20 мА?

[Eugene.A]

А не проще миксер установить на тензодатчики, взвешивать смесь, рассчитывать требуемое количество воды и дозировать по весу или по водосчётчику?

[Sargon]

Всех приветствую. Изложенная выше тема до сих пор актуальна. Нашел вот такую схему. Предлагаю обсудить варианты комплектации схемы (прилагаю). Основные узлы и приборы указаны на рисунке. Буду всем благодарен за совет.
Принципиальная схема:58683
Графическое отображение процесса:58684

Рис. 1. Структурная схема регулирования подвижности бетонной смеси:
1 — бетоносмеситель принудительного перемешивания, 2 — датчик контроля нагрузки тока двигателя, 3 — датчик электропроводности смеси, 4 — блок управления, 5 — затвор выгрузки смеси, 6 — регулирующий вентиль

Описание: Косвенно однородность бетонной смеси контролируют по нагрузке электродвигателя, вращающего лопасти смесителя. Учитывая это, окончание процесса перемешивания при постоянном напряжении сети можно определять по стабильности тока, потребляемого электродвигателем М.

Как отмечалось выше, важной задачей управления процессом приготовления бетонной смеси является регулирование ее подвижности. Бетонная смесь, обладающая слабой подвижностью, затрудняет процесс формования изделий. Избыточное содержание воды, находящееся не в заданном водоцементном состоянии, повышает подвижность, но снижает прочностные характеристики готового изделия.
Способ основан на зависимости мощности, потребляемой двигателем смесителя, от водоцементного отношения смеси в конце смешивания. При вводе воды в смешиваемые компоненты бетонной смеси потребляемая мощность электродвигателя бетоносмесителя имеет минимальное значение (Лшп). Затем по мере поглощения воды компонентами мощность увеличивается и достигает максимального значения (Ртах)- По истечении определенного времени смешивания смесь начинает увеличивать свою пластичность за счет увеличения количества воды и мощность электродвигателя, затрачиваемая на вращение лопастей, снижается на значение др и принимает номинальное значение (Рном), что свидетельствует о готовности смеси к выгрузке из бетоносмесителя в транспортные средства.
Регулируют подвижность смеси датчиком потребляемой двигателем М мощности, выход которого присоединен к входу блока управления. Этот блок управляет вентилем, регулируя количество подаваемой в бетоносмеситель воды, так чтобы мощность, потребляемая двигателем, соответствовала заданной.