故障安全型电解器/SPOM设计

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缺氧
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A guide to building electrolyzers (and SPOMs) that will not output mixed gasses. 0. Disclaimer Bottom line up front: This guide is old and I don't necessarily recommend building a "standard" electrolyzer anymore, even though this one still works (mostly) perfectly. I've published a new guide on submerged electrolyzers which are capable of vastly outperforming standard designs.https://steamcommunity.com/sharedfiles/filedetails/?id=2909246022 Wow, this guide is over a year old! That's both good and bad. The good is that I still actually use this design in my colonies today. Between Halloween and New Year of 2022 I ran two colonies to over 1000 cycles each, one with a fail-safe triple SPOM and one with a quad. Aside from some piping issues during initial construction, both ran perfectly and were "set and forget" once I got them running. And that brings us to the first of the bad things. In one of the patches several months ago something changed about pipe routing logic and I now have issues getting these started every time I build them. The O2 doesn't want to leave correctly out the top on at least half the pipes, which stops half the pumps. With half the pipes blocked up I get less H2, then run out of power and the whole thing dies. I've been able to fix this each time with a combination of adding pipes, adding bridges, deconstructing pipes and bridges, and using dupe plumbing skill, but honestly the solution always seems finicky. Once I get it running this design continues on forever perfectly, but getting it running in the current ONI version is just more trouble, and the "fix" isn't clear enough to be worth updating the guide for. All of that brings us to the second of the bad things. The ONI meta has moved strongly towards "submerged" electrolyzer designs, such as the infamous "hydra". These designs were very new when I originally published, they were finicky to build and get running, and a large chunk of the player base considered them an exploit. Times have certainly changed. Submerged electrolyzers are now well understood and basically bulletproof to get running. They're so much more efficient and for the most part "fail-safe" by default. In my opinion, unless you're hyper-sensitive to infinite storage as an exploit, there's really no reason to build an standard electrolyzer like the one in this guide anymore. For that reason, I don't intend to update this guide and instead I've published a new one with what I think is a unique submerged electrolyzer design. There are still some good design concepts in this guide, and the test data on other electrolyzers is still worthwhile, so I'm not taking the guide down. Even the step by step build is still functional once you get the pipes to flow, I just think I'm going to move my future colonies towards a simpler submerged design. Thanks for reading! 1. Introduction I’ve played through almost 2000 cycles of ONI across multiple colonies using two of the “go to” electrolyzer builds, and for the most part they work really well. The two builds I’m speaking of are the infamous “Half Rodriguez”, and what I’ll call the “Kharnath Double”. Both of these designs and several more can be found in Kharnath’s incredible guide and design compendium, found here: https://steamcommunity.com/sharedfiles/filedetails/?id=2154398396 If you’re careful, or a better base planner than I, either of those builds will serve you well and run your colony essentially forever. In my case, I often had trouble consuming the outputs fast enough, leading to backups in the pipes and the inevitable mixing of gases. Next thing you know my atmo suits are taking damage from hydrogen and my hydrogen power plant across the map is burning down in a flood of oxygen. Those problems can be avoided altogether with a variety of “infinite storage” tricks, but some find that makes the game too easy. Additionally, there are other ways these electrolyzers can fail which gas storage alone cannot prevent. In Kharnath's guide there are electrolyzer designs which are not subject to these problems, notably “partially submerged” and “hybrid” (diagonal displacement) builds, but those are considerably more challenging to construct. Particularly in Spaced Out! you don’t always have the luxury of dropping a “perfect” electrolyzer on a new planetoid for your 1-2 dupe survey team. 2. Objectives I decided to see if I could create a simple, conventional electrolyzer that was “fail safe”. I define conventional the same way as Kharnath, so the design should use nothing that could be considered a gimmick or exploit. I also wanted something modular and scalable, so the same basic design could be used with a single electrolyzer on a new planetoid, or with 3-5 electrolyzers to sustain my main base. The idea was once I learned to build the basic pattern, I could use it anywhere and scale it up to any need. My design objectives are listed below: Requirements “Fail safe” - The electrolyzer must not allow mixing of output gases to occur during or after any of the following failure conditions. Once the failure is cleared, the electrolyzer must resume normal operations without user intervention. Loss of power input I’ve never actually seen an electrolyzer fail when it loses power, but it might be possible, so we’ll list it as a requirement Loss of water input Blockage of oxygen output pipe(s) Blockage of hydrogen output pipe(s) Goals / "Nice to Haves" (In approximate order of importance) Should be relatively easy to build, no tricky order of operations or dupe pathing Should be a scalable design pattern that can work for any number of electrolyzers, 1-9 Should be capable of running as a Self-Powered Oxygen Machine (SPOM) I don’t often use these, but we might as well try to please everyone Should fit within a standard 4-tile height room layout Should be as compact as possible, in the same ballpark as the Kharnath designs Should not prevent oxygen output pipes from exiting the top of the system In Spaced Out! I tend to build my electrolyzers just under the super cold biome that borders space, running my pipes up into it for the free cooling. I don’t want a design where the pipes can only exit the bottom, for example. 3. Initial Testing Before I started on my own design, I wanted to see exactly which failure modes the original designs were subject to. I’ve never had an electrolyzer run out of water in game, so I wasn’t sure if that would even be a problem for them. On the other hand I frequently experienced output pipe blockages so in my colonies I protect all my output pipes with blockage sensors. I wanted to know if that was strictly necessary or if only a subset of pipes required protection. While I was at it, I threw Kharnath’s single electrolyzer design, and the four-electrolyzer “Full Rodriguez” into the testing, since I’d never built either of those in-game. My results are below:

(*)- 当连接到顶部和左侧泵(表格中#2)的氧气输出被阻塞时,Kharnath的设计会失效。在这种情况下,氢气会积聚并混入第二个氧气输出中。如果连接到右下角泵的另一个输出(#1)出现堵塞,顶部泵会继续排出氢气,不会发生气体混合。 显著结果 所有四种设计在其氢气输出被阻塞时都会混合输出气体。这将是我设计中的重点关注问题。 所有四种设计都能产生足够的氢气为自身供能,这进一步强化了我的设计也应如此的想法。 Kharnath Single是一个出人意料的优秀设计。我从未在游戏中使用过它,但它通过了除一项测试外的所有测试,并且具有出色的输出数据。这也是唯一一种在失去输入水源时仍能保持稳定的设计,好在我在游戏中还没遇到过这种情况。添加一个简单的氢气管道块传感器就能让这个设计几乎满足我所有的目标,但那样还有什么独创性可言呢? 尽管半罗德里格斯设计很受欢迎,但其表现却出奇地差。它最大的优点是,与卡恩纳斯双体设计不同,即使氧气输出被堵塞也不会失效。除此之外,卡恩纳斯系列设计体积更小、成本更低、功耗更少,且产量更高。 4. 简明扼要——最终测试结果 经过多次失败的尝试和充满希望却无果而终的探索,我终于找到了一个令自己满意的设计。其输出数据与卡恩纳斯的设计相当;我认为我们的设计各有千秋,具体取决于使用场景。我将直接进入测试结果:

总体而言,我的设计与卡纳斯的设计相比,在占地面积和能耗相近的情况下,氢气产量通常会减少6-7%,氧气产量则会增加0-4%。氢气产量减少的原因是未能在电解器上方维持一层静态氢气层,而这层氢气本可以防止气体消失。幸运的是,氢气的输出量刚好足够维持自供电,不过这给“故障安全”设计增加了相当大的复杂性。 如下表所示,我的设计是模块化的,可以扩展到任意数量的电解器,包括3个这样的奇数。每个扩展模块在基础的36格设计上增加30格,并且每个模块能提供足够5个复制人使用的氧气。你甚至可以建造一个比当前需求更大的装置,只需不将管道连接到部分模块的输出端即可。这些模块会安全关闭,不消耗电力/水资源,并且在连接管道后即可随时启动(不会发生气体混合)。 5. 故障安全设计 - 初始构造 该设计的核心非常简单,每个模块包含两个抽气泵、两个气体阀门和一个电解器。

额外模块并排建造,模块之间留有一格间隙(代替共用墙段),以便铺设气体管道。下方截图将展示单模块、双模块、三模块和四模块变体的建造方法。更大规模系统的扩展方式应是直观的,但我尚未测试更大设计的气体输出数据。 如果这些建造旨在实现自供电,必须进行一些修改以保持“故障安全”运行。我将在下文指出常规设计与SPOM设计的不同之处。 - 准备启动 此建造采用机械过滤输出气体的方式来降低能耗,因此过滤回路在运行前需要启动。以下是支持启动所需的初始结构示意图。 电力 这些结构无需使用高压电线和穿板。在我的殖民地中,我总是这样为电解器供电(包括罗德里格斯和卡纳斯设计),因为我不想冒日后内部电线损坏而不得不拆开它们的风险。我也更喜欢直接从主电网为电解器供电,而不是使用多个变压器,但你可以按自己喜欢的方式为这些模块供电。如果你不打算将其用作SPOM,天花板上方有足够空间放置变压器。

别忘了右侧的临时电动气体过滤器也需要电力。我没有在上面展示它,因为它不属于最终设计。 注意:在常规构建中,液体元素传感器是可选的,但在SPOM构建中是必需的。在常规构建中,输入水的缺失不会造成负面影响,因此该传感器的唯一用途是触发自动警报。由于当输入水为空时系统将停止产生氧气,该警报可以防止你最终窒息。 遗憾的是,单模块变体内部没有空间放置水传感器,因此如果需要,必须将其放置在外部。同样别忘了将传感器设置为检测水。

大部分管道将在过滤器启动后被拆除。

继续操作前,所有气体过滤器必须设置为1克/秒,临时电力过滤器和气体管道元件传感器都必须设置为氢气。此阶段暂不使用传感器,但既然正在进行相关设置,不妨一并完成。 此时可以为系统通电并让其运行,直至所有气体阀门回路充满气体。 - 继续建造 当气体阀门回路充满气体后,应拆除临时管道和电力过滤器,具体操作如下:

现在有两种完成气体管道铺设的方法。我更喜欢第一种,因为在常规游戏过程中它看起来更整洁,而且也能让未来将其改造成SPOM(自循环氧气模块)变得更简单。遗憾的是,第一种方法有时会出现问题,在首次启动时气体可能会卡在管道中。我可以紧挨着建造10个完全相同的模块,其中一个可能会出现管道堵塞,而其他的则运行良好。需要说明的是,如果你建造后它能正常工作,我从未见过它在之后出现故障,即使是加载存档后也是如此。这似乎只是初始建造时的问题,如果气体在一开始就能流动,那么它应该会一直流动下去。输气管道-方案1(简洁外观与更简易的SPOM)我会先展示不带桥的布局,再展示带桥的布局以确保清晰。

这个管道布局有时会在两个地方给我带来麻烦: 1. 一包氧气有时会停留在模块向上和向外的管道桥(我希望它去的地方)与向下通往氢气循环的管道桥(它不能去的地方)之间的1格管道中。我一直没能弄清楚是什么导致了这种情况。我通常只是拆除并重建一些管道段,直到问题解决。这种情况我很少见到,而且一旦气体正常流动,我就再也没见过它卡住。 2. 在一些成对的气体阀门中,其中一个有时会拒绝将其气体包推到管道桥上。管道桥右侧的着陆格永远不会被堵塞,所以我同样不确定是什么导致了这种情况。我在这里还没有找到很好的解决办法,拆解并重建管道对我来说似乎不起作用。有一个方法似乎能解决这个问题,那就是在两个气体阀门之间,在它们的两个白色输入端之间绘制一段管道。这能让被困的数据包通过另一个阀门和另一个管道桥流动,一旦数据包消失,就不会再卡住了。我有一些电解器模块已经运行了数百个周期都没有问题,但我也见过堵塞问题出现的次数不少(尤其是在首次启动时),所以为了安全起见,绘制那段额外的跨阀门管道可能是值得的。 在创建本指南时,我很幸运,在我构建的20个模块中,上述两个问题都没有出现过。图中只展示了10个,但我还有另外10个用于转换成SPOM(蒸汽发电模块),后续你会看到。我建议短暂开启电源,检查所有气体输出是否顺畅流动,如有必要,按上述方法解决问题。一旦确认你的装置中不存在这两种堵塞问题,应切断电源以完成建造。在继续下一步之前,我将气体导入了一些无限存储装置进行测试和数据收集,但这一步并非必需。

气体管道-方案2(“即插即用”):使用此版本时,我从未遇到过初始气体包卡住的问题,也无需通过拆除和重建来清理它们。话虽如此,它会在系统下方留下一排暴露在外的管道,而且如果想在该区域为SPOM(自循环氧气模块)放置氢气发电机,氧气从顶部排出的方式非常不方便。如果你不打算建造SPOM,也不介意管道从底部露出,这是一个非常不错的选择。

由于我从未遇到过这种管道布局的启动问题,你或许可以直接跳过气体流量测试,直接完成建造。为了测试,我已经像另一组那样将它们连接到了一些无限存储装置。

- 完成建造 现在我们准备添加自动化功能,以防止系统混合气体。到目前为止,SPOM和非SPOM变体本质上是相同的,但从这里开始它们将出现差异。运行SPOM会引入多种额外的故障模式,因此现在需要奠定自动化基础,以确保后续操作的“故障安全”。如果你计划将电解器转换为SPOM,请确保遵循以下建造部分的相关说明。 自动化(非SPOM) 非SPOM建造唯一严格要求的是,将氢气管道堵塞传感器连接到非门,使其能够在泵将氢气混入氧气输出之前禁用所有泵。如果您安装了可选的水传感器,它会连接到警报器,以便在没有可用水源输入时通知您。

你可以考虑额外安装两个选项。由于我们已经有了氢气管道堵塞传感器,你可以将其连接到右上角预留的空白区域的第二个警报器上。在这种情况下,泵会关闭,导致无法生成氧气,因此我认为至少需要同时对氢气管道堵塞和水输入进行警报。 此外,你可以在每条氧气管线上安装管道堵塞传感器,并将它们连接到第三个警报器,以便在任何管道堵塞时通知你。其构造与右下角的氢气传感器相同,只需添加第二个桥将氧气从传感器所在的格子引出即可。不需要或门,因为在共享电缆上,任何一个绿色输出都会覆盖其他红色输出。在我看来,这个选项没什么用,因为电解器仍会继续运行,而且很可能是你的基地里氧气过多才导致管道堵塞。我能想到的唯一实际用途是,当你不小心拆除了通往基地的跨地图氧气管道时(是不是忘了把拆除工具改成“仅建筑”模式了?),管道会堵塞,而你的基地却在缺氧。是否值得为避免这种风险而多花金属,就看你自己的选择了。

如果选择不安装其中一个或多个选项,应使用绝缘瓷砖完成外墙拐角。 自动化(SPOM)SPOM的初始设置稍微复杂一些。与常规建造的主要区别在于,使用与门仅在水存在且氢气输出未被阻塞时运行泵。常规建造已经能应对缺水情况,因此额外的逻辑在此处并非必需。 与常规建造一样,可以选择将警报连接到水输入传感器,和/或第二个警报连接到氢气管路阻塞传感器。除单电解器版本外,氢气警报都可以安装在我们留出的右上角空位,否则必须安装在外部。

完成后,将添加另外两个门来完成逻辑。

左侧的与门稍后将连接到智能电池,仅当电池需要充电且输入传感器处有水可用时,才会输出绿色信号。 右侧的或门接收来自与门的输出,并利用该输出来控制氢气发电机的开关。或门的另一个输入是氢气管道堵塞传感器,因为如果管道堵塞,我们需要持续燃烧氢气以尝试清除堵塞。氢气管道堵塞时无法生成氧气,因此浪费能源以避免潜在的窒息是值得的。 将所有这些元件安装到位后,你可以在未来任何时候将电解器改造成SPOM。故障安全SPOM改造 SPOM改造的总体思路是在装置顶部添加一个智能电池和与电解模块数量相同的氢气发电机。电力从发电机输出,经过电池,再进入穿板。目前仍需保持原电源连接,因为在完全切换前,我们需要给电池充电并储存一些氢气。

自动化连接非常简单,操作如下:将电池连接到之前准备好的与门的输入端,所有发电机则应连接到或门的输出端。

电池的设置范围应尽可能宽,但要确保在发电机重新启动前不会完全耗尽电量。我使用6和98作为限制值,效果似乎不错,但将低设置设为5-10,高设置设为95-100也没问题。 气体方面,如果你愿意,可以暂时关闭氢气发电机。反正我们暂时还无法切换到氢气发电,而且关闭它们可能会让准备工作更容易完成。 当前氢气管道从右上角引出的位置,现在应向左转,并直接穿过所有氢气发电机。这正是氧气输出管道的“方案1”发挥作用的地方,因为那里已经有现成的管道桥可以跨越它。这个管道系统的关键在于,氢气不能直接离开最终的发电机后就被输送到你想要存储或处理的地方。重要的是让氢气通过管道形成局部氢气存储并循环回流。这种思路在单个电解器的设计中最为清晰,但其他设计也都在做同样的事情,只是额外使用了管道桥来跨越氧气输出。一旦循环完全充满,多余的氢气将通过最右侧的管道桥被送出循环。这种额外存储之所以重要,原因有很多: 与Kharnath的设计不同,我的电解器会出现气体消失的情况,产生的氢气勉强够让发电机全天运行。每台发电机每个周期需要60千克氢气,而我测量到的输出约为61千克。每个模块5千克,而卡纳斯(Kharnath)约为66千克。智能电池将对此有所帮助,它能让发电机短时间关闭,但我们仍然不会有太多多余的氢气。 每台氢气发电机内部只能储存2千克气体,这足够游戏内约20秒的使用时间。短时间内气体输出量会有随机波动,因此更大的储存空间将有助于平衡这些波动,并确保我们不会断电。循环中的每个格子会额外增加1千克储存量,因此每个发电机搭配一个额外储存8-9千克的循环,将为你提供约100秒的总氢气储备。 如果没有一些本地氢气储存,在输入水中断后,你将没有足够的能量重新启动。这也是SPOM设计中额外安装水传感器的原因,但储存额外的氢气也有很大帮助。

切换至氢能发电 当你的氢气循环系统充满且电池已充电完成后,你可以启动氢气发电机并断开原始电源。电池会放电至你设定的最低水平,之后发电机会以满负荷氢气开始运行。不久后,你应该会看到少量氢气从循环系统中排出,这表明我们的氢气产量略高于维持发电机运行所需。确保以某种方式处理掉多余的气体,以免输出管道发生堵塞。该系统虽能应对此类堵塞情况,不会导致气体混合,但只要管道保持堵塞状态,就会显著降低你的氧气产量。以下截图显示了断开外部电源后系统的运行状态。注意已从存储回路中逸出的少量氢气包。

7. 故障测试 本节展示设计在各种故障模式下的表现。 电力中断 如前所述,我从未见过电解器设计未能通过此项测试,因此这些设计全部通过也不足为奇。非SPOM设计可随意开关,而SPOM设计本身一开始就不消耗任何(外部)电力。 若SPOM设计因某种原因耗尽氢气,它自然会停止发电并关闭,但我们构建了循环氢气存储来防止这种情况发生。在最坏情况下,用于启动SPOM的电源始终可以临时重新连接,且输出气体绝不会混合,这正是设计的初衷。结果:通过 氧气管道备份 这应该是最容易通过的“实际”测试。罗德里格斯设计和卡恩纳斯单管道设计均无问题,卡恩纳斯双管道设计一个输出通过,另一个输出失败。 由于我的设计由一系列独立的模块化单元组成,任何一个单元中的输出备份都不会影响其他单元。只要单个模块设计能抵御这种故障模式,由多个模块构建的系统也将具有类似的抵御能力。幸运的是,截图恰好展示了这一点。

管道被切断的模块已停止所有运行,而其他模块则正常继续工作。无论有多少条氧气管线出现堵塞,甚至全部堵塞,这种情况都能正常应对。一旦管线疏通,受影响的模块就会恢复运行,最重要的是,气体输出永远不会混合。 需要说明的是,在这种情况下,氢气产量会有所减少,因为电解器最终会因多余的氧气而超压。我还没有测量具体数值,但这是在SPOM配置中设置本地氢气存储的另一个原因。这也是在氧气输出端添加可选管道堵塞传感器的另一个原因,至少如果你计划使用SPOM实施方案的话。结果:通过 输入水流失 在我最初的测试中,除了Kharnath单人模式外,所有情况都被这个场景难住了。说实话,要让我的设计中的SPOM变体在缺水情况下正常运行,确实需要大量实验。 在这个场景中,常规变体和SPOM变体的表现大不相同,因此我将在下面分别介绍。首先,我们需要切断水管,等待传感器检测到缺水并变红。

从气体覆盖层可以看到,非SPOM装置会持续正常运行,直到最终形成真空且无可抽取的气体为止。这就是为什么在非SPOM设计中,水流失传感器是可选的,它仅用于提醒你出现这种情况。当恢复水输入后,装置会重新开始生成气体,泵也会恢复抽取。最重要的是,在停水期间及停水后,输出气体始终不会混合。

SPOM的运行方式则大不相同,它会立即关闭整个机器以节省电力。它会等待水输入恢复,然后恢复正常运行。我们额外储存的氢气确保有足够的电力来运行所有设备,直到电解器的氢气产量恢复到正常水平,以维持发电机运转。 结果:PASS 氢气管道备份 这是所有原始设计都无法通过的测试。幸运的是,在非SPOM设计中,我们可以通过氢气管道备份传感器很简单地关闭整个机器,这正是我们所做的。

有些人可能会认为,对于一个实际的殖民地来说,继续运行并输出混合气体比完全关闭更好,但这会违背我们设定的整个目标。我宁愿关闭系统、暂停运行并提醒用户,让他们先弄清楚是什么问题导致了氢气堆积。 SPOM设计采用了不同的方法,在这次测试中表现非常出色。由于氢气发电机在检测到氢气堆积时会被强制持续运行(还记得那个或门吗?),所以堆积状态不会持续太久。本质上,整个机器会在堵塞和未堵塞状态之间切换,相应地,气泵也会关闭和开启。因此,只要间歇性堵塞状况持续存在,氢气和氧气的产量都会降低,但生产仍会继续,且不会发生混合。你可以在截图中看到这一点,因为正在输送的氧气包比平时小得多。 即使气体输出减少,这仍然比非SPOM设计的结果要好得多。我认为非SPOM和SPOM变体各有其适用场景的优势,但SPOM在这次测试中的表现比我预期的要好。 结果:PASS 8. 修改Kharnath Double 在某些指标和用途上,原始的Kharnath设计比我的模块化设计更好。因此,我想看看是否可以在不改变其整体设计和性能的前提下,“附加”同等水平的故障保护功能。Kharnath的单电解器设计本身就非常出色,只需在其氢气输出端安装一个管道堵塞传感器即可确保安全,除非你试图将其改造成SPOM(自供氧气模块)。这是一个简单的附加装置,但双电解器则需要更多的工作。经过一番努力,我成功调整了Kharnath的双电解器设计,使其实现“故障安全”运行,并且在增加了一些复杂结构后,甚至可以将其作为SPOM实现“故障安全”。 - 准备启动 这些装置的初始构建过程几乎与原始的Kharnath设计完全相同。请注意,此SPOM变体中的气阀方向与Kharnath的设计相反。我发现这个小改动在尝试为设计添加额外传感器时,能让我的气体管道布局明显更整洁。 在我们逐步完善的过程中,SPOM变体所需的额外自动化组件会使其与原始设计的差异越来越大。我的截图将在左侧展示非SPOM版本的建造,右侧展示SPOM版本的建造。 电力方面,正如我之前提到的,我总是在电解器内部使用穿板和重功率导线。不过这并非必需,你可以按照自己喜欢的方式进行布线。 水方面,这里唯一的变化是重新加入了我们的水输入传感器。原版卡纳斯设计未通过失水测试,因此我们将使用传感器使其断电,以防止气体混合。要将该设计安全改装为自循环氧气模块(SPOM),此传感器也是必需的。在初始准备阶段无需将其连接到任何设备,但最好还是先把它造出来。

下面开始展示我的管道改造部分。非SPOM版本的结构与原版相同,只是循环管道上的桥的朝向有所调整。 在SPOM版本中,机械过滤器循环的尺寸略小一些,因为我们需要尽可能多的空间来安装传感器。此外,如前所述,气体阀门的朝向是相反的。 和之前一样,气体阀门需要设置为1克/秒,临时的电动过滤器需要设置为筛选氢气。一旦过滤器循环完全启动,我们就可以拆除辅助管道,进入下一步操作。

- 最终确定版本 和之前一样,为了清晰起见,我会展示带桥梁和不带桥梁的覆盖图。

管道已重新布置,以容纳两个新的燃气管道堵塞传感器,一个用于氢气输出,另一个用于本次测试中出现故障的氧气输出(顶部和左侧泵)。如果右下角的泵发生堵塞,该设计不会受影响,因此我们将该输出管道沿墙向上布置,未安装传感器。 在SPOM变体中,氢气输出被移至右侧,这使得整个左上角没有管道。这将为日后在顶部添加氢气发电机带来便利。 自动化方面:我们需要相当多的自动化设置,尤其是对于SPOM装置。最好现在就全部安装好,这样以后就无需打开电解器进行改装。遗憾的是,线路有些杂乱,我会尽量解释清楚这些设置的用途。

从非SPOM侧开始,逻辑相当容易理解。我们有四个泵,当以下任一情况发生时,所有四个泵都需要关闭: - 水输入中断 - 氢气输出管道堵塞 这两个传感器位于左上角,为其正下方的与门提供信号。该与门会关闭两个泵,并且还会向第二个与门输入信号。 第二个与门的另一个输入来自氧气输出堵塞传感器,这样一来,如果前两个事件中的任意一个发生,或者氧气输出被堵塞,我们就可以关闭右下角的两个泵。 SPOM侧的逻辑几乎完全相同,只是增加了将两个电解器都连接到氢气堵塞传感器的设置。之前的设计都不需要在故障情况下关闭电解器,因为它们会因压力过高而自动停止运行。我注意到,这种设计在管道堵塞时会导致氢气过量产生,还会出现极少量的气体混合。解决此问题的最佳方法是在管道堵塞期间完全停止氢气生产。 此外,我们还需要引出两个传感器信号,供后续SPOM系统使用。这两个信号分别是左侧的氢气堵塞传感器和右上角的氧气堵塞传感器。左上角的水输入传感器我们已经可以使用,这些就是控制未来发电机所需的全部信号。请注意,我没有展示为传感器安装任何自动警报的步骤。非SPOM变体内部没有任何空闲空间,但SPOM变体在输入水传感器旁边有一个开口,便于安装失水警报。其他警报可以安装在底部的任意一个角落,或者就在电解器外部。不要像之前那样尝试将它们安装在顶部的任意一个角落,因为我们需要那些格子来放置未来的发电机。 - SPOM改造 在SPOM侧,我们现在可以添加智能电池、氢气发电机以及更多所需的自动化设备。智能电池的设置范围应再次调得很宽,5-10到95-100。这一点不像我的设计那么关键,因为Kharnath的设计能产生更多氢气。只需确保在发电机动画开始发电前,电池不会完全没电。 汽油:这应该看起来很熟悉,它和我自己搭建的氢气存储循环基本相同,原因也一样。除此之外,这里没什么好说的了。

自动化现在看起来更像是一场噩梦,但和以前一样,其逻辑相当简单。

从发电机开始说起,它们接收来自或门输出的信号。启动发电机的第一个条件是氢气输出传感器检测到管道堵塞。这将有助于燃烧多余的氢气并疏通管道。另一个条件是由两个与门组合而成,只有当以下三个条件全部满足时才会启动发电机: - 输入端有可用的水 - 氧气输出未堵塞 - 智能电池需要充电 这与我早期设计中使用的逻辑相同,只是要将所有组件都安装到这个布局中更具挑战性。 切换至氢气动力:当氢气循环充满且电池已充电后,你可以启用氢气发电机并断开原始电源。下方截图显示两个系统均成功运行,最左侧是用于对比的“原版”Kharnath设计。

- 故障测试 电力中断:此处无异常。正如预期,这三种设计均正常。 结果:PASS 氧气管备份:正如初始测试结果中所提及的,当连接右下角两个泵的管道被堵塞时,Kharnath设计表现良好。修改后的设计未对此进行变更。

当另一个氧气管堵塞时,修改后的设计会关闭右下角的两个泵,以防止它们将氢气混入输出管线。而原始设计会继续泵送,导致输出气体混合。

修改设计结果:通过 输入水损失 首先我们切断供水管线并等待

修改后的设计都会在输入水恢复前关闭水泵。而原始设计会尝试持续抽水直至达到真空状态,最终舱室内除了从三个输出口排出的氢气外空无一物。

修改设计结果:通过 氢气管道备份 在原设计中,由于氢气无处可去,只能被泵入氧气输出管道。

这两种修改后的设计与上述“故障安全”设计的运行方式非常相似。非SPOM版本会关闭并等待堵塞清除,而SPOM变体则会在氢气被燃尽后重新堵塞的过程中循环开关。一个主要区别是,故障安全SPOM会在堵塞和未堵塞状态之间快速切换,而修改后的Kharnath SPOM每次开关的时间为15-20秒。这一点可以在截图中看到,在约20格氧气脉冲之间有大约20格空管道。在这两种设计中,只要氢气输出保持阻塞状态,氧气输出就会大幅减少。其中一种设计会持续产生较小的气体包,而另一种则会周期性地产生较大的气体包。 这项测试在原始的Kharnath设计上尤其困难,因为与其他所有测试案例不同,一旦阻塞被移除,它无法简单地自动恢复。

从截图中可以看到,管道堵塞已被清除,所有三种设计均恢复了气体输出。不过,仔细观察最左侧的原始设计会发现,顶部水平管道中仍残留有一些氢气。在气桥入口处还滞留着一个无法看到的氢气包,除非气桥另一侧(氧气管道)出现氢气包与之融合,否则这个氢气包永远无法排出。这再次导致氢气输出停滞,进而形成一个自我延续的循环。 气桥上的氢气包会一直阻碍氢气输出,直到氢气堆积并淹没氧气输出管道,此时气桥才会解除堵塞。但现在,气桥后的氧气包必须等氧气管道中的氢气排净后才能进入气桥。在那个气体包后面,你可以看到另一个氢气包在等待,所以我们要重复这个过程。气体包被抽取的随机顺序是否能自行解决这种情况完全取决于运气,我的建议是拆除并重建那些困住氢气的管道。这是我在实际殖民地中使用原始Kharnath设计时的致命弱点,也是我最终学会在电解器输出端使用管道堵塞传感器的原因。在某种程度上,正是这个恼人的问题促使我研究“故障安全”电解器设计。 结果(针对修改后的设计):通过 9.最终总结 总结 最终,我们构建了一个“故障安全”电解器(以及SPOM),它满足了本指南开头设定的所有设计目标。最重要的是,其设计确保输出管道中的氢气和氧气绝不会混合。此外,我们还对流行的Kharnath双电解器结构进行了改造,使其能够提供故障安全运行,无论是作为独立装置还是SPOM。 如下图所示,在所有故障模式测试中,除了右侧第三个未修改的Kharnath设计外,所有无限气体储存器都保持纯净。

对比 本指南并非宣称故障安全设计是建造电解器的“更好”方式,也绝非有意贬低那些帮助我的殖民地度过《缺氧》近2000周期的热门设计。这无关优劣,而是关乎个人偏好与设计目标。我认为,至少与Kharnath设计相比,我的设计可谓有得有失。 如果你愿意接受偶尔因故障导致气体输出混合的情况,那么不妨继续使用Kharnath设计。它结构简单、稳固,不会出现氢气损失问题,因此总气体输出量比我的设计更高。其唯一明显的弱点是难以自行从氢气输出堵塞中恢复,但这个问题很容易通过单个管道堵塞传感器来缓解。 除了明显的故障模式保护外,我喜欢我的故障安全设计中的一些小细节,比如标准的4格房间高度,以及无论使用多少模块,每个建筑的宽度都足以容纳顶部所需的组件,以便轻松进行SPOM转换。 关于SPOM,如果您考虑依赖它,那么上面应该已经明确,额外的复杂性会比独立电解器带来更多的故障模式。如果你希望确保你的SPOM(电解制氧模块)能够长时间正确且无人值守地运行,那么某种形式的故障安全设计方案应当纳入你的考虑范围。在这种情况下,无论是我自己的设计还是我修改的Kharnath设计都非常适合你。对于这种特定的使用场景,我认为如下方图片所示,我的双电解器布局更加简单和简洁。

我的设计(左侧)高9格、宽11格,仅需两个传感器、两个反相器和三个逻辑门即可实现安全控制。这使得自动化布线相当简单,并且使用的精炼金属也少得多。 经过修改以提供相同故障安全功能的Kharnath设计,高14格、宽8格(或者如果将电池放在发电机侧面,则为11格×10格),需要三个传感器、四个反相器和五个逻辑门来安全控制。这导致自动化布线变得杂乱如麻,但最终实现的目标是相同的。通用设计原则 我相信很多玩家都有自己的自制电解器和/或SPOM设计,可能想知道是否可以像Kharnath设计那样进行修改,以实现故障安全运行。因此,我提供以下通用设计指南: 1. 输出管道堵塞传感器既便宜又容易安装。不确定时,在每个输出管道上都安装一个,并使用它们来关闭泵。 2. 水输入传感器甚至更便宜、更容易安装,真的没有理由建造一个没有水输入传感器的电解器,至少它可以提醒你发生了故障。 3. 与传感器相连的自动化警报会让你在问题出现时立即得知,这样你就能在问题演变成紧急情况之前修复它。如果关闭电解器来防止气体混合,却导致你的殖民地在20个周期后窒息,那是毫无意义的。 SPOM(自供电氧气模块)很有趣,但它们的复杂程度很高,通常需要检查多个逻辑条件后才能决定是运行还是关闭。停水后无法重启通常是它们最大的问题。 如果你正在使用SPOM,可以通过氢气存储循环来极大地提升其性能,如上述所有设计所示。要确保你自己的设计具备“故障安全”功能,唯一的方法是测试每种故障场景,每次添加适当的修复措施,然后重新测试每个场景。如有疑问,只要观察到故障情况,就关闭所有泵,一旦故障排除,系统应该能正常重启。还能出什么岔子?如果我让任何人误以为我的“故障安全”设计完全不会受到外部灾害的影响,我想澄清并纠正这种看法。虽然最常见的故障模式已得到缓解,但《缺氧》总能带来更大的麻烦。例如,热核废料从你的SPOM顶部熔穿,那绝对是糟糕的一天。 需要警惕的最大常规事件是输入水源的污染。如果水源意外吸入污染水或盐水,电解器将会损坏并需要维修。这种情况可能发生在电解器产生的热量融化了附近用于冷却的污染冰,融化后的水流入了水源。当然,或者当你的复制人下班回家很晚,没时间吃饭,还会随机决定在泳池里小便……这个问题可以通过在水输入传感器前添加一个液体过滤器来缓解;一个机械过滤器(像我们的初始气体循环那样构建)应该能正常工作。 我相信缺氧之神(兰迪?)可能还会给我们带来其他几种情况,但目前我已经将这个设计做到了我认为必要的程度,不会再进一步优化了。 10. 感谢!