De acuerdo con los objetivos, objetos y requisitos de control, NEWTEK aplicó tecnología de control programable (PLC), adoptó una estructura de control secuencial, estableció un modelo de control y produjo en forma de prueba un sistema de control adecuado para los generadores de oxígeno médico de la serie PSA. De acuerdo con los requisitos de GJB2799-96 "Especificaciones generales para generadores de oxígeno de tamiz molecular médico", se realizaron pruebas de parámetros básicos, pruebas de rendimiento y funcionamiento y pruebas de funcionamiento continuo de 48 h. Los resultados mostraron que este sistema de control logró la automatización del proceso de operación del generador de oxígeno, el autodiagnóstico y la autocorrección de fallas, mejoró la confiabilidad del equipo y realizó la optimización en línea del proceso. El experimento de optimización del proceso demostró que la tasa de recuperación de oxígeno del generador de oxígeno con estructura de cuatro torres puede alcanzar el 50%.
Los ingenieros de NEWTEK estudiaron la tecnología de producción de oxígeno de adsorción por oscilación de presión (PSA) de tamiz molecular y desarrollaron cuatro generaciones de equipos de producción de oxígeno de tamiz molecular médico PSA, formando una serie de productos. Esta serie de equipos de producción de oxígeno adopta un proceso de producción de oxígeno con estructura de cuatro torres y su rendimiento de oxígeno puede alcanzar el 40%. Su proceso de producción de oxígeno se realiza mediante una válvula de distribución rotativa multidireccional. Por lo tanto, la estructura del circuito de gas es simple, la confiabilidad es alta y el costo es bajo. Sin embargo, este tipo de equipos tiene un bajo grado de automatización y es más complicado de operar. Para satisfacer la demanda del mercado y realizar la automatización del control de la producción de oxígeno y mejorar aún más la calidad, hemos llevado a cabo investigaciones sobre el sistema de control de los equipos de producción de oxígeno médico.
Objetivos de control, objetos de control y requisitos de control de procesos.
Objetivos de control
Control automático del proceso de operación;
Autodiagnóstico y autoeliminación de averías;
Monitoreo remoto;
Conmutación automática de dos máquinas.
Objetos controlados
Este sistema de control utiliza un generador de oxígeno médico de 8 m³ como objeto controlado.
El objeto controlado consta de un sistema de circuito, un sistema de gas y un sistema de agua.
sistema de circuito
Control de funcionamiento del compresor de aire;
Control de funcionamiento del liofilizador;
Control de funcionamiento de la bomba de presión.
Sistema de gas
(1) Generador de oxígeno: controlador, válvula solenoide, cilindro, válvula de distribución giratoria multidireccional, gas;
(2) Tanque de compensación de oxígeno: controlador, válvula solenoide, el oxígeno ingresa al tanque de compensación;
(3) Bomba de refuerzo: controlador, válvula solenoide, el oxígeno se envía al tanque de almacenamiento de oxígeno a través de la bomba de refuerzo;
(4) Tanque de almacenamiento de oxígeno: controlador, válvula solenoide, el oxígeno ingresa al tanque de almacenamiento de oxígeno;
(5) Medidor de oxígeno: se proporciona controlador, válvula solenoide y fuente de gas al medidor de oxígeno.
Sistema de agua
(1) Válvula de drenaje del tanque de compensación de aire: controlador, válvula solenoide, drenaje;
(2) Válvula de drenaje del aire de refrigeración central: controlador, válvula solenoide, drenaje;
(3) Válvula de drenaje del aire de refrigeración trasera: controlador, válvula solenoide, drenaje.
Requisitos de control de procesos
Proceso de puesta en marcha
(1) Encienda el liofilizador.
(2) Arranque el compresor de aire. Está prohibido arrancarlo bajo presión.
(3) Después de que el tanque de compensación de aire alcanza una cierta presión, el generador de oxígeno comienza a funcionar. El controlador controla el ciclo del cilindro según un tiempo determinado según el proceso de producción de oxígeno establecido. El cilindro hace funcionar la válvula de distribución giratoria multidireccional. Bajo la acción de la válvula de distribución, el aire ingresa a las cuatro torres de adsorción respectivamente y produce oxígeno a través de la adsorción por cambio de presión de tamiz molecular. Requisitos: El tiempo de funcionamiento del cilindro debe corresponder estrictamente al estado de funcionamiento de la válvula de distribución rotativa multidireccional; de lo contrario, el programa se confundirá y la pureza del oxígeno disminuirá.
(4) Para acortar el tiempo de producción de oxígeno, el aire en cada torre de adsorción debe alcanzar una cierta concentración. Por esta razón, es necesario que la válvula solenoide del tanque de compensación de oxígeno se demore durante un período de tiempo antes de funcionar.
(5) Cuando el tanque amortiguador de oxígeno alcance una cierta presión, abra la válvula de drenaje para drenar el oxígeno.
(6) Cuando la pureza del oxígeno sea superior al 90%, cierre la válvula de drenaje, abra la válvula solenoide de la bomba de refuerzo y la válvula solenoide del tanque de almacenamiento de oxígeno, y el oxígeno de alta pureza ingresa al tanque de almacenamiento de oxígeno. En este punto, el equipo ingresa al estado de operación normal de producción de oxígeno desde el estado de inicio.
Proceso de operación
(1) Durante la producción normal de oxígeno, cuando la presión del tanque de almacenamiento de oxígeno alcance 0.8MPa, apague el generador de oxígeno, el compresor de aire, el liofilizador y sus válvulas solenoides correspondientes, abra la válvula de drenaje de aire de enfriamiento en el compresor de aire durante 5 minutos y libere la presión en el compresor de aire.
(2) Cuando la presión del tanque de almacenamiento de oxígeno caiga a 0.4MPa, reinicie el liofilizador, el compresor de aire, el generador de oxígeno y sus correspondientes válvulas solenoides de acuerdo con el proceso de arranque.
(3) Durante el funcionamiento, cada válvula de drenaje drena agua una vez cada 30 minutos y cada drenaje dura aproximadamente 10 segundos. Las tres válvulas de drenaje drenan el agua a su vez en un intervalo determinado para evitar una caída excesiva de presión en el tanque de compensación de aire causada por el drenaje simultáneo.
(4) Se requiere poder controlar la pureza del oxígeno en cualquier momento.
(5) Se requiere poder registrar el tiempo de operación del equipo.
Proceso de apagado
(1) Apague el host del generador de oxígeno;
(2) Apague la válvula solenoide de la bomba de refuerzo y del tanque de almacenamiento de oxígeno y otras válvulas solenoides correspondientes;
(3) Apague el compresor de aire;
(4) Apague el liofilizador;
(5) Abra la válvula de drenaje de aire de refrigeración central y trasera, espere 5 minutos y luego ciérrela para drenar el agua de refrigeración y liberar la presión residual en el compresor de aire.
Generador de oxígeno PSA para uso médico
(1) El sistema de control de la planta de oxígeno NEWTEK PSA puede hacer que la depuración del equipo sea fácil, la operación sea simple, segura de usar, confiable, no solo conveniente para que los técnicos instalen, depuren y reparen, sino que también reducen en gran medida la intensidad de mano de obra de los operadores y mejoran el trabajo. entorno de los operadores.
(2) Este sistema de control es conveniente para la optimización del proceso y puede mejorar aún más la tasa de recuperación de oxígeno del equipo.
(3) El controlador programable utilizado en este sistema de control tiene una interfaz de comunicación en serie, que proporciona condiciones viables para la investigación de monitoreo remoto; El controlador también tiene las características de multiusuario, que puede realizar la función de conmutación automática de máquinas duales.
(4) Dado que los requisitos de control y los parámetros característicos de los generadores de oxígeno de la serie PSA son los mismos, es decir, el factor de control k y el parámetro característico p permanecen sin cambios, este sistema de control también es aplicable a otros modelos de la serie PSA.