Според контролните цели, обекти и изисквания, NEWTEK приложи технология за програмируем контрол (PLC), възприе последователна контролна структура, установи контролен модел и изпробва система за контрол, подходяща за медицински генератори на кислород от серия PSA. Съгласно изискванията на GJB2799-96 „Общи спецификации за генератори на кислород с медицинско молекулярно сито“ бяха проведени тестове на основни параметри, тестове за производителност и функционалност и тестове за непрекъсната работа в продължение на 48 часа. Резултатите показаха, че тази система за управление реализира автоматизация на процеса на работа на кислородния генератор, самодиагностика и самокоригиране на неизправности, подобрява надеждността на оборудването и реализира онлайн оптимизация на процеса. Експериментът за оптимизиране на процеса показа, че степента на възстановяване на кислорода на генератора на кислород с четири кули може да достигне 50%.
Инженерите на NEWTEK проучиха технологията за производство на кислород с молекулярно сито с люлееща се адсорбция (PSA) и разработиха четири поколения медицинско оборудване за производство на кислород с молекулярно сито на PSA, образувайки серия от продукти. Тази серия от оборудване за производство на кислород използва процес на производство на кислород с структура от четири кули и неговият добив на кислород може да достигне 40%. Неговият процес на производство на кислород се осъществява чрез многопосочен ротационен разпределителен вентил. Следователно структурата на газовата верига е проста, надеждността е висока и цената е ниска. Този тип оборудване обаче има ниска степен на автоматизация и е по-сложно за работа. За да отговорим на търсенето на пазара и да реализираме автоматизацията на контрола на производството на кислород и допълнително да подобрим качеството, ние проведохме проучване на системата за контрол на оборудването за производство на медицински кислород.
Цели на контрола, обекти на контрол и изисквания за контрол на процеса
Контролни цели
Автоматичен контрол на работния процес;
Самодиагностика и самоотстраняване на неизправности;
Дистанционно наблюдение;
Автоматично превключване на две машини.
Контролирани обекти
Тази система за управление използва 8m³ генератор на медицински кислород като контролиран обект.
Контролираният обект се състои от циркулационна система, газова система и водна система.
Верижна система
Контрол на работата на въздушния компресор;
Контрол на работата на сушилня за замразяване;
Контрол на работата на помпата под налягане.
Газова уредба
(1) Генератор на кислород: контролер, електромагнитен клапан, цилиндър, многопосочен ротационен разпределителен вентил, газ;
(2) Буферен резервоар за кислород: контролер, електромагнитен клапан, кислородът влиза в буферния резервоар;
(3) Нагнетателна помпа: контролер, електромагнитен клапан, кислородът се изпраща към резервоара за съхранение на кислород през нагнетателната помпа;
(4) Резервоар за съхранение на кислород: контролер, електромагнитен клапан, кислородът влиза в резервоара за съхранение на кислород;
(5) Кислородомер: контролер, електромагнитен клапан, източник на газ е осигурен към кислородомера.
Водна система
(1) Изпускателен клапан на въздушния буферен резервоар: контролер, електромагнитен клапан, дренаж;
(2) Вентил за изпускане на среден охлаждащ въздух: контролер, електромагнитен клапан, дренаж;
(3) Заден вентил за източване на охлаждащия въздух: контролер, електромагнитен клапан, дренаж.
Изисквания за контрол на процеса
Процес на стартиране
(1) Стартирайте сушилнята за замразяване.
(2) Стартирайте въздушния компресор. Забранено е стартирането му под налягане.
(3) След като резервоарът за въздушен буфер достигне определено налягане, генераторът на кислород започва да работи. Контролерът контролира цикъла на цилиндъра според определено време според зададения процес на производство на кислород. Цилиндърът задвижва многопосочния ротационен разпределителен вентил да работи. Под действието на разпределителния клапан въздухът навлиза съответно в четирите адсорбционни кули и произвежда кислород чрез адсорбция с промяна на налягането на молекулно сито. Изисквания: Времето на работа на цилиндъра трябва стриктно да съответства на работното състояние на многопътния ротационен разпределителен вентил, в противен случай програмата ще бъде объркана и чистотата на кислорода ще намалее.
(4) За да се съкрати времето за производство на кислород, въздухът във всяка адсорбционна кула трябва да достигне определена концентрация. Поради тази причина се изисква соленоидният клапан на буферния резервоар за кислород да закъснява за определен период от време, преди да заработи.
(5) Когато буферният резервоар за кислород достигне определено налягане, отворете изпускателния клапан, за да източите кислорода.
(6) Когато чистотата на кислорода е по-висока от 90%, изключете изпускателния клапан, отворете електромагнитния клапан на бустер помпата и електромагнитния клапан на резервоара за съхранение на кислород и кислородът с висока чистота влиза в резервоара за съхранение на кислород. В този момент оборудването влиза в състояние на нормално производство на кислород от стартовото състояние.
Операционен процес
(1) По време на нормално производство на кислород, когато налягането на резервоара за съхранение на кислород достигне 0.8MPa, изключете кислородния генератор, въздушния компресор, сушилнята за замразяване и съответните им електромагнитни клапани, отворете вентила за източване на охлаждащия въздух в въздушен компресор за 5 минути и освободете налягането във въздушния компресор.
(2) Когато налягането на резервоара за съхранение на кислород спадне до 0.4MPa, рестартирайте сушилнята чрез замразяване, въздушния компресор, кислородния генератор и съответните им електромагнитни клапани в съответствие с процеса на стартиране.
(3) По време на работа всеки изпускателен вентил източва вода веднъж на всеки 30 минути и всяко източване продължава около 10 секунди. Трите дренажни клапана източват вода последователно на определен интервал, за да избегнат прекомерен спад на налягането във въздушния буферен резервоар, причинен от едновременното източване.
(4) Изисква се да може да се следи чистотата на кислорода по всяко време.
(5) Изисква се възможност за записване на времето за работа на оборудването.
Процес на изключване
(1) Изключете хоста на кислородния генератор;
(2) Изключете бустер помпата и електромагнитния клапан на резервоара за съхранение на кислород и други съответни електромагнитни клапани;
(3) Изключете въздушния компресор;
(4) Изключете сушилнята за замразяване;
(5) Отворете средния и задния вентил за изпускане на охлаждащ въздух, забавете за 5 минути и след това го изключете, за да източите охлаждащата вода и да освободите остатъчното налягане във въздушния компресор.
PSA кислороден генератор за медицинска употреба
(1) Системата за управление на кислородната инсталация NEWTEK PSA може да направи отстраняването на грешки в оборудването лесно, операцията проста, безопасна за използване, надеждна работа, не само удобна за техници за инсталиране, отстраняване на грешки и ремонт, но също така значително намалява интензивността на труда на операторите и подобрява работата среда на операторите.
(2) Тази система за управление е удобна за оптимизиране на процеса и може допълнително да подобри степента на възстановяване на кислорода в оборудването.
(3) Програмируемият контролер, използван в тази система за управление, има сериен комуникационен интерфейс, който осигурява осъществими условия за дистанционно наблюдение; контролерът също има характеристиките на много потребители, които могат да реализират функцията за автоматично превключване на двойни машини.
(4) Тъй като изискванията за управление и характерните параметри на кислородните генератори от серията PSA са еднакви, т.е. коефициентът на управление k и характеристичният параметър p остават непроменени, тази система за управление е приложима и за други модели от серия PSA.