Diseño y desarrollo del sistema de control de concentradores de oxígeno modular

Los concentradores de oxígeno juegan un papel importante en el suministro continuo de oxígeno . En aplicaciones médicas, son equipos esenciales para pacientes con enfermedades respiratorias; En los escenarios de rescate de emergencia, los concentradores de oxígeno pueden salvar vidas . Los sistemas de control de concentradores de oxígeno tradicionales a menudo tienen limitaciones en flexibilidad y escalabilidad, y los métodos de diseño modular pueden resolver efectivamente estos problemas .

1. Diseño de estructura del sistema
1.1 Estructura general del sistema de concentradores de oxígeno
El sistema de concentrador de oxígeno de 40L estudiado en este documento se instala en el vehículo y adopta una estructura de esclavos de 1 maestro 4, es decir, consta de 1 módulo de control principal y 4 módulos de subcontrol . El microcontrolador de microcontrolador de OxyGen en el sistema real en el sistema de metro en el sistema real en el sistema de metro de seis. Los botones están configurados en la cabina de transferencia a bordo, y el operador puede emitir instrucciones de encendido en el módulo de control principal a través de estos botones .
1.2 Diseño de hardware del sistema de control
Both the main control board and the sub-control board use AC 220V as the power supply. The DC components on the board require different voltage levels, such as 24V, 12V, 5V and 3.3V. The AC power is converted to DC 24V through LHE20-20B24 after passing through the Fusible . Posteriormente, TPS5430 se usa para convertir 24V a 12V, K7805 para convertir 12V a 5V, y AMS 1117 - 3.3 para convertir 5V a 3 . 3V . Microcontrolador con una capacidad de memoria del programa de 64 KB. Tiene un amplio rango de temperatura de funcionamiento de -40 grado a 85 grados y admite múltiples interfaces de comunicación y métodos de depuración.
El control de salida digital (DO) de la placa de circuito adopta principalmente el chip ULN2003 . Este circuito integrado de tubo de Darlington integrado puede amplificar la corriente de conducción del controlador para que pueda impulsar directamente los relés y las válvulas solenoides .} El sensor de presión (modelo XGZP687) y el sensor de temperatura (modelo NTC {{43950 - 10}} el sensor de presión que se produce para coleccionar a la presión. Parámetros, que luego se transmiten al microcontrolador para el procesamiento .

2. diseño de software
2.1 Módulo de control principal
El módulo de control principal es responsable de detectar el número de botones presionas . Cuando se presiona un botón, inicia el concentrador de oxígeno correspondiente . Si se presionan 4 o más botones, 4concentradores de oxígenoComenzará al mismo tiempo . También tiene la función de dar prioridad al iniciar el concentrador de oxígeno con un tiempo de ejecución más corto y apagar el concentrador de oxígeno con un tiempo de ejecución más largo . a través del 485 interno 485, puede controlar de forma remota el módulo subcontrol y leer sus datos operativos, que luego se almacena en la memoria del bus principal de control de control {4 {} El microcontrolador puede comunicarse con el módulo de control principal basado en el protocolo Modbusrtu para transmitir los parámetros operativos del sistema de concentrador de oxígeno 40L al sistema integrado .
2.2 Módulo de subcontrol
El módulo de subcontrol está diseñado para controlar el proceso específico de producción de oxígeno de cada concentrador de oxígeno . Tiene puntos de control de salida digital para componentes como compresores de aire, ventiladores y válvulas solenoides . Se puede recopilar información del sensor como la temperatura, la presión y la presión de oxígeno, y realizar un bloqueo incrustado en el tiempo en el tiempo.}}}}} ¡También es una concentración de temperatura, también con concentración de oxígeno con una concentración humana de humanos con un tiempo de reducción de tiempo.}}} (HMI) para la observación local o remota del estado operativo del concentrador de oxígeno . Los operadores pueden establecer parámetros operativos y ver los datos en tiempo real a través de la interfaz humana-machine . Además, se comunica con el módulo de control principal a través de la interfaz 485 basada en el protocolo MODBUSRUTU .}}}}}

3. Ventajas y aplicaciones de diseño modular
3.1 Ventajas
El diseño modular hace que el sistema sea altamente flexible . Cada módulo de subcontrol se puede mantener y actualizar de forma independiente, lo que mejora la capacidad de mantenimiento del sistema . Si un módulo de subcontrol falla, los otros módulos aún pueden operar normalmente para garantizar el suministro continuo de oxígeno {{4} además, la estructura modular es fácil de operar es fácil de operar fácilmente para garantizar fáciles de garantizar el suministro continuo de oxígeno {{4} Además, la estructura modular, la estructura modular es fácil de operar fácilmente para garantizar fácilmente el suministro continuo de oxígeno {{4}. Expandir . Si se requiere una mayor capacidad de producción de oxígeno en el futuro, se pueden agregar módulos de subcontrol adicionales .
3.2 Aplicaciones
Actualmente, el sistema de generador de oxígeno 40L se ha aplicado a vehículos de transporte de aislamiento de presión negativa . a través del trabajo colaborativo del microcontrolador a bordo y el módulo de control principal, el sistema puede realizar el monitoreo en tiempo real de los datos de producción de oxígeno .} El arreglo inteligente de la producción de la producción de oxígeno de cada uno de los requisitos de la producción normal de los requisitos de la producción normal de los requisitos de los requisitos de los requisitos de los requisitos de oxígeno de los equipos. proceso .

4. Newtek Industrial Group: Líder global en innovación de soluciones del sistema de gas
As a high-tech enterprise with 36 years of experience in gas separation and preparation, NEWTEK Industrial Group has always been committed to "providing advanced and economical gas production systems to the world" and focuses on the design and manufacture of gas equipment such as oxygen, nitrogen, argon, acetylene and carbon dioxide. From on-site gas production equipment to large-scale air separation systems, the group has deployed more than 9, 000 sistemas de gas en más de 120 países de todo el mundo, incluidos más de 350 equipos de producción de oxígeno/nitrógeno a gran escala que sirven áreas clave como la producción de emergencia médica y la producción industrial, convirtiéndose en una empresa de referencia en la industria con profundidad técnica e influencia del mercado .}
Ventajas básicas: innovación tecnológica y capacidades de cadena completa
Matriz de tecnología de vanguardia
Con 1, 000+ patentes de proceso, los productos centrales incluyen equipos de producción de oxígeno y nitrógeno de PSA/VPSA, equipo de separación de aire criogénico, sistemas de generación de acetileno, etc. . El diseño modular original acorta el ciclo de instalación del equipo en un 40%, mientras que soporta 99 . 999% ultravillo de gastos de pureza de resistencia a la resistencia de los equipos {} Su sistema de producción de oxígeno de PSA de grado médico utiliza un algoritmo de optimización dinámica de tamiz molecular, y la concentración de oxígeno es estable a 93%± 3%. Se ha adaptado a más de 5, 000} Ambulancias de presión negativa y los sistemas de suministro de oxígeno central del hospital en todo el mundo.
Solución de escenario completo
Desde equipos de producción de gas de laboratorio a pequeña escala hasta proyectos EPC de grado industrial, Newtek ha construido un sistema de servicio de cadena completa que cubre "operación y mantenimiento de la instalación de fabricación de diseño" . En el campo de semiconductores, su sistema de nitrógeno proporciona nitrógeno de alta pureza con un punto de renovado por debajo de -70 para fabricación de chips; En los escenarios de tratamiento de aguas residuales, el generador de ozono combinado con la tecnología de producción de oxígeno VPSA aumenta la eficiencia del tratamiento de aguas residuales en más del 30%, y se ha aplicado a 200+ Proyectos municipales de protección ambiental .
Certificación de calidad estricta
Los productos han aprobado certificaciones internacionales como ISO 9001, ISO 13485 (Grado Médico), ISO 14001 y PED 97/23. Los componentes clave como los intercambiadores de calor criogénico y los compresores turbo están hechos de materiales de grado de aviación para garantizar que el equipo pueda operar de manera estable en un entorno de -196} +80} (Mtbf) de 18, 000 horas, superando con creces los estándares de la industria .
Desarrollo sostenible: la tecnología empodera un futuro verde
Newtek integra los conceptos de protección del medio ambiente en la innovación tecnológica . Su sistema de producción de oxígeno VPSA ahorra un 75% de energía en comparación con el suministro tradicional de oxígeno del cilindro, reduciendo las emisiones de carbono en más de 120, 000 Tons por año; La unidad de separación de aire criogénico adopta la tecnología completa de recuperación de calor, y la tasa de utilización de energía se incrementa al 92%. en el campo de los biogás, la solución integrada de desulfuración y producción de oxígeno del grupo ha ayudado a 15 proyectos de biogás en Europa a lograr una neutralidad de carbono, convirtiéndose en un modelo de soluciones de gas verde verde {}}}
Servicio global: respuesta instantánea y soporte personalizado
Confiando en una red técnica global de 7 × 24-} hora, Newtek brinda a los clientes servicios de ciclo completo, desde consultas técnicas gratuitas hasta operación y mantenimiento en el sitio . en China, su centro de I + D de Shanghai está equipado con 100+} Ingenieros profesionales, que pueden responder a las necesidades de emergencia dentro de las 48 horas y proporcionar un ciclo de vida en el ciclo de vida de los equipos. Sistema de producción de oxígeno, el costo de la producción de oxígeno se redujo en un 60% y la eficiencia de operación y mantenimiento del equipo se incrementó en un 50% .
Visión futura
Con el objetivo de "tecnología de gas que impulsa la innovación industrial",Nuevoestá acelerando el diseño de la operación y el mantenimiento remotos 5G, la simulación gemela digital y otras tecnologías para promover la actualización de los sistemas de producción de gas a .} si se trata de "oxígeno de vida" en emergencia médica o "gas de poder" en la producción industrial, el grupo siempre ha utilizado la innovación como un pluma para escribir un nuevo capítulo de desarrollo sostenible en el campo de las soluciones de gas global {{2 {2 {2 {{2 {{2}

5. Conclusión
El sistema de control del generador de oxígeno modular diseñado y desarrollado en este documento logra con éxito los objetivos de la operación automatizada y la alta confiabilidad . a nivel de hardware, la planificación razonable de la conversión de energía y la selección de chips garantiza la fuente de alimentación estable y la función de control principal del sistema; A nivel de software, los principales módulos de control y subcontrol tienen una lógica de programa clara y coordinan de manera eficiente varios procesos de producción de oxígeno . La combinación orgánica de los dos permite que el sistema se adapte de manera flexible a diferentes escenarios, como tratamiento médico y rescate de emergencia .
With the continuous advancement of technology, the system has room for further optimization and expansion, such as deepening improvements in communication stability and precise control of oxygen production efficiency. It has broad application prospects and development potential in the fields of medical health protection, emergency rescue oxygen supply, etc., and is expected to provide more reliable and intelligent solutions for oxygen supply in related Campos .