Theo mục tiêu, đối tượng và yêu cầu điều khiển, NEWTEK đã áp dụng công nghệ điều khiển lập trình (PLC), áp dụng cấu trúc điều khiển tuần tự, mô hình điều khiển đã thiết lập và sản xuất thử hệ thống điều khiển phù hợp cho máy tạo oxy y tế dòng PSA. Theo yêu cầu của GJB2799-96 "Thông số kỹ thuật chung cho máy tạo oxy qua rây phân tử y tế", các thử nghiệm thông số cơ bản, thử nghiệm hiệu suất và chức năng cũng như thử nghiệm hoạt động liên tục trong 48 giờ đã được thực hiện. Kết quả cho thấy hệ thống điều khiển này đã thực hiện tự động hóa quy trình vận hành của máy tạo oxy, tự chẩn đoán và tự sửa lỗi, cải thiện độ tin cậy của thiết bị và thực hiện tối ưu hóa trực tuyến quy trình. Thí nghiệm tối ưu hóa quy trình cho thấy tốc độ thu hồi oxy của máy tạo oxy cấu trúc bốn tháp có thể đạt tới 50%.
Các kỹ sư của NEWTEK đã nghiên cứu công nghệ sản xuất oxy hấp phụ dao động áp suất sàng phân tử (PSA) và phát triển bốn thế hệ thiết bị sản xuất oxy sàng phân tử y tế PSA, tạo thành một loạt sản phẩm. Loạt thiết bị sản xuất oxy này áp dụng quy trình sản xuất oxy cấu trúc bốn tháp và sản lượng oxy của nó có thể đạt tới 40%. Quá trình sản xuất oxy của nó được thực hiện bằng van phân phối quay đa chiều. Do đó, cấu trúc mạch khí đơn giản, độ tin cậy cao và chi phí thấp. Tuy nhiên, loại thiết bị này có mức độ tự động hóa thấp và vận hành phức tạp hơn. Để đáp ứng nhu cầu thị trường và hiện thực hóa việc tự động hóa kiểm soát sản xuất oxy và nâng cao chất lượng hơn nữa, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu hệ thống điều khiển của thiết bị sản xuất oxy y tế.
Mục tiêu kiểm soát, đối tượng kiểm soát và yêu cầu kiểm soát quá trình
Mục tiêu kiểm soát
Điều khiển tự động quá trình vận hành;
Tự chẩn đoán và tự loại bỏ lỗi;
Giám sát từ xa;
Tự động chuyển đổi của hai máy.
Đối tượng được kiểm soát
Hệ thống điều khiển này sử dụng máy tạo oxy y tế 8m³ làm đối tượng được điều khiển.
Đối tượng được điều khiển bao gồm hệ thống mạch, hệ thống khí và hệ thống nước.
Hệ thống mạch
Điều khiển vận hành máy nén khí;
Kiểm soát vận hành máy sấy đông lạnh;
Điều khiển vận hành bơm áp lực.
Hệ thống gas
(1) Máy tạo oxy: bộ điều khiển, van điện từ, xi lanh, van phân phối quay đa chiều, gas;
(2) Bể đệm oxy: bộ điều khiển, van điện từ, oxy đi vào bể đệm;
(3) Bơm tăng áp: bộ điều khiển, van điện từ, oxy được đưa đến bình chứa oxy thông qua bơm tăng áp;
(4) Bình chứa oxy: bộ điều khiển, van điện từ, oxy đi vào bình chứa oxy;
(5) Máy đo oxy: bộ điều khiển, van điện từ, nguồn khí được cung cấp cho máy đo oxy.
Hệ thống nước
(1) Van xả bình đệm khí: bộ điều khiển, van điện từ, cống;
(2) Van xả khí làm mát giữa: bộ điều khiển, van điện từ, cống;
(3) Van xả khí làm mát phía sau: bộ điều khiển, van điện từ, cống.
Yêu cầu kiểm soát quá trình
Quá trình khởi nghiệp
(1) Khởi động máy sấy đông lạnh.
(2) Khởi động máy nén khí. Nghiêm cấm bắt đầu nó dưới áp lực.
(3) Sau khi bình đệm khí đạt đến áp suất nhất định, máy tạo oxy bắt đầu hoạt động. Bộ điều khiển điều khiển xi lanh quay vòng theo thời gian nhất định theo quy trình sản xuất oxy đã thiết lập. Xi lanh điều khiển van phân phối quay đa chiều hoạt động. Dưới tác động của van phân phối, không khí lần lượt đi vào bốn tháp hấp phụ và tạo ra oxy thông qua quá trình hấp phụ xoay áp suất sàng phân tử. Yêu cầu: Thời gian vận hành xi lanh phải tương ứng chặt chẽ với trạng thái vận hành của van phân phối quay đa chiều, nếu không chương trình sẽ bị nhầm lẫn và độ tinh khiết oxy sẽ giảm.
(4) Để rút ngắn thời gian sản xuất oxy, không khí trong mỗi tháp hấp phụ phải đạt đến nồng độ nhất định. Vì lý do này, van điện từ của bình đệm oxy cần phải trễ một khoảng thời gian trước khi hoạt động.
(5) Khi bình đệm oxy đạt đến áp suất nhất định, hãy mở van xả để xả oxy.
(6) Khi độ tinh khiết oxy cao hơn 90%, hãy tắt van xả, mở van điện từ của bơm tăng áp và van điện từ của bình chứa oxy, và oxy có độ tinh khiết cao đi vào bình chứa oxy. Lúc này, thiết bị sẽ chuyển sang trạng thái vận hành sản xuất oxy bình thường từ trạng thái khởi động.
Quá trình vận hành
(1) Trong quá trình sản xuất oxy thông thường, khi áp suất của bình chứa oxy đạt 0.8MPa, hãy tắt máy tạo oxy, máy nén khí, máy sấy đông lạnh và các van điện từ tương ứng của chúng, mở van xả khí làm mát trong máy nén khí trong 5 phút và giải phóng áp suất trong máy nén khí.
(2) Khi áp suất của bình chứa oxy giảm xuống 0.4MPa, hãy khởi động lại máy sấy đông lạnh, máy nén khí, máy tạo oxy và các van điện từ tương ứng của chúng theo quy trình khởi động.
(3) Trong quá trình vận hành, mỗi van xả sẽ xả nước 30 phút một lần và mỗi lần xả kéo dài khoảng 10 giây. Ba van xả lần lượt xả nước trong một khoảng thời gian nhất định để tránh giảm áp suất quá mức trong bể đệm khí do xả nước đồng thời.
(4) Cần có khả năng theo dõi độ tinh khiết của oxy bất cứ lúc nào.
(5) Phải ghi lại được thời gian hoạt động của thiết bị.
Quá trình tắt máy
(1) Tắt máy chủ tạo oxy;
(2) Tắt bơm tăng áp và van điện từ bình chứa oxy và các van điện từ tương ứng khác;
(3) Tắt máy nén khí;
(4) Tắt máy sấy đông lạnh;
(5) Mở van xả khí làm mát ở giữa và phía sau, trì hoãn trong 5 phút rồi tắt để xả nước làm mát và giải phóng áp suất dư trong máy nén khí.
Máy tạo oxy PSA dùng trong y tế
(1) Hệ thống điều khiển Nhà máy oxy NEWTEK PSA có thể giúp việc gỡ lỗi thiết bị trở nên dễ dàng, vận hành đơn giản, sử dụng an toàn, vận hành đáng tin cậy, không chỉ thuận tiện cho kỹ thuật viên cài đặt, gỡ lỗi và sửa chữa mà còn giảm đáng kể cường độ lao động của người vận hành và cải thiện công việc môi trường của người vận hành.
(2) Hệ thống điều khiển này thuận tiện cho việc tối ưu hóa quy trình và có thể cải thiện hơn nữa tốc độ thu hồi oxy của thiết bị.
(3) Bộ điều khiển khả trình được sử dụng trong hệ thống điều khiển này có giao diện truyền thông nối tiếp, cung cấp các điều kiện khả thi cho nghiên cứu giám sát từ xa; bộ điều khiển cũng có các đặc tính của nhiều người dùng, có thể nhận ra chức năng chuyển đổi tự động của máy kép.
(4) Do các yêu cầu điều khiển và các thông số đặc tính của máy tạo oxy dòng PSA là như nhau, nghĩa là hệ số điều khiển k và thông số đặc tính p không thay đổi nên hệ thống điều khiển này cũng có thể áp dụng cho các mẫu khác của dòng PSA.