تصميم وتطوير نظام التحكم في تركيز الأكسجين المعياري

تلعب مركبات الأكسجين دورًا مهمًا في توفير إمدادات الأكسجين المستمرة . في التطبيقات الطبية ، فهي معدات أساسية للمرضى الذين يعانون من أمراض الجهاز التنفسي ؛ في سيناريوهات إنقاذ الطوارئ ، يمكن لمركبات الأكسجين أن تنقذ الأرواح . غالبًا ما يكون لأنظمة التحكم في مركبة الأكسجين التقليدية قيودًا في المرونة وقابلية التوسع ، ويمكن أن تحل طرق التصميم المعيارية هذه المشكلات بشكل فعال .

1. تصميم هيكل النظام
1.1 الهيكل الكلي لنظام مركح الأكسجين
The 40L oxygen concentrator system studied in this paper is installed in the vehicle and adopts a 1 master 4 slave structure, that is, it consists of 1 main control module and 4 sub-control modules. The on-board microcontroller communicates with the main control module through the 485 bus and can read the operating parameters of the oxygen concentrator system in real time. يتم تعيين ستة أزرار في مقصورة النقل على متن الطائرة ، ويمكن للمشغل إصدار تعليمات الطاقة على وحدة التحكم الرئيسية من خلال هذه الأزرار .
1.2 تصميم أجهزة نظام التحكم
يستخدم كل من لوحة التحكم الرئيسية ولوحة التحكم الفرعية AC 220V كمصدر الطاقة . تتطلب مكونات DC على اللوحة مستويات مختلفة من الجهد ، مثل 24V و 12V و 5V و 3 . FUSE . بعد ذلك ، يتم استخدام TPS5430 لتحويل 24V إلى 12V ، K7805 لتحويل 12V إلى 5V ، و AMS 1117 - 3.3 لتحويل 5V STM32F103T6 ، وهو {26} . متحكم مع قدرة ذاكرة البرنامج 64 كيلو بايت. يحتوي على درجة حرارة تشغيل واسعة من درجة -40 إلى 85 درجة ويدعم واجهات اتصال متعددة وطرق تصحيح الأخطاء.
يعتمد التحكم في الإخراج الرقمي (DO) في لوحة الدائرة بشكل أساسي من رقاقة ULN2003 . يمكن أن تضع هذه الدائرة المتكاملة للأنبوب المدمج من Darlington تيار الدافع للوحدة المرجعية حتى يتمكن مباشرة من قيادة المرحلات ومستشعرات الملف اللولبي . المعلمات ، التي تنتقل بعد ذلك إلى متحكم لمعالجة .

2. تصميم البرامج
2.1 وحدة التحكم الرئيسية
تكون وحدة التحكم الرئيسية مسؤولة عن اكتشاف عدد الزر يضغط . عند الضغط على زر ، فإنه يبدأ مركح الأكسجين المقابل . إذا تم الضغط على 4 أو أكثر من الأزرار ، 4مُحوِّنات الأكسجينستبدأ في نفس الوقت . ، كما أن لديها وظيفة إعطاء الأولوية لبدء مركح الأكسجين مع وقت تشغيل أقصر وإغلاق مركح الأكسجين مع وقت تشغيل أطول . من خلال الحافلة الداخلية 485 ، يمكن أن تتحكم في وحدة التحكم الفرعية وقراءة بيانات التشغيل ، التي يتم تسجيلها بعد ذلك. يمكن للتحكم على متن الطائرة التواصل مع وحدة التحكم الرئيسية استنادًا إلى بروتوكول modbusrtu لنقل المعلمات التشغيلية لنظام تركيز الأكسجين 40L بأكمله إلى النظام على متن الطائرة .
2.2 وحدة التحكم الفرعية
تم تصميم وحدة التحكم الفرعية للتحكم في عملية إنتاج الأكسجين المحددة لكل مركبة أكسجين . لها نقاط التحكم في الإخراج الرقمية للمكونات مثل ضواغط الهواء ، والمراوح ، وملفات الملف اللولبي . ، يمكنها أيضًا جمع معلومات المستشعر مثل درجة الحرارة والضغط وتركيز الأكسجين ، وأداء التباينات في الوقت. يمكن للمشغلين (HMI) للملاحظة المحلية أو عن بُعد لحالة التشغيل لمؤسسة الأكسجين . تعيين معلمات التشغيل وعرض البيانات في الوقت الفعلي من خلال واجهة الإنسان machine . بالإضافة إلى ذلك ، يتواصل مع وحدة التحكم الرئيسية من خلال الواجهة 485 على الواجهة الوطنية.

3. مزايا وتطبيقات التصميم المعياري
3.1 المزايا
يجعل التصميم المعياري النظام مرنًا للغاية . يمكن الحفاظ على كل وحدة تحكم فرعية وترقيتها بشكل مستقل ، مما يحسن من قابلية الصيانة للنظام . في حالة فشل وحدة التحكم الفرعية ، في إطار أن تكون الوحدات النمطية الأخرى سهلة الاستخدام ، بالإضافة إلى ذلك ، فإن الوحدة النمطية الأخرى يمكن أن تعمل بشكل طبيعي لضمان الإمداد المستمر للأكسجين.. توسيع . إذا كانت هناك حاجة إلى قدرة إنتاج أكبر للأكسجين في المستقبل ، يمكن إضافة وحدات التحكم الفرعية الإضافية .
3.2 التطبيقات
حاليًا ، تم تطبيق نظام مولد الأكسجين 40L على مركبات نقل عزل الضغط السلبية . من خلال العمل التعاوني للموكاج الدقيق على متن الطائرة ووحدة التحكم الرئيسية ، يمكن للنظام أن يدرك المراقبة في الوقت الفعلي لبيانات إنتاج الأكسجين {4} العملية .

4. Newtek Industrial Group: Global Leader in Innovation of Gas System Solutions
بصفتها مؤسسة عالية التقنية مع خبرة 36 عامًا في فصل الغاز وإعدادها ، كانت Newtek Industrial Group ملتزمة دائمًا بـ "توفير أنظمة إنتاج الغازات المتقدمة والاقتصادية للعالم" وتركز على تصميم وتصنيع معدات الغاز مثل معدات الغاز الأكسجين ، والنيتروجين ، والأرجون ، والأسيتيلين وثاني أكسيد الكربون {2} 9 ، 000 أنظمة الغاز في أكثر من 120 دولة في جميع أنحاء العالم ، بما في ذلك أكثر من 350 معدات إنتاج الأكسجين/النيتروجين على نطاق واسع تخدم مجالات رئيسية مثل الطوارئ الطبية والإنتاج الصناعي ، وتصبح شركة معيارية في الصناعة مع كل من العمق التقني وتأثير السوق.
المزايا الأساسية: الابتكار التكنولوجي وقدرات السلسلة الكاملة
المصفوفة التكنولوجية المتطورة
مع 1 ، 000+ براءات الاختراع العملية ، تشمل المنتجات الأساسية معدات إنتاج PSA/VPSA والنيتروجين ، معدات فصل الهواء المبردة ، أنظمة توليد الأسيتيلين ، إلخ . التصميم المعياري الأصلي يقلل من دورة تركيب المعدات بنسبة 40 ٪ ، مع دعم 99 .} على سبيل المثال ، يستخدم نظام إنتاج الأكسجين من الدرجة الطبية خوارزمية التحسين الديناميكي للخلود الجزيئي ، ويكون تركيز الأكسجين مستقرًا عند 93 ٪ ± 3 ٪ . تم تكييفه لأكثر من 5 ،000 إسعاف الضغط السلبي للضغط وأنظمة الإمداد الأوسمة المركزية بالمستشفيات.
حل كامل المسند
من معدات إنتاج الغازات المختبرية الصغيرة إلى مشاريع EPC من الدرجة الصناعية ، قامت Newtek ببناء نظام خدمة كامل السلسلة يغطي "التصميم-عملية التثبيت والصيانة" . في مجال أشباه الموصلات ، يوفر نظام النيتروجين النيتروجين عالي الحكم مع نقطة dew أدناه-70}} في سيناريوهات معالجة مياه الصرف الصحي ، يزيد مولد الأوزون جنبًا إلى جنب مع تقنية إنتاج الأوكسجين VPSA من كفاءة معالجة مياه الصرف الصحي بأكثر من 30 ٪ ، وتم تطبيقها على 200+ مشاريع حماية البيئة البلدية .
شهادة جودة صارمة
لقد مررت المنتجات بالشهادات الدولية مثل ISO 9001 و ISO 13485 (الدرجة الطبية) و ISO 14001 و PED 97/23. المكونات الرئيسية مثل مبادلات الحرارة المبردة وضواغط توربو مصنوعة من طيران من الدرجة المتوسطين ، مع درجة المقياس المتوسط ، مع درجة المقياس المتوسط ، مع درجة المقياس المتوسط ، مع درجة المقيدة. (mtbf) من 18 ، 000 ، تجاوزت بكثير معايير الصناعة .
التنمية المستدامة: التكنولوجيا تمكن مستقبل أخضر
يدمج Newtek مفاهيم حماية البيئة في الابتكار التكنولوجي . يوفر نظام إنتاج Oxygen VPSA 75 ٪ من الطاقة مقارنة مع إمدادات الأكسجين التقليدية للأسطوانة ، مما يقلل من انبعاثات الكربون بأكثر من 120 ،000} في السنة ؛ تتبنى وحدة فصل الهواء المبردة تقنية استرداد الحرارة الكاملة ، ويتم زيادة معدل استخدام الطاقة إلى 92 ٪ . في مجال الغاز الحيوي ، وقد ساعد حل المجموعة المتكاملة للمجموعة في إنتاج الغازات الصناعية الخضراء.}}}
الخدمة العالمية: الاستجابة الفورية والدعم المخصص
بالاعتماد على شبكة تقنية عالمية 7 × × 24- ، توفر نيتيك للعملاء خدمات الدورة الكاملة من الاستشارة الفنية المجانية إلى التشغيل والصيانة في الموقع . في الصين ، تم تجهيز مركز Shanghai R & D الخاص بالمعدات التي تم تجهيزها مع Solutions Adminive Adminized-على سبيل المثال ، تم تجهيزها بعد موعود من المعدات ، على سبيل المثال ، مكون من مكونيولان ، للمضامون ، للمشاركة في طلاب Modular ، للمضللة ، للمضامون. نظام إنتاج الأكسجين ، تم تخفيض تكلفة إنتاج الأكسجين بنسبة 60 ٪ وزيادة تشغيل المعدات وكفاءة الصيانة بنسبة 50 ٪ .
الرؤية المستقبلية
بهدف "تكنولوجيا الغاز التي تدفع الابتكار الصناعي" ،نيتيكيتم تسريع تخطيط التشغيل والصيانة عن بُعد 5G ، والمحاكاة التوأم الرقمية وغيرها من التقنيات لتعزيز ترقية أنظمة إنتاج الغاز إلى ذكي وغير مأهول . سواء كانت "أوكسجين الحياة" في حالة الطوارئ الطبية أو "غاز السلطة" في الإنتاج الصناعي ، فقد استخدمت المجموعة دائمًا الابتكار لكتابة فصل جديد من التطوير المستدام {

5. الاستنتاج
يحقق نظام التحكم في مولد الأوكسجين المعياري المصمم وتطويره في هذه الورقة بنجاح أهداف التشغيل الآلي والموثوقية العالية . على مستوى الأجهزة ، ويضمن التخطيط المعقول لتحويل الطاقة واختيار الرقاقة إمدادات الطاقة المستقرة ووظيفة التحكم الرئيسية للنظام ؛ على مستوى البرنامج ، تحتوي وحدات التحكم الرئيسية والتحكم الفرعي على منطق واضحة للبرنامج وتنسيق عمليات إنتاج الأكسجين المختلفة بشكل فعال . يتيح المزيج العضوي من النظامين التكيف بمرونة مع سيناريوهات مختلفة مثل العلاج الطبي وإنقاذ الطوارئ {}}}
من خلال التقدم المستمر للتكنولوجيا ، يتمتع النظام بمزيد من التحسين والتوسع ، مثل تعميق التحسينات في استقرار الاتصال والتحكم الدقيق في كفاءة إنتاج الأكسجين . له آفاق تطبيق واسعة وإمكانات التطوير في مجالات حماية الصحة الطبية ، وإنقاذ الطوارئ ، وما إلى ذلك. الحقول .