Disseny i desenvolupament del sistema de control del concentrador d’oxigen modular

Els concentradors d’oxigen tenen un paper important en la subministrament continu d’oxigen . en aplicacions mèdiques, són equips essencials per a pacients amb malalties respiratòries; En els escenaris de rescat d’emergència, els concentradors d’oxigen poden salvar vides . Els sistemes de control tradicionals de concentrador d’oxigen sovint tenen limitacions en la flexibilitat i l’escalabilitat, i els mètodes de disseny modulars poden solucionar efectivament aquests problemes .

1. Disseny de l'estructura del sistema
1.1 Estructura general del sistema de concentrador d’oxigen
El sistema de concentrador d’oxigen de 40L estudiat en aquest treball s’instal·la al vehicle i adopta una estructura d’esclaus 1 Master 4, és a dir, consta d’un mòdul de control principal i 4 mòduls de sub-control . el microcontrolador a bord es comunica amb el mòdul de control principal a través del bus 485 i pot llegir els paràmetres operatius del sistema de concentrador d’oxigen en realitat {{{} {{} {{{{{{{{} Els botons s’estableixen a la cabina de transferència a bord i l’operador pot emetre instruccions d’energia al mòdul de control principal a través d’aquests botons .
1.2 Disseny de maquinari del sistema de control
Tant la placa de control principal com la placa de sub-control utilitzen AC 220V com a font d’alimentació . Els components DC de la placa requereixen diferents nivells de tensió, com ara 24V, 12V, 5V i 3 . 3V . La potència de CA es converteix en DC 24V fuse. Subsequently, TPS5430 is used to convert 24V to 12V, K7805 to convert 12V to 5V, and AMS1117 - 3.3 to convert 5V to 3.3V. The main control chip of the circuit board is STM32F103C8T6, which is a 32- Microcontrolador de bits amb una capacitat de memòria del programa de 64KB. Té una àmplia temperatura de funcionament des de -40 grau fins a 85 graus i admet múltiples interfícies de comunicació i mètodes de depuració.
El control de sortida digital (DO) de la placa de circuit adopta principalment el xip ulN2003 . Aquest circuit integrat integrat de Darlington pot amplificar el corrent de conducció del controlador de manera que pugui conduir directament relés i vàlvules de solenoide . El sensor de pressió (model XGZ6847) i el sensor de temperatura (model NTC 3950 - 10}}}}}}}}}}}}} Paràmetres ambientals rellevants, que després es transmeten al microcontrolador per processar .

2. Disseny de programari
2.1 Mòdul de control principal
El mòdul de control principal és responsable de detectar el nombre de botons Presses . Quan es prem un botó, inicia el concentrador d’oxigen corresponent . Si es premen 4 o més botons, 4concentradors d’oxigenComençarà al mateix temps . També té la funció de donar prioritat a iniciar el concentrador d’oxigen amb un temps de funcionament més curt i tancar el concentrador d’oxigen amb un temps de funcionament més llarg . a través del bus intern 485 Microcontroller es pot comunicar amb el mòdul de control principal basat en el protocol ModBUSRTU per transmetre els paràmetres de funcionament de tot el sistema de concentrador d’oxigen de 40L al sistema a bord .
2.2 Mòdul de sub-control
El mòdul de sub-control està dissenyat per controlar el procés específic de producció d’oxigen de cada concentrador d’oxigen . Té punts de control de sortida digitals per a components com ara compressors d’aire, ventiladors i vàlvules de solenoide . pot recopilar informació de sensor com la temperatura, la pressió i la concentració d’oxigen, i realitzar interlocks i alarmes en el temps .} també s’equipara amb una concentració de temps amb un temps .}}}}}}}}}}}}}}}}}} Interfície humana-màquina (HMI) Per a l'observació local o remota de l'estat de funcionament del concentrador d'oxigen . Els operadors poden configurar paràmetres operatius i veure dades en temps real a través de la interfície de màquina humana . A més

3. Avantatges i aplicacions del disseny modular
3.1 Avantatges
El disseny modular fa que el sistema sigui altament flexible . cada mòdul de sub-control es pot mantenir i actualitzar de manera independent, cosa que millora la manteniment del sistema . Si un mòdul de sub-control falla, els altres mòduls encara poden operar normalment per assegurar el subministrament continu de l’oxigen . Si en el futur es requereix una capacitat de producció d’oxigen més gran, es poden afegir mòduls de sub-control addicionals .
3.2 Aplicacions
Actualment, el sistema de generador d’oxigen 40L s’ha aplicat a vehicles de transport de transport d’aïllament d’aïllament negatiu . mitjançant el treball col·laboratiu del microcontrolador a bord i el mòdul de control principal, el sistema pot realitzar un control en temps real de les dades de producció d’oxigen {{4} procés .

4. NewTek Industrial Group: Leader Global Leader in Innovation of Gas System Solutions
Com a empresa d'alta tecnologia amb 36 anys d'experiència en separació i preparació de gas, Newtek Industrial Group sempre s'ha compromès a "proporcionar sistemes avançats i econòmics de producció de gas al món" i se centra en el disseny i la fabricació d'equips de gas com l'oxigen, nitrogen, argó, acetilè i diòxid de carboni . de l'equip de producció de gas al lloc, els sistemes de separació d'aire de gran scale, el grup de dink, el grup té un grup de d deples, té un grup de d deples, té un grup de d deples, té un grup de d deples, té un grup de dink, que té un grup de d deples, té un grup de dink, té un grup de d dejus, té un grup de dink. Més de 9, 000 Sistemes de gas a més de 120 països de tot el món, incloent-hi més de 350 equips de producció d’oxigen/nitrogen a gran escala que serveixen àrees clau com ara la producció d’emergència mèdica i la producció industrial, convertint-se en una empresa de referència a la indústria amb profunditat tècnica i influència del mercat .
Avantatges bàsics: innovació tecnològica i capacitats de cadena completa
Matriu tecnològica d'avantguarda
Amb 1, {000+ Patents de procés, els productes bàsics inclouen l’oxigen PSA/VPSA i els equips de producció de nitrogen, els equips de separació d’aire criogènic, els sistemes de generació d’acetilen Exemple, el seu sistema de producció d’oxigen de PSA de grau mèdic utilitza un algoritme d’optimització dinàmica de tamis moleculars i la concentració d’oxigen és estable a 93%± 3%. S’ha adaptat a més de 5, 000 ambulàncies negatives de pressió i sistemes de subministrament d’oxigen central hospitalari a tot el món.
Solució Scenario Full
Des d’equips de producció de gas de laboratori a petita escala fins a projectes d’EPC de grau industrial, Newtek ha creat un sistema de serveis de cadena completa que abasta “el disseny de la fabricació de disseny i el manteniment d’instal·lació i manteniment” . al camp de semiconductors, el seu sistema de nitrogen proporciona nitrogen d’alta puresa amb un punt de rosada per sota de -70 grau per a la fabricació de xip; En els escenaris de tractament d’aigües residuals, el generador d’ozó combinat amb la tecnologia de producció d’oxigen VPSA augmenta l’eficiència del tractament d’aigües residuals en més d’un 30%i s’ha aplicat a 200+ projectes municipals de protecció ambiental .
Certificació de qualitat estricta
Els productes han passat certificacions internacionals com ISO 9001, ISO 13485 (grau mèdic), ISO 14001 i PED 97/23. components clau com els intercanviadors de calor criogènics i els compressors turbo (Mtbf) de 18, 000 hores, superant els estàndards de la indústria .
Desenvolupament sostenible: la tecnologia permet un futur verd
NewTek integra conceptes de protecció ambiental en innovació tecnològica . El seu sistema de producció d'oxigen VPSA estalvia un 75% d'energia en comparació amb el subministrament tradicional d'oxigen del cilindre, reduint les emissions de carboni en més de 120, {{3} tones a l'any; La unitat de separació de l’aire criogènic adopta una tecnologia de recuperació de calor completa i la taxa d’utilització d’energia s’incrementa fins al 92%. En el camp del biogàs, la solució de desulfurització i producció d’oxigen integrada del grup ha ajudat a 15 projectes de biogàs a Europa a aconseguir neutralitat de carboni, convertint -se en un model de solucions de gas industrial verda .}
Servei global: resposta instantània i assistència personalitzada
Basant-se en una xarxa tècnica global de 7 × {{124- hora. Sistema de producció d’oxigen, el cost de la producció d’oxigen es va reduir en un 60% i l’eficiència de funcionament i manteniment dels equips es va incrementar un 50% .
Visió futura
Amb l'objectiu de "tecnologia de gas que impulsa la innovació industrial",Newtekestà accelerant la disposició de l'operació i manteniment remot 5G, la simulació de bessons digitals i altres tecnologies per promoure l'actualització dels sistemes de producció de gas a intel·ligents i no tripulats . si es tracta de "oxigen de la vida" en emergència mèdica o "gas elèctric" en la producció industrial, el grup sempre ha utilitzat la innovació com a penyora per escriure un nou capítol sostenible en el camp de les solucions de gas global .}}}}}}}}}}}

5. Conclusió
El sistema de control del generador d’oxigen modular dissenyat i desenvolupat en aquest treball aconsegueix amb èxit els objectius de l’operació automatitzada i l’alta fiabilitat . a nivell de maquinari, la planificació raonable de la conversió d’energia i la selecció de xip garanteix una font d’alimentació estable i una funció de control principal del sistema; A nivell de programari, els principals mòduls de control i sub-control tenen una lògica clara del programa i coordinen de manera eficient diversos processos de producció d’oxigen . La combinació orgànica dels dos permet al sistema adaptar-se de manera flexible a diferents escenaris com el tractament mèdic i el rescat d’emergència .
Amb l’avançament continu de la tecnologia, el sistema té lloc per a una optimització i expansió addicionals, com aprofundir en les millores en l’estabilitat de la comunicació i el control precís de l’eficiència de la producció d’oxigen . té perspectives d’aplicació àmplies i potencial de desenvolupament en els camps de protecció per a la salut mèdica, el subministrament d’oxigen d’emergència, etc. Fields .