모듈 식 산소 농축기 제어 시스템의 설계 및 개발

산소 농축기는 의료 응용 분야에서 지속적인 산소 공급 .를 제공하는 데 중요한 역할을하며 호흡기 질환 환자에게 필수 장비입니다. 비상 구조 시나리오에서 산소 농축기는 생명을 구할 수 있습니다 . 전통적인 산소 농축기 제어 시스템은 종종 유연성과 확장 성이 제한되어 있으며 모듈 식 설계 방법은 이러한 문제를 효과적으로 해결할 수 있습니다 .

1. 시스템 구조 설계
1.1 산소 농축기 시스템의 전반적인 구조
이 논문에서 연구 된 40L 산소 농축기 시스템은 차량에 설치되어 1 마스터 4 슬레이브 구조를 채택합니다. 즉, 1 개의 주요 제어 모듈과 4 개의 서브 컨트롤 모듈 . 온보드 마이크로 컨트롤러는 485 버스를 통해 주 제어 모듈을 통해 주 제어 모듈과 통신합니다. 온보드 전송 캐빈에 설정하면 연산자는 이러한 버튼을 통해 기본 제어 모듈에 전원 온 지침을 발행 할 수 있습니다 .
1.2 제어 시스템 하드웨어 설계
메인 제어 보드와 서브 컨트롤 보드는 AC 220V를 전원 공급 장치 .로 사용합니다. 보드의 DC 구성 요소는 24V, 12V, 5V 및 3 . 3V .와 같은 다른 전압 레벨이 필요합니다. 퓨즈 . 후에, TPS5430은 24V로 12V, K7805를 변환하여 12V로 5V로 변환하고 AMS 1117 - 3.3을 5V로 변환하여 5V로 변환하여 회로 보드의 메인 제어 칩이 STM32F1033C8T6입니다. 프로그램 메모리 용량이 64KB 인 마이크로 컨트롤러. -40 정도에서 85도까지의 작동 온도 범위가 넓고 여러 통신 인터페이스 및 디버깅 방법을 지원합니다.
회로 보드의 디지털 출력 (do) 제어는 주로 ULN2003 칩을 채택합니다. .이 통합 된 Darlington Tube 통합 회로는 컨트롤러의 구동 전류를 증폭시켜 릴레이와 솔레노이드 밸브를 직접 구동 할 수 있도록 압력 센서 (모델 XGZP6847) 및 온도 센서 (NTC {4})입니다. 그런 다음 환경 매개 변수는 처리를 위해 마이크로 컨트롤러로 전송됩니다 .

2. 소프트웨어 디자인
2.1 주요 제어 모듈
기본 제어 모듈은 버튼 누름 수를 감지 할 책임이 있습니다 . 버튼을 누르면 해당 산소 농축기 . 4 개 이상의 버튼이 누르면 4를 시작합니다.산소 농축기동시에 . 동시에 시작될 것입니다. 또한 내부 485 버스를 통해 더 긴 달리기 시간 .로 산소 농축기를 더 긴 달리기 시간으로 산소 농축기를 종료하는 데 우선 순위를 부여하는 기능이 있습니다. 하위 제어 모듈을 원격으로 제어하고 작동 데이터를 읽을 수 있습니다. 마이크로 컨트롤러는 Modbusrtu 프로토콜을 기반으로 주 제어 모듈과 통신하여 전체 40L 산소 농축기 시스템의 작동 매개 변수를 온보드 시스템 .로 전송할 수 있습니다.
2.2 서브 제어 모듈
서브 컨트롤 모듈은 각 산소 농축기의 특정 산소 생산 공정을 제어하도록 설계되었습니다. . 공기 압축기, 팬 및 솔레노이드 밸브와 같은 구성 요소에 대한 디지털 출력 제어 포인트 . 온도, 압력 및 산소 농도와 같은 센서 정보를 수집 할 수 있습니다. 산소 농축기의 작동 상태에 대한 국부적 또는 원격 관찰을위한 HMI (Human-Machine Interface) . 연산자는 운영 매개 변수를 설정하고 인간-기계 인터페이스 .를 통해 실시간 데이터를 볼 수 있습니다.

3. 모듈 식 디자인의 장점과 응용
3.1 장점
모듈 식 디자인은 시스템을 매우 유연하게 . 독립적으로 유지 관리하고 업그레이드 할 수 있으며, 이는 시스템의 유지 보수 가능성을 향상시켜 . 하나의 서브 컨트롤 모듈이 실패하면 다른 모듈은 여전히 산소의 지속적인 공급을 보장하기 위해 여전히 작동 할 수 있습니다. 확장 . 향후 더 큰 산소 생산 용량이 필요한 경우 추가 하위 제어 모듈을 추가 할 수 있습니다 .
3.2 응용 프로그램
현재, 40L 산소 발생기 시스템은 온보드 마이크로 컨트롤러와 주요 제어 모듈의 공동 작업을 통해 음압 분리 수송 차량 .에 적용되었으며, 시스템은 산소 생산 데이터의 실시간 모니터링 . 각 산소 생성의 시작 및 정지의 지능적 배열을 보장 할 수 있습니다. 프로세스 .

4. Newtek Industrial Group : 가스 시스템 혁신 분야의 글로벌 리더
가스 분리 및 준비에 대한 36 년의 경험을 가진 첨단 기술 기업으로서, Newtek Industrial Group은 항상 "세계에 고급 및 경제적 인 가스 생산 시스템을 제공하는 데 전념하고 있으며 산소, 질소, 아르곤, 아세틸렌, 아세틸렌 및 탄소 이산화탄소와 같은 가스 장비의 설계 및 제조에 중점을두고 있습니다 ({2 I}}는 대규모 가스 분리 장비에 이르렀습니다. 9, 000 의료 응급 및 산업 생산과 같은 주요 영역에 서비스를 제공하는 350 개 이상의 대규모 산소/질소 생산 장비를 포함하여 전 세계 120 개 이상의 가스 시스템, 기술적 깊이 및 시장 영향을 가진 업계에서 벤치 마크 회사가되었습니다 .
핵심 장점 : 기술 혁신 및 풀 체인 기능
최첨단 기술 매트릭스
1, 000+ 프로세스 특허를 사용하면, 핵심 제품은 PSA/VPSA 산소 및 질소 생산 장비, 극저온 공기 분리 장비, 아세틸렌 생성 시스템 등 . 원래 모듈 형 설계는 장비 설치주기를 40% 단축시키면서 99.} 999% Ultra Purity Customization을 지원하는 동시에 장비 설치주기를 40% 단축시킵니다. 의료 등급의 PSA 산소 생산 시스템은 분자 체 동적 최적화 알고리즘을 사용하며 산소 농도는 93%± 3%.에 안정적입니다. 000 음성 압력 구 호전 및 병원 중앙 산소 공급 시스템은 전 세계적으로 적용되었습니다.
풀 스나리오 솔루션
소규모 실험실 가스 생산 장비에서 산업 등급의 EPC 프로젝트에 이르기까지 Newtek은 반도체 필드에서 "설계 제조업 설치 및 유지 보수".을 다루는 풀 체인 서비스 시스템을 구축했으며, 질소 시스템은 (8}}}도 아래의 DEW 지점을 갖는 고급 질소를 제공합니다. 폐수 처리 시나리오에서 VPSA 산소 생산 기술과 결합 된 오존 생성기는 하수 처리 효율을 30%이상 증가시키고 200+ 시립 환경 보호 프로젝트 .에 적용되었습니다.
엄격한 품질 인증
이 제품은 ISO 9001, ISO 13485 (Medical Grade), ISO 14001 및 PED 97/23.와 같은 국제 인증을 통과했습니다. 극저온 열 교환기 및 터보 압축기와 같은 주요 구성 요소는 항공 등급 재료로 만들어져 장비가-196}}}}}}}}}}}+80}}}}}+80+80+80 {}} {}}+80+80+80 {}}+80 {7} {} {7} {}+80을 보장합니다. (MTBF) 18 세, 000 시간, 산업 표준을 훨씬 초과하는 .
지속 가능한 개발 : 기술은 녹색 미래에 힘을줍니다
Newtek은 환경 보호 개념을 기술 혁신에 통합합니다 . VPSA 산소 생산 시스템은 전통적인 실린더 산소 공급에 비해 75% 에너지를 절약하여 탄소 배출량을 120 개 이상 감소시킵니다. 극저온 공기 분리 장치는 완전 열 회수 기술을 채택하고 에너지 활용률이 92%로 증가하여 바이오 가스 분야에서 그룹의 통합 탈황 및 산소 생산 솔루션은 유럽의 15 개의 바이오 가스 프로젝트가 탄소 중립을 달성하여 녹색 가스 솔루션의 모델이되는 데 도움이되었습니다 ({7}}}}.
글로벌 서비스 : 즉각적인 응답 및 맞춤형 지원
7 × 24- Hour Global Technical Network에 의존하여 Newtek은 고객에게 무료 기술 상담부터 중국의 현장 운영 및 유지 보수에 이르기까지 풀 사이클 서비스를 제공하며, 상하이 R & D 센터는 48 시간 내에 응급 클라이언트에 반응 할 수있는 100+ 전문 엔지니어를 장착하고 있습니다. 산소 생산 시스템, 산소 생산 비용은 60% 감소했으며 장비 작동 및 유지 보수 효율은 50% 증가했습니다 .
미래의 비전
"산업 혁신을 주도하는 가스 기술"이라는 목표로뉴테크가스 생산 시스템을 지능적이고 무인 .로 업그레이드하는 5G 원격 운영 및 유지 보수, 디지털 트윈 시뮬레이션 및 기타 기술의 레이아웃을 가속화하고 있습니다. . 산업 생산에서 "의료 응급 상황"또는 "전력 가스"의 "생명 산소"인지, 항상 혁신을 사용하여 글로벌 가스 솔루션 분야의 새로운 챕터를 작성하기 위해 항상 혁신을 사용해 왔습니다.

5. 결론
이 백서에서 모듈 식 Oxygen Generator Control System은 하드웨어 수준에서 자동화 된 작동 및 높은 신뢰성 .의 목표를 성공적으로 달성합니다. 합리적인 전원 변환 및 칩 선택은 시스템의 안정적인 전원 공급 및 주요 제어 기능을 보장합니다. 소프트웨어 수준에서 주요 제어 및 서브 제어 모듈에는 명확한 프로그램 논리가 있으며 다양한 산소 생산 공정 .이 두 가지의 유기적 조합을 통해 시스템은 치료 및 응급 구조와 같은 다양한 시나리오에 유연하게 적응할 수 있습니다. ..
기술의 지속적인 발전 으로이 시스템은 통신 안정성의 심화 및 산소 생산 효율의 정확한 제어 .와 같은 추가 최적화 및 확장의 여지를 가지고 있습니다. . 의료 건강 보호 분야에서 광범위한 응용 전망과 개발 잠재력이 있으며, 응급 조달, ETC ETC ETC., 더 신뢰할 수 있고 지능적 인 솔루션을 제공 할 것으로 예상됩니다. 필드 .