专利名称：空气分离制氧装置智能管理系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种空气分离制氧装置智能管理系统。
背景技术：
医用空气分离制氧装置是为医院或医疗机构提供医用氧气的中心制氧 装置，它可以是双机组、三机组、四机组、五机组或者六机组。空气分离 制氧装置主要包括螺杆式空气压縮机、冷冻干燥机、空气过滤器、双柱型 吸附式氧气分离器及其控制部分、空气稳压罐、氧气稳压罐、流量调节 计、在线纯度监测仪等部分。
为了保证空气压縮机的正常运行，必须对电动机和压縮机的负载和温
升情况等各种安全保护装置进行即时监控；为了空气分离制氧装置的正常 工作，必须对螺杆式空压机的输出压力的大小和稳定程度、冷干机的出口 温度、各级过滤器的堵塞状态、空气分离制氧装置的进出口压力等进行即 时监控；为了病人的用氧安全，必须对氧气输出系统的压力、流量、纯 度、等进行在线监测。长久以来，这些监测和监控手段都是通过调节控制 元件的上、下限值来调节设备运行参数来调节其工作状态，或者靠操作人 员的现场巡査来手动调整或更换。
螺杆式空压机的输出压力升至压力控制阀的上限调定值时，便自动停 机；而跌至其下限值或时，便自动启动。氧气系统供气压力的超压或欠压 报警，则是通过调节触点压力表指针的上、下触点来进行，即当压力表指 针碰到上触点，表明系统压力已超过了病人的吸气压力，可供气设备仍在 供气，系统便发出超压报警；而当触点压力表指针碰到下触点，表明系统 漏气或供气设备因故障已中止供气，压力已不能满足病人的吸氧需要，系 统便发出欠压报警。报警信号通过声、光两种方式来提示值班的医护人 员。 一旦仪表或电气系统出了故障，或者某一种气体的设备或系统出了故障而使报警装置失灵，由于节能型空气分离制氧装置维修的技术难度指数 较高，病房和手术室的值班人员常常不能及时应对， 一般的医院也不具备 维修条件，只能切断气源和在欠压状态下等待。这样一来，从值班人员发 现到反映至设备管理部门，再由专业的维护和管理人员去处理，需要很长 的时间，而此时如果手术正在进行中，或病人正在抢救中，其后果不堪设 想。
此外，由于氧气是通过吸入人体来发挥作用的，所以氧气的纯度、洁 净度、气量等品质指标都与患者的生命密切相关，如果其纯度不够或气量
不足，则便达不到给病人补氧的目的；如果被污染，甚至会导致更严重的 后果。因此，医用智能型高节能空气分离制氧装置及其它医用气体的智能 化建设己迫在眉睫，势在必行。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种空气分离制氧装置智能管理 系统，通过智能化数据采集器与控制元、器件及仪表，利用计算机和网络 资源，或现代化的通讯工具，对系统的运行状况实行无线远程监控，这样 在发现故障征兆时就可提前进行处理。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下的技术方案空气分离 制氧装置智能管理系统，包括空气分离制氧装置的机电设备部分以及系统 管理部分，其中机电设备部分包括空气压縮机、压力控制器、冷冻干燥 机、压力变送器、温度变送器、差压变送器、空气压力平衡罐、空气分离 制氧机、制氧机进气压力变送器、氧气压力平衡罐、过滤器、设于氧气支 管上的流量变送器以及分气缸；所述空气压縮机、空气压力平衡罐、氧气 压力平衡罐、高压氧气储罐、空气分离制氧机的进出口设有压力变送器； 所述冷冻干燥机的出口设有温度变送器；所述过滤器处设置检测其进出口 压差的差压变送器；系统管理部分包括采集来自各变送器传送的信号的信 号采集终端、将采集到的数据与设定值进行分析、比较并控制相关设备的 开、停或通、断的设备处理终端、显示运行状态的显示终端以及管理服务器，其中，各设备处理终端以及管理服务器通过通讯网络与信号采集终端 连接。
根据本实用新型的技术方案，通过在空气分离制氧装置的空气压縮 机、空气压力平衡罐、氧气压力平衡罐、高压氧气储罐、空气分离制氧机 的进出口设有压力变送器，冷冻干燥机的出口设置温度变送器和在过滤器 处设置检测其进出口压差的差压变送器；使用信号采集终端采集来自各变 送器传送的信号，并利用计算机和网络技术将采集到的数据与设定值进行 分析对系统的运行状况进行智能式远程监控，在发现故障征兆时就提前进 行处理，不仅节省了现场巡査的人力和物力，而且对医院这种特殊的场 合，避免了许多因制氧、供氧故障而导致的时间延误或医疗事故；更为医 院的全面信息化管理消除"盲点"。
图1为本实用新型的组成结构图。
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式
参照图1所示，本实用新型空气分离制氧装置智能管理系统包括空气 分离制氧装置的机电设备部分以及系统管理部分，其中
机电设备部分包括螺杆式空气压縮机1、变频调节器2、压力控制
器3、前级精密过滤器4、冷冻干燥机5、压力变送器6、温度变送器7、 中级精密过滤器8A、后级精密过滤器8B、差压变送器9、空气压力平衡罐 10、空气分离制氧机11、制氧机进气压力变送器12、氧气压力平衡罐 13、汇流排14、除菌过滤器15、流量变送器16、纯度仪17、分气缸18、 氧气增压机19、高压氧气储罐20以及氧气减压阀21。
系统管理部分包括信号采集终端A、设备处理终端B、显示终端C以 及管理服务器D，其中，各设备处理终端B以及管理服务器D通过通讯网 络E与信号采集终端A连接。在每台螺杆式空气压縮机1、空气压力平衡罐10、氧气压力平衡罐 13、高压氧气储罐20、空气分离制氧机12的进出口安装压力变送器6; 在冷冻干燥机5的出口安装有温度变送器7;前级精密过滤器4、中级精 密过滤器8A、后级精密过滤器8B以及除菌过滤器15四组过滤器都设置检 测其进出口压差的差压变送器9。此外，为了确保氧气的品质和供气流 量，在氧气总管上还安装有纯度仪17，在每一条氧气支管上安装有除菌过 滤器15以及流量变送器16。在输出至病房的氧气支管路上安装供空气分 离制氧机系统检修时备用的汇流排14;在输出至高压氧仓的氧气支管路上 安装氧气增压机19以及高压氧气储罐20。
空气分离制氧过程中，空气依次经过螺杆式空气压縮机1、前级精密 过滤器4、冷冻干燥机5、中级精密过滤器8A、后级精密过滤器8B、空气 压力平衡罐10、空气分离制氧机11、氧气压力平衡罐13、除菌过滤器 15、分气缸18，氧气增压机19，高压氧气储罐20以及氧气减压阀21 后，通过各氧气支管路输送至病房或高压氧仓。
本实用新型系统在工作时，首先，将压縮空气系统的压力、流量信号 反馈到螺杆式空气压縮机1的变频调节器2 (每台空气压縮机一个)的输 入端，为其赋值后转换为电机的运行信号和驱动参数(如转速、电压、电 流等)；通过压力变送器6、温度变送器7、压差变送器9等一次仪表， 跟踪检测各个参数的即时变化，并将前述变送器检测到的各模拟信号转换 为数字信号，通过多路信号采集终端A (也可以采用GPRS智能采集终端) 对这些信号进行采集、捕捉后，进行现场工况的模拟仿真和实时数据显 示。再通过设备处理终端B (将采集到的数据与设定值(如压縮空气或氧 气系统压力、冷冻干燥机出口温度等参数的上、下限报警值)进行分析、 比较(信号检测阶段)，再通过"输出控制"自动控制相关设备和阀门等 执行元件的开、停或通、断。此外，设备的这些运行过程和状态数据，也 同时传给了显示终端C和设备处理终端B，进行读数、记录、打印、数字 传输等等，并以实时和历史图表数据及实时历史曲线等方式记录和保存下
6来，以方便对系统的随机和历史运行情况及报警原因进行智能分析并备查。
以下以三机组空气分离制氧系统两用一备举例说明本实用新型的工作 原理如果运行中的两套机组中有一台设备或一套系统的运行参数因故障 而偏离了设定值(高于上限值或低于下限值)，系统便发出报警信号，通 过上述的"输出控制"自动停掉故障机组，同时启动第三套备用机组，系 统的相关阀门等执行元件亦随之开、停或通、断。如果现场设备出现严重 故障而导致停机时，系统会发出警告信号，提示用户査看现场设备的运行 状态，并可自动进行安全保护操作；使系统和设备即使在故障的状态下也 不会导致事故或损坏；处理完成后按确定按钮关闭对话框。或者当系统参 数恢复到正常值时，报警提示会自动消除。
当氧气的纯度和流量若低于了设定值(例如93%)，系统便发出报警 信号，操作人员便可根据故障特性来调节空气分离制氧装置的操作面板和 控制元件；各环节过滤器的差压变送器9显示的是过滤器前后压差的随机 变化，如果该压差有升高的趋势，则说明过滤器有堵塞的迹象，升至上限 调定值时系统报警器便会发出报警信号；如果该压差有明显下降趋势，说 明过滤器破损，低至下限设定值时，系统也会发出报警信号；设备管理人 员便可根据过滤器前后差压的变在趋势来判断过滤器失效情况，以便在过 滤器有破损的先兆时就去检查、清洗或更换过滤器的滤芯，避免氧气及其 输送系统因滤芯的破损而受到污染，或因滤芯的堵塞而影响系统的供气流 量及加快滤芯的破损。
此外，为便于多个部门同时监控，可以配交换机和多台显示终端C， 并可以在机房内加摄像头和无线准图像及数据传输终端以对空气分离制氧 机房和设备状况进行全方位监控，通过GPRS或CDMAlx无线网络，传输高 质量的视频流，并通过管理中心的硬盘刻录机或通过远程录像记录下来。 同时，维修服务人员也可以通过互联网打开主界面，随时进行远程监控和 查询，并通过电话或视频遥控指导用户进行故障判断和处理；通过相应的组态软件和IE浏览或FTP存取，方便地进行进行中心监控管理和远程监 控管理。
当然，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制， 尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技 术人员应当理解，依然可以对本实用新型的具体实施方式
进行修改或者等 同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均 应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。
权利要求1、 空气分离制氧装置智能管理系统，其特征在于包括空气分离制 氧装置的机电设备部分以及系统管理部分，其中机电设备部分包括空气压縮机、压力控制器、冷冻干燥机、压力变送 器、温度变送器、差压变送器、空气压力平衡罐、空气分离制氧机、制氧 机进气压力变送器、氧气压力平衡罐、过滤器、设于氧气支管上的流量变 送器以及分气缸；所述空气压縮机、空气压力平衡罐、氧气压力平衡罐、 高压氧气储罐、空气分离制氧机的进出口设有压力变送器；所述冷冻干燥 机的出口设有温度变送器；所述过滤器处设置检测其进出口压差的差压变 送器；系统管理部分包括采集来自各变送器传送的信号的信号采集终端、将 采集到的数据与设定值进行分析、比较并控制相关设备的开、停或通、断 的设备处理终端、显示运行状态的显示终端以及管理服务器，其中，各设 备处理终端以及管理服务器通过通讯网络与信号采集终端连接。
2、 根据权利要求1所述的空气分离制氧装置智能管理系统，其特征 在于还包括设于氧气总管上的纯度仪以及设于输出至病房的氧气支管路上 的供空气分离制氧机系统检修时备用的汇流排和设于输出至高压氧仓的氧 气支管路上的氧气增压机、高压氧气储罐和氧气减压阀。
3、 根据权利要求1所述的空气分离制氧装置智能管理系统，其特征 在于所述空气压縮机上设有变频调节器。
4、 根据权利要求1所属的空气分离制氧装置智能管理系统，其特征 在于所述过滤器包括前、中、后级精密过滤器和除菌过滤器，所述前级 精密过滤器设置冷冻干燥机入口，中、后级精密过滤器设于冷冻干燥机出 口，除菌过滤器设于氧气压力平衡罐出口的氧气支管上。
专利摘要本实用新型涉及一种空气分离制氧装置智能管理系统，包括空气分离制氧装置的机电设备部分以及系统管理部分，空气分离制氧装置的冷冻干燥机的出口设有温度变送器；过滤器处设置检测其进出口压差的差压变送器；系统管理部分包括采集来自各变送器传送的信号的信号采集终端、将采集到的数据与设定值进行分析、比较并控制相关设备的开、停或通、断的设备处理终端、显示运行状态的显示终端以及管理服务器，其中，各设备处理终端以及管理服务器通过通讯网络与信号采集终端连接。通过智能化数据采集器与控制元、器件及仪表，利用计算机和网络资源，或现代化的通讯工具，对系统的运行状况实行无线远程监控，这样在发现故障征兆时就可提前进行处理。
文档编号C01B13/02GK201154899SQ200820047430
公开日2008年11月26日 申请日期2008年5月7日 优先权日2008年5月7日
发明者品 吕, 军 周, 邵巧玲 申请人:珠海市奥吉赛科技有限公司