制氮设备自动控制系统
PSA制氮机的PLC控制系统设计
PSA制氮机的PLC控制系统设计PLC控制系统是PSA制氮机中的关键部件之一，它负责监控和控制整个制氮过程，保证系统的稳定性和可靠性。
本文将重点介绍PSA制氮机的PLC控制系统设计。
首先，PLC控制系统设计必须考虑到整个制氮机的工作流程。
制氮机的工作流程包括吸附、脱附、排气、脱湿等多个步骤，每个步骤都需要精确的控制和监测。
因此，PLC控制系统设计需要根据工作流程来确定相应的输入输出信号和控制逻辑。
其次，PLC控制系统设计需要考虑到安全性和可靠性。
制氮机是一个高压、高温的设备，其控制系统必须保证操作人员的安全，并且能够在故障情况下自动停机或报警。
因此，PLC控制系统设计要考虑到各种故障情况的处理方式，包括气源中断、压力过高、温度过高等。
另外，PLC控制系统设计还需要考虑到控制精度和响应速度。
制氮机的制氮效率和质量受到控制系统的精度和响应速度的影响。
因此，PLC控制系统设计需要考虑到实时控制和监测的需求，尽可能减少延迟和误差。
在PLC控制系统设计过程中，需要确定输入输出信号列表，包括传感器信号、执行器信号等。
传感器信号用于监测各个工作参数，如压力、温度、流量等；执行器信号用于控制各个执行元件，如电磁阀、泵等。
在确定输入输出信号列表后，需要设计相应的硬件接口电路，将传感器和执行器与PLC连接起来。
针对制氮机的工作流程和安全性要求，需要设计相应的控制逻辑。
控制逻辑可以分为两个层次：主控制层和子控制层。
主控制层负责整个制氮过程的调度和监测，根据工艺流程和输入输出信号，控制各个步骤的启停和切换；子控制层负责各个步骤的具体控制，如调节吸附器和脱附器的气流方向、流量和压力等。
在主控制层和子控制层中，可以使用图形化编程软件来编写控制程序。
图形化编程软件可以直观地表示控制逻辑和参数设置，便于修改和维护。
同时，还可以通过软件仿真和调试来验证控制逻辑的正确性。
最后，PLC控制系统设计还需要考虑到人机界面和数据存储。
人机界面可以通过触摸屏或计算机软件实现，用于操作和监视制氮机的运行状态；数据存储可以通过内存卡或网络实现，用于存储和分析制氮机的历史数据。
DCS控制在矿井灭火系统中的应用
１ ． 系统组成及功能
总 的来说 ，计 算机集 散控制 系统是 由 硬件 和软件组 成 。Ｄ ＣＳ 的硬件 ，主要 有集
中操作管理装置 （ 上位机 ）、分散过程控
制装 置 （ 下位 机 ）以及通 信连接 设备等 。 这 里 上位 机兼 作服 务器使 用 。 ・ 软件 包括 系 统 软件和 应用 软件 。通过 网络设备 将这 些
胁到煤炭工作人员的生命。因此，早在几十年前，国内 外很多机构、科研院所都在研究如何防治煤炭 自 燃。矿 井的环境具有独特性 ， 所以无法将其他行业的灭火方法 用在煤炭行业。目 前 ，国内外广泛采用灌浆、注凝胶、 注氮气等技术，来防治和消除煤炭 自 燃。尤其是注氮气 与三相泡沫相结合的防治技术对保证矿井安全生产起到
域的信息化程度的不断提高 ，新井的注氮
系统 就是采 用Ｄ Ｃ Ｓ 控 制模 式。并对 两套原
２ ． 三相泡沫生成系统
三相泡沫生成系统是 由发 泡机 组成 ，该 系统工作原理是将
有注氮机控制系统 ，进行ＤＣ Ｓ 控制模式改
造 ，从而 使矿 井灭火过 程控制 自动化 程度 得到 了很 大的提 高 ，操 作人 员的劳动 强度
如图３ 所示 。
上 位机 工 程 师站
图２ 井下灭火 系统工作流程
１ 、３ ． 压缩 机车 ２ 、４ ． 冷却器 ５ 预处理车 ６ ． 热交换器 ７ ． 过滤器 ８ ． 氮气分 离模组
三、目前井下灭火系统控制方式
目前 井下注氮控制 系统 由控制 显示单元 、传感器和控制 器等 组成 的智能型控制单 元为整体 隔爆方式 ，Ｉ ￣ Ｐ Ｌ Ｃ 控制 系 统 、显示 仪表￣ Ｍ Ｐ Ｉ Ｄ 温控 系统组成 。所有工 作在控制 面板上
吸附制氮机工作原理
吸附制氮机工作原理吸附制氮机（Adsorption Nitrogen Generator）是一种通过吸附分离技术制取氮气的设备。
它利用了气体在固体表面的吸附特性，将气体混合物中的氧气、二氧化碳等杂质从氮气中分离出来，从而提供高纯度的氮气。
1.吸附装置：吸附装置由一组吸附剂床组成，通常使用活性碳、分子筛等吸附剂。
吸附剂的表面具有吸附分子的能力。
当气体通过吸附装置时，吸附剂会吸附其中的氧气、二氧化碳等杂质，而氮气则通过吸附装置排出。
当其中一吸附剂床吸附饱和后，会切换到另一床进行再生。
2.压缩机：压缩机用于将空气压缩到一定压力，一般为7-10个大气压。
经过压缩后的气体进入吸附装置，与吸附剂发生反应。
3.冷却装置：冷却装置用于降低气体的温度，在低温下吸附分离效果更好。
冷却装置通常采用冷却水或制冷系统进行冷却。
4.控制系统：控制系统根据设定的参数来控制吸附制氮机的运行，如设定氮气纯度、流量等。
控制系统还能监控吸附剂的饱和程度，以及切换吸附床进行再生。
1.吸附阶段：气体经过压缩机提高压力，进入吸附装置。
在吸附装置中，氧气、二氧化碳等杂质被吸附剂吸附，而氮气则通过吸附装置排出。
通过吸附装置的交替运行，不断提取纯度较高的氮气。
2.再生阶段：当一个吸附剂床吸附饱和后，控制系统会切换到另一床进行再生。
再生过程通常分为两个步骤：脱附和再吸附。
首先，用压缩空气将脱附床中的吸附剂上的吸附物脱附出来。
然后，将脱附床通入低压空气，进行再吸附。
再生后的吸附剂可以重新用于吸附阶段。
总之，吸附制氮机通过利用气体在吸附剂表面的吸附特性，将气体混合物中的氧气、二氧化碳等杂质从氮气中分离出来。
它是一种高效、可靠的氮气制备设备，广泛应用于化工、电子、食品等行业。
QTD操作规程祥解
QTD系列产品操作规程山西汾西机电有限公司一、概述1、制氮设备各主要组成系统的介绍制氮设备主要由压缩空气源系统、空气净化系统、分子筛制氮系统、控制系统、连接管路及配套的设备底盘组成。
依据用户的要求配套有增压系统。
气源系统主要由空气压缩机及空气缓冲罐组成，空压机采用低噪声螺杆空压机，为整套设备提供压缩空气。
空气缓冲罐对压缩空气进行稳压并除去压缩空气中的液态水及大颗粒的油污。
净化系统主要由冷冻式干燥机、各级过滤器、除油器组成。
制氮主机中碳分子筛对压缩空气的品质要求很高，而压缩空气中气体温度高，又含有大量的水分和粉尘、油雾，所以在压缩空气进入制氮主机前必须进行降温、除水、除油、除尘等处理。
这一点请用户千万不要忽视！因为压缩空气净化处理的好坏直接关系到碳分子筛的使用寿命，从而直接关系制氮机的长期有效使用。
一旦碳分子筛被油“中毒”或水“中毒”，制氮机将效率下降，指标无法达到正常水平。
对压缩空气除水主要采用冷冻式干燥机。
冷冻式干燥机是采用R-134a或R-22冷媒作为冷却剂，将压缩空气中气体降温，大量的气态水和油冷却至液态，然后自动排出。
除去液态水的压缩空气经油水分离器、主管路过滤器、除尘过滤器、微油污过滤器进一步除去水、粉尘、油污。
过滤器的配置主要根据空压机排出的压缩空气品质而定。
配置太少，压缩空气得不到充分的净化处理，无法达到制氮机对压缩空气的品质要求，这是不允许的；配置太多，固然对压缩空气处理效果好，但会造成管路中气体压力损耗较多，同时也造成成本过高，没有必要。
制氮主机是产生氮气的核心部分, 主要由吸附塔、气动及控制系统、电气控制等组成。
A．碳分子筛：PSA制氮装置的核心是碳分子筛，其性能的好坏和发挥直接影响设备的各项技术指标，德国Carbon Tech公司是世界公认的水平最高的碳分子筛及制氮设备的生产制造商。
与我公司有着20多年的合作基础，其发明的多项专利技术应用于我公司的制氮设备上，例采用分层风暴式填装技术，大大提高了分子筛的吸附率。
制氮机系统技术方案
制氮机系统技术方案一、概述制氮机是一种将空气中的氧气和氮气分离的设备，通过分子筛等材料的吸附特性，使氧气和氮气在吸附剂中发生吸附和脱附，从而实现氮气的提纯和分离。
制氮机广泛应用于化工、电子、冶金、医药等行业中，满足不同领域对氮气纯度和流量的需求。
二、技术方案1.工艺流程制氮机的工艺流程主要包括压缩、分离和解吸三个步骤。
（1）压缩：将空气通过压缩机进行初步的压缩，提高气体的压力，减小体积。
（2）分离：将压缩后的空气进入吸附器，吸附器内填充有分子筛吸附剂。
在吸附器内，氧气和水分等高极性分子会被吸附剂吸附，而氮气等非极性分子则通过吸附器。
通过控制进气和出气的阀门，实现氧气和氮气的分离。
（3）解吸：当吸附器中的吸附剂饱和后，需要进行解吸。
通过降低吸附器的压力，使吸附剂释放吸附的氧气和水分等高极性分子。
解吸后的氧气和水分等通过排出阀排出，而吸附剂则重新进入吸附状态。
2.设备组成制氮机的设备主要包括压缩机、分子筛吸附器、解吸器、控制系统等组成。
（1）压缩机：用于将空气初步压缩，提高气体的压力，减小体积。
（2）分子筛吸附器：填充有分子筛吸附剂，用于将氧气和水分等高极性分子吸附，实现氮气和氧气的分离。
（3）解吸器：用于降低吸附器的压力，使吸附剂释放吸附的氧气和水分等高极性分子。
（4）控制系统：用于控制制氮机的工艺流程，包括压力控制、阀门控制等。
3.技术优势（1）高纯度：通过调节分离过程中的压力和温度，可以实现不同纯度的氮气输出，满足不同领域对氮气纯度的需求。
（2）高效率：采用先进的分离技术，使得制氮机能够高效地分离氮气和氧气，减少能源消耗。
（3）稳定性好：制氮机系统采用自动控制技术，能够实时监测和调节制氮机的工艺参数，保证系统的稳定运行。
（4）操作简便：制氮机系统采用自动化控制，操作简单方便，减少了人工干预的可能性。
4.应用领域制氮机广泛应用于以下领域：（1）化工行业：在化工生产过程中，氮气可用于惰性气氛的维持，防止氧化反应的发生，以及作为气体载体用于反应物的输送。
矿井压风制氮控制系统技术方案研究
当代化工研究Modern Chemical Research68技术应用与研究2020・03矿井压风制氮控制系统技术右案研究*张磊(山西临县华润联盛黄家沟煤业有限公司山西033000)摘耍：压风制氮系统是煤矿企业安全生产中必不可少餉环节，建立统一的操作平台实现集中控制，可以为煤矿生产节能降耗以及数字化矿山建设打下基础.本文结合矿井压风制氮设备控制系统现状，提出了存在餉问题并指出了详细的实施方案，对今后煤矿企业压风制氮控制系统智能化改造具有一定的借鉴意义.关键词：压风制氮；控制系统；技术改造中图分类号：T文献标识码：AStudy on the Technical Scheme of the Control System of Mine Air Pressure NitrogenProductionZhang Lei(Shanxi Linxian Huarun Liansheng Huangjiagou Coal Industry Co.,Ltd.,Shanxi,033000) Abstracts The compressed air nitrogen system is an essential link in the safety production of coal mine enterprises.The establishment of a unified operation platform to achieve centralized control can lay the f oundation f or energy saving and consumption reduction in coal mine p roduction and digital mine construction.In this paper,combined with the current situation of the control system of the mine air pressure nitrogen generation equipment,the existing p roblems are put f orward and the detailed implementation scheme is pointed out,which has certain reference significance f or the f uture intelligent transformation of t he coal mine air p ressure nitrogen generation control system.Key words：compressed air nitrogen^control system^technical transformation1.设备控制系统现状完善制氮机地面监控平台：包括电脑、手机等移动终端目前，该矿井安装有由6台复盛螺杆空气压舉也芒台制氮机组成的以及配套的冷干机系统。
制氮机、空压机远程控制系统执行标准
制氮机、空压机远程控制系统执行标准一、系统功能1.1 制氮机控制功能* 远程启动、停止制氮机；* 实时监控制氮机的工作状态和运行参数；* 自动调整制氮机的运行参数；* 故障诊断和报警功能。
1.2 空压机控制功能* 远程启动、停止空压机；* 实时监控空压机的工作状态和运行参数；* 自动调整空压机的运行参数；* 故障诊断和报警功能。
二、硬件要求2.1 制氮机硬件要求* 高性能的控制器，具有强大的数据处理能力和快速的响应速度；* 高精度的传感器，能够实时监测制氮机的运行参数；* 稳定的电源供应，保证控制系统的正常运行。
2.2 空压机硬件要求* 高性能的控制器，具有强大的数据处理能力和快速的响应速度；* 高精度的传感器，能够实时监测空压机的运行参数；* 稳定的电源供应，保证控制系统的正常运行。
三、软件要求3.1 制氮机软件要求* 实时操作系统，保证系统的实时性和稳定性；* 编程语言符合相关标准，保证软件的可读性和可维护性；* 软件应具有模块化设计，方便扩展和维护。
3.2 空压机软件要求* 实时操作系统，保证系统的实时性和稳定性；* 编程语言符合相关标准，保证软件的可读性和可维护性；* 软件应具有模块化设计，方便扩展和维护。
四、通信协议4.1 制氮机通信协议要求* 应符合相关工业通信协议标准，如Modbus、Profibus等；* 应支持多种通信协议的转换，以满足不同设备之间的通信需求。
4.2 空压机通信协议要求* 应符合相关工业通信协议标准，如Modbus、Profibus等；* 应支持多种通信协议的转换，以满足不同设备之间的通信需求。
小型制氮机工作原理
小型制氮机工作原理
小型制氮机工作原理是利用分子筛吸附分离技术，通过选择性吸附氧气、水蒸气等杂质，使空气中的氮气浓度提高，从而实现制氮的过程。
小型制氮机主要由压缩机、冷却器、预过滤器、分子筛吸附塔、再生塔、控制系统等组成。
工作原理如下：
1. 压缩机将进气口的空气压缩到一定压力，增加了氮气和其他杂质的浓度。
2. 空气经过冷却器降温，使含有水蒸气的空气中的水蒸气凝结成液体水，此时水蒸气和其他液体杂质被去除。
3. 进入预过滤器，过滤掉空气中的固体颗粒杂质。
4. 空气进入分子筛吸附塔，在分子筛的作用下，吸附剂选择性地吸附氧气、水蒸气等杂质，使氮气浓度增加。
5. 吸附塔饱和后，系统自动切换到再生塔，利用减压和加热的方法将吸附剂中的吸附物释放出来，再生吸附剂，使其恢复吸附能力。
6. 完成再生后，系统自动切换回吸附塔，继续制氮。
这样循环往复，实现连续制氮。
通过以上的工作原理，小型制氮机可以高效地从空气中分离出高浓度的氮气，满足不同领域的需要。
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一、制氮设备自动控制系统
控制系统对整个工艺系统进行集中监控，采用远控及就地控制相结合的方式，并设有就地/远方切换及必要的状态显示以及连锁和闭锁。
控制系统采用PLC进行控制，其控制方案的设计应符合工艺系统的控制要求，其控制点须满足系统监控需要，乙方在投标文件中提供PLC控制点清单。
主要自控点要求：
自动调节分馏塔冷量平衡；
液氮抽取可实行远距离和自动操作；
压力、液位指示、超压报警及安全泻压装置；
调节阀远距离操作、显示阀门开度；
氮气出塔流量、压力指示、远距离调节；
入塔空气流量指示；
装置运行时分馏塔保温层内保持正压。
技术要求：系统应具有自动停机、自动检测和控制，具备各级别报警、连锁等控制功能，做到一键开机的全自动无人值守。
1、仪控系统确保有效地监控成套空分设备生产过程，要求自动化程度高，能在上位机上实
现全部的控制、显示、记录、报警、打印报表等。
确保设备长期稳定可靠运行，操作维护方便。
2、仪表和PLC系统，在考虑先进性的同时，以可靠性为主。
3、空分装置的测量和控制以中控室为主，必要的操作和紧急停车均可在现场和中控室进
行，重要的参数在中控室PLC上显示、记录、报警。
空分装置正常运转时，在PLC上完成显示和操作。
4、空压机控制系统随同机器带机旁仪表柜，在机旁柜显示部分参数和进行操作、报警、联
锁。
5、分析取样阀和各在线分析仪表中安装在分析室，输出信号进入PLC系统进行显示、记录、
报警。
6、仪控系统电源采用UPS供电。
7、仪控系统的测点位号采用空分行业标准。
8、所有主要阀门的开度均可在电脑上显示和控制，同时也可手动操作。
9、氮气累计流量可在上位机上显示。
10、仪表选型
PLC系统选用进口产品，电源、控制器、通讯总线为1：1冗余配置；UPS电源选用进口产品。
11、压力、差压变送器采用1151智能变送器，且配备手持组态器1台。
12、就地温度显示采用双金属湿度计。
13、测温元件以PT100的铂电阻湿度计为主，冷箱内的测温点采用双支铂电阻温度计。
14、就地压力指示采用弹簧管压力表。
15、所有仪控调节阀选用无锡工装产品。
16、在线分析仪选取用进口产品。
17、二位三通、二位五通电磁阀采用进口日本SMC产品。
18、除上述已明确的仪表选型外，其它仪表的选择以可靠性为原则。
由一套PLC系统来完成工艺过程的监视和控制。
充分发挥PLC系统的优越性，提高自动化水平，保证控制系统的可靠运行。
20、设备中的各用电设备、用电机组的运行状态都可在PLC上进行指示、记录、分析、报警。
21、PLC系统将对制氮设备系统所有被控对象进行监控，包括闭环控制、设备启、停控制，设备启停状态、远方/就地切换、主要工艺参数的监视（数据采集、CRT画面显示、参数处理、越限报警、制表打印等）并完成设备的连锁保护。
纯氮设备运行的实时数据的采集都由PLC系统自动处理完成，并实现历史数据的自动存档，避免了以往常规仪控系统中模拟仪表的指示偏差和操作人员的抄表读数误差。
存放在PLC内的历史数据便于管理人员随时对该套设备的正常运行状况或设备的故障分析更为便，数据更可靠。
该设备的运行历史既可以以一系列离散数据存档并可随时调出，以可以以历史趋势曲线或历史趋势图表的数据形式调出，使得用户对设备的运行状况的分析、管理更加方便、直观。
22、操作站可靠性的奔腾工作机型，奔Ⅳ以上、256M内存、40G以上硬盘、3.5″软盘驱动器、24×CD ROM、21″显示器（分辨率1284×1024）、PLC专用上位监控软件和下位机逻辑编程软件。
一台打印机供报警、报表等到运行过程的打印工作。
操作站要配有以太网卡，以备二期设备联网。
23、PLC配套的所有开关量I/O模件应有电隔离措施。
24、PLC系统应能在高的电气噪声、无线电波干扰和振动环境下连续工作。
二、控制系统图纸提供的范围：
1、控制系统设计、安装说明书。
2、现场仪表、分析仪表、仪表元件、控制阀门清单及其使用说明书。
3、分析仪表盘的盘面布置图及其接线、配管图。
4、PLC的组态文档。
5、空分设备控制、联锁逻辑图。
6、动态流程图画面。
7、PLC硬件规格书。
8、PLC硬件布置图及其接线图。
9、PLC组态数据文件。
10、PLC系统随机资料
11、提供PLC控制软件2套
12、提供PLC程序图。
二、其他
1．进气口加自洁式空气过滤器，采用可切换使用的结构，确保不停机更换滤芯。
2．液氮储罐采用二个30M3，使用方便，流量计有累计功能并可在线显示，色普仪具备现场及上位机显示功能。
根据甲方设计施工图，给出优化流程图（包括缓冲罐等），提出设备基础要求等。
3．合同分商务和技术二部分，技术部分需详细列明每个配置的技术参数、原理、功能、供应商、价格，并汇总详细清单；设备制造过程中甲方需监造内容、时间、乙方需提供相关验收表单。
商务部分按正规合同样式，包括付款方式、违约责任、工程进度等。