Opto 22 SNAP I/O产品在变压吸附制气中的应用

变压吸附(Pressure Swing Adsorption)依靠气体分离与提纯技术来制造气体。随着世界能源的短缺和变压吸附技术的完善和提高，在工业上制氢、制氧中，该技术逐步获得大面积推广。其原理是根据吸附剂在不同压力下的吸附容量差异来实现。原理图如下：

从上图的B→A可以看出：在温度一定时，随着压力的升高吸附容量逐渐增大；变压吸附过程正是利用上图中吸附剂在A-B段的特性来实现吸附与解吸的。吸附剂在常温高压(即A点)下大量吸附原料气中除提纯气体以外的杂质组分，然后降低杂质的分压(到B点)使各种杂质得以解吸。 根据此原理，工业吸附分离流程的主要工序包括吸附工序、减压工序、真空工序、升压工序。在各个工序，需要对相关程控蝶阀进行控制。以最简单的两台吸附塔为例，整个工艺切换过程是通过11台液压驱动程控蝶阀按下列的工艺步序和时间进行开关控制来实现的。其工艺步序和阀门开关状态表如下：

注： ON－－阀门开，其余为阀门关 在实际项目中，一般是多塔工作，如4塔工作，平时A、B、C、D塔各自按步序工作，当某一塔出问题时就需要自动切除该塔，而不影响该装置的连续运行。由于切塔是随意的，在多塔（8塔、12塔）工作时，与各个塔相关的程控阀工作时序就非常复杂。当出现故障的吸附塔恢复正常时，又需自动切入。在控制系统实现起来，非常麻烦。但采用美国Opto 22的SNAP I/O系统， 利用配套的控制软件OptoControl，根据控制流程，采用流程图的编程方式，就可以轻松实现了各种控制时序。同时对鼓风机、真空泵等设备的运行状态实施监控，避免突发性故障。并对鼓风机压力、振动、温度报警连锁，真空泵压力、振动、温度报警连锁，气体纯度报警连锁，冷却水断水报警连锁，仪表空气压力报警连锁。

在变压吸附工程中，还要对各个吸附塔上的压力进行PID控制，对温度、压力等参数进行监测、显示、记录，以便进行历史数据查询。利用Opto 22公司配套的界面软件OptoDisplay，轻松实现了整个系统的工艺流程显示，设备的状态显示、报警，各个参数的历史记录、查询。 目前，采用Opto 22产品来实现复杂的变压吸附的控制工艺已成为业内工程师的首选，并在国内众多的变压吸附工程中得到广泛应用。 附：Opto 22的变压吸附应用案例: 赤天化集团天阳公司 PSA制氢系统 贵阳特殊钢股份有限公司3200Nm3/h PSA制氧系统 四平红嘴钢铁公司1000Nm3/h PSA制氧系统 赤峰金剑集团有限公司2000Nm3/h PSA制氧系统 株州冶炼厂1300Nm3/h PSA制氧系统 大连钢铁公司1200Nm3/h PSA制氧系统 阿城钢铁公司3500Nm3/h PSA制氧系统 通化钢铁公司7500Nm3/h PSA制氧系统 广东河源钢铁厂PSA制氧控制系统 西北化工研究院 VPSA脱除CO2装置控制系统

1       简单易操作

SNAP PAC系统由四个部分统一整合而成：软件、控制器、智能处理器和I/O。系统建立、调试程序，以及故障维护都更简便，大大减少了系统开发及投入运行的时间。

2       更低的长期成本

SNAP PAC系统的成本低于许多PLC系统，并且由于软件是免费的，您不需要投入高昂的费用，便可投入使用该系统。我们为您提供免费的培训以及技术支持，因此对于设备的整个使用期来测试，系统成本会大幅降低。

3       适用于多类自动应用的SNAP PAC系统

SNAP PAC系统功能强大。一套系统，便可用于多个自动化项目中，帮助您完成过程控制、离散自动化、能耗管理、数据采集，甚至远程集中监控。

分布式智能，帮助您随时随地方便地添加I/O。拥有了有线/无线控制器及I/O，您就可根据实际所需，将有线网络转换到无线网络，或者立即实现两个网络的通讯。

灵活的硬件让您无需浪费更多的投资，节省了金钱及时间。

4       高级编程工具

SNAP PAC系统的编程方式采用直观的流程图，也可运用更高级的脚本语言，或者结合两者一起使用。这两种方法所包括的指令，用于标准的过程控制以及离散自动化的功能块、浮点型数字、串行处理、排列、子程序、指针变量等，其他的高级工具用于复杂的应用。

5       连接到第三方软件及设备

SNAP PAC控制器及智能处理器，支持OPC、Modbus/TCP、EtherNet/IP。可简易地将数据导入到SQL数据库系统，并直接从硬件发送邮件。该系统也可以简单地使用Modbus、DNP、BACnet、CAN或任意基于串口的设备、仪器，进行通讯。

6       业界最好的I/O

凭借着业内最佳的保障：多数SNAP I/O模块终身保用。每个模块出厂前都经过独立测试，而不是抽样测试。SNAP PAC系统可以配置从几个I/O点到数千个I/O点。您可按需，根据信号类型，选择高可靠性的模拟量、数字量、串口模块。电压、电流、交流、直流、热电偶、RTD、电源检测器、RS-232、RS-485、Profibus、运动控制、应变测试等等，都可与SNAP PAC系统一同连接。

关于SNAP PAC系统

SNAP PAC系统是Opto 22公司出品，软硬件集成的系统，用于工业控制、远程监控、数据采集等应用。简化了对自动化系统了解、选择和采购的复杂过程，SNAP PAC系统由以下四部分组成：

PAC Project 软件套件－－－－简单易用的基于流程图的编程方式、HMI（人机界面）、可选的OPC客户端以及数据库连接软件。

SNAP PAC控制器－－－－独立式和基于机架式的工业控制器；有线/无线模块可选。

SNAP PAC智能处理器－－－－智能I/O处理器，用于分布式控制。也可选择有线/无线模块。

SNAP I/O－－－－模拟量、数字量、串口量、特殊功能I/O模块，可与现场设备、仪器、传感器相连接。所有I/O模块可交替与标准的以及有线/无线智能处理器一同工作。

这四个简单，又具有很大灵活性的系统组成部件，可处理任何情况，从最基本的设备监控到完整的工厂自动化。

通讯网络及协议

SNAP PAC系统自带Ethernet网络协议，因此您无需担心成本，以及额外添加网络通讯卡的麻烦。系统中的分布式I/O可运行在以太网或串行网络，也可同时运行于两个网络。另外，您可以与大量的串行设备通讯，例如条形码阅读器、RFID阅读器、串口显示器、modem等。

由于SNAP PAC系统运行于标准的Ethernet网络，可直接与计算机、基于Ethernet的设备相互通讯，使用标准的协议包括TCP/IP、UDP/IP、邮件传输协议SMTP、网络管理协议SNMP、Modbus/TCP、及用于Allen-Bradley PLC系统的EtherNet/IP等。

关于OPTO 22

Opto 22公司研发并制造应用于工业自动化、能耗管理、远程监控、数据采集的软硬件设备。Opto 22的产品是标准化的，用于商业网络及计算机技术中，以简单易用、创新、高品质、高可靠性而闻名世界。Opto 22的输入/输出以及控制系统，允许客户从所有的设备、电子仪器仪表监测、控制、采集数据，这些都是项目运行的关键。Opto 22产品适用于自动化终端用户、OEM，信息技术及操作人员已经为全球10,000套设备安装了该产品。公司始建与1974年，总部位于美国加州的Temecula。Opto 22的产品通过全球网络的分销商及系统集成商出售。预知更多信息，请联系Opto 22上海代表处，电话：021-58358249，邮箱：optochina@opto22.com。网址：www.opto22.com.cn。