巴中層流凈化手術室空調(diào)控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)




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2020-09-01 18:06:04
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潔凈室是醫(yī)院控制要求最高的單位之一
，對溫濕度有恒定的控制要求
。手術室凈化不僅要求高度潔凈的空氣(進入手術室的空氣首先須經(jīng)高效過濾器凈化)
，而且要求能控制氣流的流通方向(即采用層流超凈裝置)，手術室內(nèi)形成正壓環(huán)境
，使氣流從潔凈度高的手術區(qū)域流向潔凈度低的區(qū)域
，一股細小、薄層的氣流
，以均勻的流速向同一方向輸送
，并帶走和排出氣流中的塵埃顆粒(塵粒)和細菌。層流手術室空氣壓力根據(jù)其不同區(qū)域（如手術間
、無菌準備間
、刷手間、麻醉間和周圍干凈區(qū)域等）潔凈度不同要求而不同
。不同級別的層流手術室其空氣潔凈度標準不同
，例如美國聯(lián)邦標準1000級為每立方尺空氣中≥0.5μm的塵粒數(shù)，≤1000顆或每升空氣中≤35顆
。然而
，由于手術室內(nèi)缺乏陰影燈，普通照明燈會對溫濕度產(chǎn)生影響
，使操作過程中難以滿足溫濕度恒定的要求
。因此，溫濕度指標是潔凈手術室最重要的控制指標
。溫度直接影響患者和醫(yī)護人員的舒適度，當房間濕度大于60%時
，細菌繁殖速度將大大加快
。從控制細菌繁殖的角度來看，濕度控制也是非常重要的
。這就要求手術室的空調(diào)系統(tǒng)能夠根據(jù)具體的算法調(diào)節(jié)溫度和濕度
，并根據(jù)相應操作面板上設定的值快速響應實時控制要求。該控制系統(tǒng)由西門子S7-224cn PLC和文本顯示TD400C組成
。

1 系統(tǒng)控制要求

1.1 溫度控制要求

回風溫度由風管內(nèi)設置的集成溫濕度傳感器檢測
，測得的溫度信號送至plc的模擬量輸入端。plc將測得的溫度與手術室面板溫度設定值進行比較
，進行pid計算
，并將結果輸出到相應的模擬量輸出，如冷凍/熱水電動控制閥
，通過控制其開度來達到溫度控制的目的
。

1.2 濕度控制要求

回風濕度由風管內(nèi)設置的集成溫濕度傳感器檢測
，測得的溫度信號傳輸?shù)絧lc的模擬量輸入端。plc將測得的濕度與手術室面板濕度設定值進行比較
，進行pid計算
，并將結果輸出到相應的模擬輸出端。在冬季模式下
，通過調(diào)節(jié)加濕器電動控制閥的開度來實現(xiàn)濕度控制
。在夏季模式下，濕度控制不是通過加濕器開度的單一控制來實現(xiàn)的
，而是通過水閥調(diào)節(jié)器和加熱器的綜合PID控制來實現(xiàn)的
  。

1.3 風道壓力控制

根據(jù)工藝要求，必須保持氣管內(nèi)的壓力
，以滿足手術室的醫(yī)療要求
。系統(tǒng)通過逆變器驅(qū)動風機，以逆變器滿足工藝要求時的頻率值為設定值
，以管道中設置的風回壓檢測傳感器測量的壓力值為反饋值
，變頻器的輸出頻率由pid控制。以滿足風壓控制的要求
。

1.4 人機界面要求

根據(jù)現(xiàn)場技術要求
，手術室設有操作面板，可設定溫度
、濕度
，控制系統(tǒng)啟動和停止，同時具有溫濕度實時顯示功能
。類似的
，TD400C人機界面，也可以通過TD400C設定溫濕度啟動和關機單元在控制柜上
。為了調(diào)試系統(tǒng)
，在TD400C上設置強制模式，手動設置回風溫濕度以屏蔽報警信號
。TD400C比手術室設置面板具有更高的控制優(yōu)先級
，可以屏蔽手術室的設定信號。

1.5 安全要求

該系統(tǒng)故障信號有三種