電氣自動化技術在醫(yī)院負壓隔離病房中的運用

龔榮杰

摘要：文章以崇明縣第二人民醫(yī)院門診大樓為例，對醫(yī)院負壓隔離病房中電氣自動化技術的應用進行分析，從DCS控制系統(tǒng)、上位機控制系統(tǒng)、PLC控制、設備自動控制四個方面提出建議，旨在全面實現(xiàn)醫(yī)院負壓隔離病房向自動化方向的發(fā)展。

關鍵詞：電氣自動化技術;醫(yī)院;負壓隔離病房;崇明縣第二人民醫(yī)院

醫(yī)院中的負壓隔離病房主要是應用潔凈空調(diào)自動化控制技術，利用CP自動化系統(tǒng)達到溫濕度自動控制，使醫(yī)院內(nèi)隔離病房的壓差以及潔凈區(qū)風速與風量符合國家標準。醫(yī)院負壓隔離病房中應用電氣自動化技術，是現(xiàn)如今非常先進且普遍的制造技術，文章主要以崇明縣第二人民醫(yī)院門診大樓工程為例展開分析。

1.工程概述

崇明縣第二人民醫(yī)院門診大樓的裝修工程，擔任該項目的電氣項目經(jīng)理，該項目裝修造價1100萬元。其中機電造價為400萬元。該醫(yī)院主要是為崇明地區(qū)農(nóng)村居民服務的，其特點是就醫(yī)人員文化層次高低不齊，所以在電氣施工中的安全性顯得尤為重要。醫(yī)院電氣的特點是1、醫(yī)院的儀器和照明是不能斷電的，所以負荷要求高，2、醫(yī)院內(nèi)行動不便的病人多，又有大量的可燃物存在，所以防火要求高。所以在施工準備階段就對電氣設計圖紙進行了圖紙會審，找出圖紙中存在的安全隱患，比如設計圖紙中的部分配電箱和開關位置布置不合理，容易引起誤操作和其他預想不到的事故，并提出了自己的思路，獲得了院方和設計方的認可。

2.電氣自動化技術在醫(yī)院負壓隔離病房中的運用

2.1DCS控制系統(tǒng)

DSC控制系統(tǒng)主要是應用西門子S7—3O0（step7）控制軟件，將CTS7- 200PLC進行集成處理，最終所組成的DCS控制系統(tǒng)DP分站點總數(shù)為36個[1]。該系統(tǒng)上位機利用研華工控機能夠對溫濕度、風量與空調(diào)機組進行控制，通過PLC反映的數(shù)據(jù)采集以及組態(tài)止位機系統(tǒng)，主要有護士站、手術室站兩個部分。

系統(tǒng)應用DP主站主要有西門子S7-300主機，DP從站則是應用CO- TRUSTS7-200系統(tǒng)，控制帶有穩(wěn)定性和可靠性的特點，上位機和主站通信主要是TCPPI以組態(tài)網(wǎng)技術達到系統(tǒng)控制規(guī)定，上位機是通過DP輪循這種通訊手段對醫(yī)院內(nèi)手術室、PF、隔離病房以及空調(diào)冷熱水機站等所有數(shù)據(jù)進行交換，其余自動控制也能夠利用這一總線進行網(wǎng)絡控制。

2.2上位機控制系統(tǒng)

對于護士站和手術室站這兩個地點，組態(tài)軟件集成研華工控機可以對所有負壓隔離病房、CIU病房的空調(diào)機組、空調(diào)凈化系統(tǒng)溫濕度與風量等進行控制，通過PLC反映數(shù)據(jù)以及組態(tài)及時處理現(xiàn)場控制柜形成的故障與報警信號，按照如下流程進行：（1）針對各個電機運行的狀態(tài)、壓力、溫濕度等進行動態(tài)顯示[2];（2）各個機組進行手動以及自動的啟、停控制;（3）機組所發(fā)生故障發(fā)出維修預警，隨時可以打印報警信息;（4）維護方案的制定按照機組累計運行時間與客戶提交的維護方案為依據(jù);（5）溫度、濕度曲線支持實時顯示，能夠查詢最近7天的歷史曲線;（6）打印每日電機以及閥門的運行狀態(tài);（7）護士界面必須具有直觀性且可操作性的特點。

2.3PLC控制

在PLC采集系統(tǒng)內(nèi)輸入不同的信號，其中主要包含差壓開關、操作按鈕、溫濕度、觸摸屏和變頻器等，對其展開PLC編程處理，并針對執(zhí)行元件進行輸出控制，執(zhí)行元件主要包含電動比例執(zhí)行閥、排風機、新風機、加熱器、除濕器等。

2.4設備自動控制

2.4.1風機

該系統(tǒng)風機主要有送風機、增壓送風機、排風機幾種，要想實現(xiàn)其自控一般通過以下幾種形式來實現(xiàn)：（1）可調(diào)定頻控制。利用組態(tài)界面中設定好的數(shù)值，將其輸入到變頻器，從而實現(xiàn)變頻器開環(huán)控制，變頻器通過恒頻率實現(xiàn)風機的控制以及定頻;（2）恒風壓控制。利用組態(tài)網(wǎng)界面中設定的數(shù)值當作給定量，送風壓差傳感器在送風口檢測到的風壓則是反饋量，以此達到PID控制的目的。

2.4.2空調(diào)

空調(diào)冷熱源風冷熱泵機組內(nèi)部設置了2套空調(diào)外機，即供應新風針對總進風展開溫濕度預處理操作，此外則是供應手術部所有房間內(nèi)空調(diào)機組針對溫濕度展開合理控制。冷熱源的傳輸媒介是水，每個潔凈控制區(qū)域則是通過比例調(diào)節(jié)閥的方式對冷熱源輸入量進行控制。每一個空調(diào)機組加濕則是電加濕器來實現(xiàn)。PLC利用MODDBUS通訊協(xié)議控制空調(diào)外機，并且實現(xiàn)制冷與制熱的任意切換。

2.4.3新風系統(tǒng)

新風系統(tǒng)的空調(diào)外機主要應用風冷熱泵機組，當循環(huán)風系統(tǒng)空調(diào)機組在開機的狀態(tài)下，且室外溫度小于15℃，這時機組會自動關閉，如果室外溫度超過16℃時，這時機組將會自動開啟。新風機組通過電加熱的方式進行預加熱處理，若新風溫度與設置的溫度油電加熱相比較低，則要進行溫度補償。新風空調(diào)機組設置送風溫濕度通常會結合不同開機狀態(tài)下循環(huán)風機組的溫濕度進行最終確定[3]。若循環(huán)風機組在制熱狀態(tài)下，且設定溫度為-5℃，這時可以利用組態(tài)網(wǎng)參數(shù)設置界面對其進行調(diào)整，如果循環(huán)風機組在制冷狀態(tài)下，且設定溫度是+2℃，這時可以利用組態(tài)網(wǎng)參數(shù)設置界面對其進行調(diào)整。新風機組設定濕度是-5%，這時可以通過相同的方式對范圍進行調(diào)整。

2.4.4循環(huán)風系統(tǒng)

循環(huán)風系統(tǒng)空調(diào)外機主要是應用冷熱自動切換這一模式，在運行期間各個的空調(diào)機組比例調(diào)節(jié)閥控制模式也會隨之變化。通常系統(tǒng)會設置L和H兩個溫度切換點，且這兩個切換點的關系為L<H，如果室外溫度小于等于L℃，這時機組處于制熱狀態(tài)，如果室外溫度大于等于H℃，這時機組處于制冷狀態(tài)，若L℃小于室外溫度小于H℃，這時機組則會自動停機，若首次開機時L℃小于室外溫度小于H℃，此時系統(tǒng)則會默認為制熱狀態(tài)。

2.4.5濕度

所有控制點濕度均能夠利用4～20MA信號傳送的方式傳遞給PLC，隨后PLC再利用濕度比例控制法實現(xiàn)控制。加濕器一般是通過接觸器控制根據(jù)反映的濕度大小來實現(xiàn)控制。

結束語

綜上所述，在醫(yī)院負壓隔離病房中運用電氣自動化技術，是醫(yī)院實現(xiàn)自動化改革與創(chuàng)新的一項重要舉措，這關系到醫(yī)療水平的提升，同時也為日后醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展奠定了扎實的基礎。

參考文獻

[1]林鶴，朱俊龍.淺析我國電氣自動化技術發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].黑龍江科技信息，2016（33）：7.

[2]鄭坤民.電力系統(tǒng)運行中電氣自動化技術的應用策略[J].企業(yè)技術開發(fā)，2016，35（02）：31+33.

[3]陳曉琪.電氣自動化在電氣工程中的應用探索[J].山東工業(yè)技術，2016 （01）：83+90.