樂山層流凈化手術室空調控制系統的設計與實現

admin 2020-09-01 18:06:04 閱讀

潔凈室是醫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)，手術室內形成正壓環境，使氣流從潔凈度高的手術區域流向潔凈度低的區域，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其不同區域（如手術間、無菌準備間、刷手間、麻醉間和周圍干凈區域等）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，例如美國聯邦標準1000級為每立方尺空氣中≥0.5μm的塵粒數，≤1000顆或每升空氣中≤35顆。然而，由于手術室內缺乏陰影燈，普通照明燈會對溫濕度產生影響，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系統能夠根據具體的算法調節溫度和濕度，并根據相應操作面板上設定的值快速響應實時控制要求。該控制系統由西門子S7-224cn PLC和文本顯示TD400C組成。

1 系統控制要求

1.1 溫度控制要求

回風溫度由風管內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

回風濕度由風管內設置的集成溫濕度傳感器檢測，測得的溫度信號傳輸到plc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，通過調節加濕器電動控制閥的開度來實現濕度控制。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的，而是通過水閥調節器和加熱器的綜合PID控制來實現的。

1.3 風道壓力控制

根據工藝要求，必須保持氣管內的壓力，以滿足手術室的醫療要求。系統通過逆變器驅動風機，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

根據現場技術要求，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。為了調試系統，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先級，可以屏蔽手術室的設定信號。

1.5 安全要求

該系統故障信號有三種，即風機故障信號，缺風保護故障信號，壓力信號作用。這三個信號旨在保護該管道中的空氣流動。有聲光顯示報警，提醒工作人員采取行動。

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