电气自动化技术在医院负压隔离病房中的应用研究
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摘 要：随着当前社会经济的飞速发展以及科技水平的不断提升，大量新型的先进技术不断涌现，深刻影响着社会以及人们日常生活的方方面面。其中电气自动化技术在社会各行业各领域都得到了较为广泛的应用，而在医院负压隔离病房中的应用更是极大程度的保障了病房内的良好环境，为医院工作人员的工作提供了一定便利，同时在某种程度来说对病房内病人疾病的恢复也起到了重要帮助。但从现阶段我国负压隔离病房中电气自动化技术应用的实际情况来看，电气自动化控制技术方面较为不理想，在一定程度上阻碍着电气自动化技术功能作用的良好发挥。
关键词：电气自动化技术;医院;负压隔离病房;应用研究
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）20-0021-02
在医院负压隔离病房中电气自动化技术的应用主要体现在洁净空调的自动化控制方面，基于PLC自动化系统的应用能够促使医院负压隔离病房中温湿度的稳定控制以及各隔离病房区压差的维持得以有效实现，同时通过对洁净区风速风量的控制、促使其能够与国家每小时换气次数的标准要求相匹配，进而确保医院负压隔离病房空气洁净系统能够与国家规定标准要求做到完全一致与高度符合[1]。本文通过对DCS控制系统、上位机控制、PLC可编程控制、HMI触摸屏控制等方面内容设计进行了分析探讨，希望对研究电气自动化技术在医院负压隔离病房中应用的相关人员的工作提供一定帮助。
1 DCS控制系统
DCS控制系统是基于西门子控制软件（S7-300-step7）的基础上与PLC（CTS7-200）相结合进而得以构建而成的，与此同时其中包含了三十六个DP分站点。DCS控制系统在对研华工控机进行合理利用的基础上进而促使对DCS整体系统的温湿度、风速风量、空调机组的监管和控制得以有效实现，通过采集并组态PLC反馈的数据，进而在护士站、手术室站两方面将上位机系统进行合理划分[2]。
DCS控制系统中DP主叫从站建立通信（DP主站）为其主要运用的通信系统：DCS控制系统主机为S7-300型号的西门子设备，而CO-TRUST S7-200系统则主要为DP从站运用的系统形式，能够可靠且稳定的控制相应设备，而对于上位机与主站通信来说，其基于以态网技术运用的基础上确保系统控制要求得到充分满足;对于上位机来说，其主要运用的通讯方式为DP轮循形式，进而确保ICU、隔离病房、空调冷热水机站、手术室等多个环节之间的数据交换得以有效实现，而与此同时对于一些其他的自动控制功能来说，通过此总线也能促使其自动化控制功能的网络控制模式得以切实有效实现[3]。
集散型控制系统是DCS系统的另一种名称，集散型控制系统是能够集中管理较为分散现场设备的一种有效系统模式。对于集散型控制系统来说，其主要有护士站和手术室站S7-300（中央站）;如CTS7-200PLC的控制站;如温湿度传感器、空调、压差开关、增压风机、排风机等的现场站三个层面。
2 上位机控制
上位机控制主要分为护士站和手术室站，通过对组态软件集成研华工控机的合理利用能够促使其对整个负压隔离、ICU等病房的空调净化系统温湿度、风速风量、空调机组的监控得以有效实现，通过采集和组态PLC反馈的数据，能够及时反馈现场控制柜内的报警信号并在此基础上对及时有效的处理故障问题[4]。主要包含：（1）界面具备工艺流程图形，能够对各电机运行状态、温湿度、压力数据、阀门状态进行动态显示;（2）能够促使机组启停控制的手动和自动的形式得以有效实现;（3）能够及时显示机组的多样化故障问题，同时能够将维修提示及时发出显示进而启动报警系统，并且可随时打印报警信息;（4）对维护工作能够进行计划，基于设备累计运行时间、客户提供的设定维护计划的基础上及时提示系统的维护与保养等方面的工作项目;（5）能够实时显示温湿度曲线，同时还能对一周内的温湿度历史去进行进行查询，并且能够存储一千条报警信息和事故信息;（6）及时有效的记录并打印每天的電机和阀门运行的实际状态信息;（7）护士站及手术室站各系统、各环节的操作流程和帮助;（8）能够为护士提供简单且直观的操作界面;（9）系统维护界面及护士日记界面的显示。
3 PLC可编程控制
PLC可编程控制主要是对系统各输入信号如操作按钮、差压开关、温湿度、报警信号、变频器等信号进行采集，并通过PLC编程处理以及输出这类信号，进而对各执行元件如电动执行阀、新风机、排风机、热冷器等的工作状态进行有效控制，促使控制要求和需求得以有效实现，确保PLC可编程控制作用的充分且全面发挥[5]。
4 HMI触摸屏控制
温湿度棒状图、各阀门状态、各电机状态、报警信息、故障信息等会在触摸屏上进行显示，并且在对各生产流程进行控制的过程中可以手动进行相关操作，同时其运行情况等也能够保证看到，为相关工组人员的工作提供了极大的便利，同时也在一定程度上促使相应工作的质量和效率切实有效的提升[6]。操作箱会在每个隔离病房配备一个，而操作箱上又会配备一个十寸的屏幕，并且在这个屏幕上又具备一个开关机位置，屏幕上能够设定并显示隔离病房的温湿度，同时还能显示机组故障、报警信息等。
5 情报面板
情报面板会在相应的控制站进行合理配置，而控制有无影灯、照明等功能是基于情报面板的基础上得以有效实现的，并且其通过情况面板还能向PLC自动化控制系统进行进入。在对情报面板进行控制的过程中相应的无源触点会由PLC提供进而实现对其的控制，在PLC进行输入的过程中会需要24V的开关量，而这24V的开关量正是由情报面板所提供[7]。每间手术室机组开关机的手术计时、麻醉计时以及各种报警等都是由情报面板独立完成的;而通过情报面板即可进入到PLC自动化控制系统的有设定并显示温湿度、显示机组故障及各种报警信息、控制无影灯和照明灯。 6 设备自控
6.1 风机控制
风机控制系统中的风机主要有送风机、增压送风机、排风机三种，并且对其的控制方案主要包含两种。
（1）可调定频控制。将变频器的输入直接以组态界面上的设定值为准，进而达到控制变频器开关的目的，同时在变频器对风机进行控制的过程中使用的是恒频率。为了促使风机的定频得以有效实现，可以将设定值的改变直接在组态界面上进行、进而保障各区域一定要求的正负压维持得以有效实现。在检测风机故障的过程中，可以基于变频故障反馈及其配套的差压开关基础上来进行，进而确保故障问题以及故障位置的及时性以及高度准确性[8]。
（2）恒丰压控制。在对给定量进行设置的过程中，可以以组态网界面的设定值为依据进而对给定量进行合理设置，而在对反馈量进行设置的过程中，则可以通过利用送风压差传感器进行利用、进而对送风口的风压进行检测，以此对反馈量进行合理设置，促使合理有效的控制变频器得以实现。
6.2 空调控制
对于医院负压隔离病房中空调冷热源来说，其运用的机组为风冷热泵，并且会对两套空调外机进行设置，两套空调外机中的其中一套主要是对新风进行供应，进而实现预处理总进风的温湿度;而第二套空调外机则是对手术部各房间空调机组进行有效供应，确保控制各房间的温湿度[9]。水作為冷热源的传输媒介并且各洁净控制区域在对冷热源的输入量进行调节的过程中主要由比例调节阀进行。在对各空调机组进行加湿的过程中是电加湿器独立完成的加湿工作。而这两套空调外机制冷制热的切换主要受基于MODDBUS通讯协议应用基础上的PLC所控制。
6.3 新风系统控制
风冷热泵机组为新风系统空调外机所采用的主要形式，在处于开机状态的循环风系统空调机组以及开机状态下的新风机组基础上，一旦室外温度在15摄氏度之下的温度时，此时机组的自动关机功能就会进行工作，而在室外温度在16摄氏度之上时，此时机组的自动开机功能进行工作。预加热处理为新风机组电加热的主要处理形式，对比设定温度、一旦新风温度比其低时，此时电加热的温度补偿工作就会开始开展。
对于新风空调机组来说，其在对送风温湿度进行设定的过程中，通常都会通过以处于开机状态的各循环风机组为依据，进而决定温湿度的具体设定。处于制热状态的循环风机组，在对温度进行设定时主要以各机组设定的最低温度为依据进而进行设定;而处于制冷状态的循环风机组，在对温度进行设定时则主要以各机组设定的最高温度为依据进行温度的设定。而新风机组在对湿度进行设定的过程中主要是以各机组设定的最低湿度为依据进行其湿度的设定[10]。
6.4 循环风系统控制
对于循环风系统的空调外机来说，其所采用的模式主要为冷热自动切换，同时也进行自动改变的为各空调机组比例调节阀控制模式。
6.5 温度控制
4-20MA的信号向相应控制的PLC进行传输可以是每一个控制点的温度信号传送形式，而此时PLC对温度进行控制的过程中可以使用分段比例控制法来进行相应的控制工作;分段控制主要体现在加热器温度控制，并且在分段控制其温度时应使用接触器来进行，在控制过程中应确保基于温度大小的反馈和波动变换的基础上来进行;在加热过程中应以升降温的规律为依据来进行，或者还可以进行制冷、此时应基于冷水比例阀开度的基础上来进行。
6.6 湿度控制
湿度的控制与每个控制点的温度一样，也可以以4-20MA的信号向相应控制的PLC进行湿度信号的传输，此时PLC控制湿度过程中所使用的方法主要为湿度比例控制法;并且在湿度控制的过程中用接触器作为加湿器进行并基于反馈湿度大小的基础上进行相应的控制工作，在加湿或除湿的过程中主要依据的为湿度变换规律来进行相应的湿度控制。
7 结语
通过对先进的可编程DP总线、上位机组态技术进行合理应用，可以促使在护士站、手术室站中集中管理三十六个分站点数据信息的形式得以有效实现，并且确保在接触屏上即可操作以及管理各分站，实现了对病房病情控制的及时以及高效性，同时在设备的有效管理方面也得以不断提升，促使整体控制系统的自动化得以不断深入发展。
参考文献
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[10] 许记.PLC技术在医院电气设备自动化控制中的应用[J].现代工业经济和信息化，2018，8（13）：99-100+102.
作者简介：王金星（1992—），男，辽宁盘锦人，本科，助理工程师、高级维修电工，研究方向：电子与集成电路、信号处理、系统控制。
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