力控在高壓氧艙治療監(jiān)控及視頻監(jiān)視中的應(yīng)用
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力控的多艙高壓氧治療監(jiān)控及視頻監(jiān)視系統(tǒng),可良好地實(shí)現(xiàn)進(jìn)艙、加壓、穩(wěn)壓、吸氧、減壓、出艙的壓力和氧濃度的全程自動(dòng)控制,支持艙體環(huán)境空氣壓力和吸氧壓力的常規(guī)方案及自定義方案,在安全限度內(nèi)嚴(yán)格控制壓力變化速率,實(shí)現(xiàn)壓力曲線的平滑過渡,支持多路語音切換、多路視頻切換監(jiān)視等功能,具有過壓、變送器失效、斷路、溫度過高過低及失控報(bào)警能力,雙機(jī)熱備支持為有更高可靠性需求用戶提供更佳的監(jiān)控環(huán)境。采用此種平臺(tái),可以有效地改善治療條件,更好地提高治療效果,并且極大地降低了患者的治療風(fēng)險(xiǎn)。
一、系統(tǒng)組成
板卡類:PCI1713、PCI1760、PCI1756、PCL727、V878-PRO等;
檢測(cè)設(shè)備:壓力變送器、熱電阻、氧分析儀、氧流量檢測(cè)儀、接近開關(guān)等;
控制輸出設(shè)備:氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、風(fēng)機(jī)等;
視頻設(shè)備:攝像頭等。
系統(tǒng)點(diǎn)數(shù):模擬量輸入62點(diǎn)(3個(gè)壓力變送、8個(gè)閥位信號(hào)、45個(gè)氧流量檢測(cè)、3個(gè)溫度傳感、3個(gè)氧分析),模擬量輸出8點(diǎn)(主副艙及過渡艙6個(gè)調(diào)節(jié)閥、1個(gè)供氧閥、1個(gè)總儲(chǔ)氣閥),數(shù)字量輸入6點(diǎn)(3個(gè)風(fēng)機(jī)、3個(gè)艙門接近開關(guān)),數(shù)字量輸出7點(diǎn)(3個(gè)風(fēng)機(jī)、3路聲音切換、1路聲光報(bào)警)。
二、功能特點(diǎn)及技術(shù)要求
1、特點(diǎn):
* 常規(guī)治療方案及用戶自定義方案控制;
* 環(huán)境氧濃度,吸氧壓力等的全程控制;
* 治療過程氧濃度控制;
* 多艙不同控制方案的同時(shí)操艙;
* 自動(dòng)通風(fēng)、回風(fēng);
* 多路語音提示切換;多路視頻監(jiān)視切換;
* 雙機(jī)熱備冗余支持;
* 壓力、溫度、氧濃度超限報(bào)警;
* 檢測(cè)器斷線、失效報(bào)警;
* 系統(tǒng)失控報(bào)警;
* 環(huán)境溫度≥45℃自動(dòng)緊急泄壓確認(rèn);
* 吸排氧量統(tǒng)計(jì);
* 病例記錄統(tǒng)計(jì);
* 全程控制曲線記憶存儲(chǔ)。
2、語音提示:
(1)、進(jìn)艙前;
(2)、加壓階段;
(3)、穩(wěn)壓階段;
(4)、第一次吸氧;
(5)、第一次吸氧結(jié)束;
(6)、第二次吸氧;
(7)、第二次吸氧結(jié)束;
(8)、減壓階段;
(9)、治療結(jié)束。
3、技術(shù)要求:
艙內(nèi)環(huán)境氧濃度:<24%
環(huán)境壓力范圍:≤0.6Mpa
供氧壓力:0.45~0.65Mpa
環(huán)境壓力變化速率:≤0.01Mpa/分
供氧壓力變化速率:≤0.05Mpa/分
緊急泄壓時(shí)間:<2.5分
三、系統(tǒng)組態(tài):
力控提供了支持包括DCS、PLC、智能模塊、智能儀表、板卡、控制器等設(shè)備驅(qū)動(dòng),在配置之前首先安裝研華板卡附帶的驅(qū)動(dòng)程序,然后在系統(tǒng)幫助指引下很容易實(shí)現(xiàn)IO的驅(qū)動(dòng)。通過在draw中點(diǎn)擊導(dǎo)航器中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫—I/O設(shè)備驅(qū)動(dòng)—板卡—研華,來配置板卡驅(qū)動(dòng)部分。同時(shí)力控組態(tài)環(huán)境提供了視頻支持能力,可以通過插入視頻控件來完成V878-PRO最多四路視頻的實(shí)時(shí)監(jiān)視。
語音驅(qū)動(dòng)方面,因系統(tǒng)支持多艙的同時(shí)自動(dòng)控制過程,PC機(jī)的一路聲音輸出需要有選擇地輸送到某一個(gè)艙體,可以通過PCI1760來實(shí)現(xiàn)多艙語音提示切換。
力控策略生成器為實(shí)現(xiàn)類如壓力曲線的控制提供了簡(jiǎn)易構(gòu)建方法。在控制策略中放置PID控制功能塊,在PID前端用一個(gè)斜坡功能塊的輸出作為PID控制的設(shè)定值,構(gòu)成壓力曲線的控制過程。斜坡控制最多支持25個(gè)時(shí)間段,最長(zhǎng)控制時(shí)間為49天。斜坡功能塊主要用于升降溫度或壓力等的曲線控制,也可以用于單元的自動(dòng)啟動(dòng)和簡(jiǎn)單控制,可設(shè)定時(shí)間單位、時(shí)間范圍、各個(gè)斜坡段數(shù)值、回路方式等參數(shù),可完全滿足氧艙壓力控制需求。
策略生成器PID功能塊,根據(jù)設(shè)定值SV和過程測(cè)量值的偏差完成PID算法。PID控制回路有三種方式:MAN,AUT和CAS。在不同狀態(tài)時(shí),具有自動(dòng)跟蹤、無擾動(dòng)切換等功能。
PID功能塊屬性中有測(cè)量值、設(shè)定值、控制方式、緊急聯(lián)鎖狀態(tài),和P、I、D、安全聯(lián)鎖值、正/逆動(dòng)作、偏差死區(qū)等多個(gè)參數(shù),可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜PID整定處理。
當(dāng)出現(xiàn)某一特殊狀態(tài)如連鎖動(dòng)作時(shí),如果緊急聯(lián)鎖狀態(tài)被置為ON, PID控制回路將自動(dòng)從AUT切換到MAN狀態(tài),同時(shí)將輸出值設(shè)定為預(yù)先給定的安全聯(lián)鎖值。
策略生成器中的通用線性化功能塊,可以對(duì)輸入進(jìn)行分段線性化處理,修正由于檢測(cè)元件非線性化造成的誤差,為監(jiān)控平臺(tái)提供準(zhǔn)確的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)。
主副艙和過渡艙都可實(shí)現(xiàn)常規(guī)方案及自定義方案控制,并提供交互的控制能力;其中過渡艙是為醫(yī)務(wù)人員在患者穩(wěn)壓吸氧期間入艙治療、或患者出現(xiàn)不適需要緊急出艙而設(shè)立,因此監(jiān)控系統(tǒng)提供了過渡艙的無人狀態(tài)快速升降壓,有人狀態(tài)自定義升降壓方案選擇等特殊處理。
力控提供了易于使用的報(bào)表功能,方便數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析及存檔。
力控的實(shí)時(shí)趨勢(shì)圖可以實(shí)現(xiàn)控制點(diǎn)及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)曲線顯示;支持壓縮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的歷史趨勢(shì)圖及歷史報(bào)表功能,方便實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及患者操艙治療數(shù)據(jù)回顧,為日后解決疑難問題提供了必要的數(shù)據(jù)參考。
力控有強(qiáng)大的DDE、OLE、ODBC支持能力,并提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)ActiveX控件接口——DBCOM。DBCOM不但支持本地?cái)?shù)據(jù)庫,還支持分布式的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫。使用戶可以在常用開發(fā)環(huán)境(如VC++、VB、VFP、 Delphi、FrontPage、C++ Builder等)下調(diào)用DBCOM來訪問DB中的數(shù)據(jù),為實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理提供了便利。
力控的高壓氧艙解決方案,為有更高可靠性要求的用戶提供了雙機(jī)熱備方式。從機(jī)時(shí)刻監(jiān)測(cè)主機(jī)運(yùn)行情況,一旦發(fā)現(xiàn)主機(jī)故障或停止響應(yīng),立即接管整個(gè)系統(tǒng),并發(fā)出必要的報(bào)警指示,以確保高壓氧艙環(huán)境的可靠性。
四、調(diào)試運(yùn)行
調(diào)試運(yùn)行階段,主要是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件,進(jìn)行PID參數(shù)方案設(shè)定,在保證平穩(wěn)控制的同時(shí),具有較好的系統(tǒng)響應(yīng)能力;壓力、溫度、氧濃度檢測(cè)設(shè)備的零點(diǎn)校正處理;復(fù)位調(diào)試統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。并根據(jù)氧艙不同于其它環(huán)境的易燃易爆性,要求艙內(nèi)相關(guān)設(shè)備,接近氧源的檢測(cè)及控制設(shè)備、監(jiān)控線路、接線端子等必須達(dá)到防爆要求,不能超過氧艙規(guī)范的電壓限定,做好系統(tǒng)接地及屏蔽處理,并著力測(cè)試整體的安全性能指標(biāo)及報(bào)警聯(lián)鎖、雙機(jī)熱備冗余、自動(dòng)緊急泄壓等功能,在保證良好的控制效果和交互能力的同時(shí),消除隱患,確保治療環(huán)境的安全。
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