标签归档:手术室净化空调

手术室净化空调

手术室净化空调的设计和功能实现

0引入

清洁作为医院手术室控制的要求,和它的一个恒定的温度和湿度控制的要求。然而,由于indoorsurgery、一般照明等将对温度和湿度的影响,导致其操作很难满足所需温度和湿度的要求保持不变,所以温度和湿度指示器手术室净化控制是最重要的指标。温度直接影响到患者和医务人员的舒适,当房间湿度大于60%的情况下,细菌生长的速度将大大加快,细菌从控制的角度来看,湿度控制也是非常重要的。这需要手术室空调系统基于特定的温度和湿度的调整算法,按照相应的设置和操作面板上的快速响应实时控制的要求。这里基于西门子s7 – 224 cn PLC和文本构成TD400C显示控制系统。

l系统控制

1.1温度控制要求

通过设置管风的温度和湿度传感器检测体温的风和温度测量模拟PLC的输入信号。PLC将通过手术室测量温度和温度设置面板和PID计算比较,结果输出到相应的模拟输出,如冷/热水电动阀,通过开放的控制来实现温度控制。

1.2湿度控制

通过设置管在风的温度和湿度传感器检测到一个回风湿度和温度测量的信号发送到PLC模拟输入。PLC将测量湿度和水分通过手术室面板和PID值计算、结果输出到相应的模拟输出。在冬天模式通过电动调节阀调节加湿器的开放实现湿度控制的目的。模型在夏天,湿度控制不是一个加湿器打开一个控制,但调节阀和加热器实现集成的PID控制。

1.3风压力控制

过程按照需求所需的管道压力保持一定值,以满足医疗需求的手术室。系统通过提前inverter-driven鼓风机将满足工艺要求的变频器频率设置的值时,将空气中返回管道压力传感器测量的压力值作为反馈值,计算通过PID控制逆变器的输出频率,从而达到控制压力。

1.4人机接口需求

过程按照的要求现场在手术室操作面板,您可以设置温度和湿度控制系统,启动和停止,同时面板实时显示温度和湿度;同样,内阁是安装在人机界面的控制通过TD400C TD400C温度和湿度也可以启动和停止单位。为了调试系统,建立在TD400C强制模式中,回风温度和湿度和手动设置,屏蔽报警信号。

TD400C优先级高于手术室控制设置面板可以从手术室设置屏蔽信号。

1.5安全需求

故障系统中有三种信号被发送到信号风扇失败,缺乏防风故障信号、压力信号的效果。三种信号,旨在保护风道通风。有一个声音和光线显示报警,提醒工作人员采取措施。

2系统硬件和技术概要文件

2.1硬件组件

通过测试整个系统的硬件组件、控制组件和实现组件。

路在风中通过设置温度和湿度传感器来检测一个回风温度和湿度;通过设置在回风管道压力传感器检测的压力;通过设置温度上的水管水温度传感器来检测和确定操作模式;主要指s7 – 224 PLC控制组件,TD400C手术室控制面板,电器元件的实现包括管控制阀,加湿器和加热器控制阀调节阀等。

2.2技术介绍

系统启动后,如缺乏缺乏防风发送报警信号通过管道安装在传感器系统的水温检测模式。模式分为冬季和夏季。如果水的输送管道温度超过30℃在冬季模式中,低于30℃,而夏季模式。

模式在冬天,温度低于如果回风温度,然后打开阀门致动器,流更多的提高热水温度;如果回风湿度低于设定湿度,加湿器打开打开提高湿度。模式在冬天如果回风温度高于设定值时,阀门致动器来减少输出孔,通常在冬天模式总是低于回风湿度湿度设置,它不考虑回风湿度可能设置湿度。在夏季模式,除了温度控制除湿机。优先级系统的需求和湿度调节。所谓的优先条件和湿度意味着更高的湿度在夏天,控制器通过计算调整后的输送管道(管约为7℃冷冻水)来实现冷却除湿的目的,并通过开放产生的温差电加热器进行补偿。当回风湿度符合要求,系统自动进入温度控制的状态。模式选择的流程图如图1所示。

手术室净化空调控制系统的设计和实现

图片不清楚?点击这里查看图像(更大的)。

3系统软件设计

按照流程要求和硬件配置使用西门子STEP7微/ WIN32系统软件配置和TD400C人机界面的设计。

软件设计包括温度和湿度控制,强制模式选择、模式选择和警察处理失败。

3.1模式选择

控制方式设置指的是系统分为TD400C控制设置(手动)和手术室控制面板设置(自动)两种。在手动模式和模式的强制性和非强制性。在手动模式可以设置面板中屏蔽手术室温度、湿度和系统启动和停止信号。考虑系统的调试,该系统还设置一个强制性的模式。在强制模式下,您可以手动设置回风温度、回风湿度、空气压力传感器的信号,和各种失败可以手动复位报警信号,控制方式选择流程图如图2所示。

手术室净化空调控制系统的设计和实现

图片不清楚?点击这里查看图像(更大的)。

3.2处理故障报警

按照设计要求,如果有故障信号鼓风机,缺乏防风故障信号、压力信号的效果,会有声音和灯光表演,提醒员工采取措施,流程图如图3所示。

手术室净化空调控制系统的设计和实现

图片不清楚?点击这里查看图像(更大的)。

3.3温度和湿度控制

软件设计的核心温度和湿度控制,使用PID控制调节温度和湿度。控制指的是PID闭环控制系统PID控制。

传统的PID控制系统框图如图4所示。

手术室净化空调控制系统的设计和实现

图片不清楚?点击这里查看图像(更大的)。

是一个线性PID控制器,它按照给定值的r(t)和实际输出值y(t)构成控制误差:

e(t)= r(t)1 y(t)

的偏差的比例(P),积分(I)和微分(D)通过一定的线性组合构成u(t)控制对象的控制。其控制律如下:

手术室净化空调控制系统的设计和实现

图片不清楚?点击这里查看图像(更大的)。

输入:KP比例系数;TI的积分时间常数,TD的微分时间常数。

当目标之间的音量控制和检测错误(或称为控制错误),误差小,操作的体积小,误差越大,越大的操作,控制算法包含偏差的比值,或P行动。自动平衡的目的,控制对象的比例来控制它的最后阶段循序渐进的变化在一定程度的错误将会留下,称为稳态误差或抵消。控制算法,这样的比例中包含的错误指出消除稳态误差,或者我移动。偏见反映在体积的增加或减少操作,为了提高控制特征,它包含一个微分控制算法,这样误差比率,或D行动,pre-action。包括三个动作是PID控制的控制算法。

风格(1)也可以写:

手术室净化空调控制系统的设计和实现

图片不清楚?点击这里查看图像(更大的)。

地点:KI = KP / TI积分系数;KD = KP TD微分系数。

考虑起诉对象具有大滞后,以及PLC是一种数字处理,(2)离散化的类型:

手术室净化空调控制系统的设计和实现

图片不清楚?点击这里查看图像(更大的)。

地点:θ代表采样周期,e代表错误(k)目前,e代表最后一个采样周期(k-1)错误。如果θ足够小,这近似可以相当准确,被控持续的过程和控制过程非常接近。该算法被称为位置的算法。算法,因为整个输出的位置,所以每个国家与过去的输出,并计算e(k)积累,计算工作量。此外,由于计算机输出u(k)与执行机构的实际位置相对应,如电脑故障,u(k)实质性执行机构的位置的变化会引��重大的改变在生产这样的情况是经常在不允许的做法。考虑的对象系统控制阀,所以使用增量式PID控制算法更好。

(3)类型按照递归的原则推动:

手术室净化空调控制系统的设计和实现

图片不清楚?点击这里查看图像(更大的)。

风格(5)作为增量PID算法。

随着控制增量△u(k)只与最近的采样时刻的确定k的价值,那是容易通过加权更好的控制效果。

控制要求按照现场,被控过程不能超过新兴超调现象。然而,建筑工地和结合温度、湿度有大量延时特性不可避免地过度。

温度控制是一个决定性的质量方面的PID调节器的温度控制参数调优,PID参数设置决定质量的温度控制的质量。在实践中,医院手术室温度希望尽可能快速沉淀时间。然而,快速反应温度,这将导致过度,可能会形成一个长期的温度冲击。调整温度控制精度和温度的速度往往是不可调和的,如果允许精度的前提下尽可能地加快调整速度意味着减少冲击。通常的做法是在这个过程中PID调节器调节引入死区控制。然而,即使保护死区,受现场条件,效果没有普遍性。

呃,如果为温度设定错误,Es设置温度、Eb温度实际值,等温度的死区,然后:

手术室净化空调控制系统的设计和实现

图片不清楚?点击这里查看图像(更大的)。

这样做的后果是,即使引入死区,对改善PID调节器的影响也是有限的。为此,引入温度变化,通过改变温度变化的速度人为地改变死区,这样的错误在计算PID的价值将会改变调节速度会相应改变。

设置一分钟前温度T1,T2是温��,Tc是温度的变化率,Tc = T2是一个。Tc不仅能够确定,通过温度的起伏变化,可以知道温度变化的速度。

因此,使用Tc和当前的实际温度Eb错误Es死区设置温度。

如果Es-Eb > 0,不符合温度设置和Tc > 1,然后等= | Es-Eb |,即PID温度调节,错误Er输入为零,然后停止PID温度调节,自动增加温度设置值。反之亦然。

4结论

手术室净化管理需求,建立s7 – 224 plc作为控制核心,作为人机界面TD400C控制系统。通过系统来满足手术室控制温度和湿度,最大程度避免超调现象,整个系统提高可控性和稳定性。