Project voor een gezondheidszorgfaciliteit: Shenzhen Nanshan Hospital

PLC-controlekamers in ziekenhuistoepassingen: kritieke functies en implementaties

Kerntoepassingsscenario's

A. Levensondersteunende systemen

Medische gascontrole

• Functie: Reguleert de zuurstofdruk ($O^2$), stikstofoxide ($N^{2}O$), en vacuümsystemen binnen het bereik van 0,4­0,55 MPa, waardoor de drukschommelingen onder de 1% blijven.
• PLC-rol: Bewaakt de druk in de pijpleiding met analoge invoersignalen (4 - 20 mA).
• Veiligheid: maakt automatische afsluiting tijdens brandsignalen mogelijk om te voldoen aan de NFPA 99-normen.

HVAC voor OR/ICU

• Precisiecontrole: Handhaaft luchtzuiverheid bij ISO-klasse 5, met een temperatuur tussen 20 en 24 °C en relatieve luchtvochtigheid (RH) tussen 40 en 60%.
• PLC-logic: Implementeert variabele frequentiedruk (VFD) - aangedreven laminaire stroomregeling, waarbij de luchtsnelheid 0,25 - 0,35 m/s wordt gehandhaafd.

B. Energiebeheer

Critische ladingoverdracht

• Uitvoering: automatisch starten van de generator binnen minder dan 10 seconden bij storing van het net, overeenkomstig UL 1008.
• PLC-logic: maakt gebruik van een automatische overdrachtsschakelaar (ATS) met twee bronnen en een gesloten overgangsschakelaar.

Harmonische verzachting

• De oplossing: PLC-gecontroleerde actieve filters verminderen de door MRI- en CT-apparatuur gegenereerde harmonische vervorming tot minder dan 5% totale harmonische vervorming (THD).

C. Automatisering van laboratoria

Bioveiligheidskastjes

• Controle: handhaaft een snelheid van 0,5 m/s terwijl de bandpositie dynamisch wordt aangepast.
• Gegevens loggen: Bewaar exploitatiedocumenten die voldoen aan 21 CFR deel 11.

Gespesialiseerde controles

EMC-overwegingen

Bescherming

• In MRI-zones worden omhulsels die voldoen aan MIL-STD-461G gebruikt om elektromagnetische compatibiliteit (EMC) te garanderen.

Geluidsbescherming

• Optische isolatie wordt gebruikt voor EKG/EEG-apparatuur om te voldoen aan de IEC 60601 - 1 - 2 geluidsbeveiligingsvereisten.

Ontwerp van redundantie

Architectuur

• Gebruikt dubbele hot-standby CPU's (SIL 3) voor dialyseapparaten om de continuïteit van de werking te garanderen.

Afwijzingsveilig

• b. met een vermogen van meer dan 50 W;

Operationeel voordeel

Veiligheid van de patiënt

• Vermijdt fouten bij het mengen van verdovingsgassen door middel van een vergrendelde klep.

Energie-efficiëntie

• Verminder het HVAC-energieverbruik met 30% door middel van op bewoning gebaseerde ventilatiestrategieën.

Optimalisatie van onderhoud

• Het gebruik van voorspellende algoritmen om slijtage van pomplagers te detecteren door middel van een vibratie-snelle Fouriertransformatie (FFT) analyse.

• Implementatievoorbeelden

• Afdeling	PLC-model	Sleutel I/O-configuratie
  OR Suites	Siemens S7 - 1500	16 AI (PT100), 32 DO (24 VDC)
  Apotheek	Allen - Bradley CompactLogix	8 - Servo-besturing van de as
  Centrale steriele	Omron NJ501	EtherCAT - aangesloten SCARA-robots