Progetto di strutture sanitarie: Ospedale di Shenzhen Nanshan

Cabinetti di controllo PLC nelle applicazioni ospedaliere: funzioni critiche e implementazioni

Scenari di applicazione fondamentali

A. Sistemi di supporto vitale

Controllo dei gas medici

• Funzione: regola le pressioni dell'ossigeno ($O^2$), ossido di azoto ($N^{2}O$), e sistemi a vuoto nell'intervallo di 0,4­0,55 MPa, che garantiscono che le fluttuazioni di pressione rimangano inferiori all'1%.
• Ruolo del PLC: Monitora le pressioni delle condotte utilizzando segnali di ingresso analogici (4 - 20 mA).
• Sicurezza: Consente lo spegnimento automatico durante gli allarmi antincendio per conformarsi alle norme NFPA 99.

HVAC per OR/ICU

• Controllo di precisione: mantiene la pulizia dell'aria alla classe ISO 5, con una temperatura compresa tra 20 e 24 °C e un'umidità relativa (RH) compresa tra il 40 e il 60%.
• PLC LogicImplementa un azionamento a frequenza variabile (VFD) - controllo del flusso laminare azionato, mantenendo la velocità dell'aria a 0,25 - 0,35 m/s. Monitora la pressione differenziale (DP) dei filtri HEPA.

B. Gestione dell'energia

Trasferimento di carico critico

• Attuazione: avvia automaticamente il generatore in meno di 10 secondi in caso di guasto della rete, in conformità ai requisiti UL 1008.
• PLC Logic: utilizza un interruttore di trasferimento automatico a due sorgenti (ATS) con interruttore a transizione chiusa.

Mitigazione armonica

• Soluzione: i filtri attivi controllati da PLC riducono gli armonici generati dalle apparecchiature di risonanza magnetica e di TAC a meno del 5% della distorsione armonica totale (THD).

C. Automazione di laboratorio

Apparecchi per la sicurezza biologica

• Controllo: mantiene una velocità di 0,5 m/s mentre regola dinamicamente la posizione della fascia.
• Registrazione dei dati: memorizza i registri operativi conformi al 21 CFR parte 11.

Requisiti di controllo specializzati

Considerazioni EMC

Protezione

• Gli involucri conformi a MIL - STD - 461G sono utilizzati nelle zone di risonanza magnetica per garantire la compatibilità elettromagnetica (EMC).

Immunità al rumore

• L'isolamento ottico è utilizzato per le apparecchiature ECG/EEG per soddisfare i requisiti di immunità acustica IEC 60601 - 1-2.

Progettazione della ridondanza

Architettura

• Utilizza due CPU in standby (SIL 3) per le macchine di dialisi per garantire la continuità operativa.

Difesa contro il guasto

• b. dispositivi per il controllo delle emissioni di gas di scarico;

Benefici operativi

Sicurezza del paziente

• Previene gli errori nella miscelazione dei gas anestetici attraverso il controllo della valvola interconnessa.

Efficienza energetica

• Riduzione del 30% del consumo di energia HVAC grazie a strategie di ventilazione basate sull'occupazione.

Ottimizzazione della manutenzione

• Utilizza algoritmi predittivi per rilevare l'usura del cuscinetto della pompa tramite analisi di trasformazione di Fourier veloce a vibrazione (FFT).

• Esempi di attuazione

• Dipartimento	Modello PLC	Configurazione delle chiavi di ingresso/uscita
  OR Suites	Siemens S7 - 1500	16 AI (PT100), 32 DO (24 VDC)
  Farmacia	Allen - Bradley CompactLogix	8 - controllo servoasse
  Sterilità centrale	Omron NJ501	EtherCAT - robot SCARA connessi