Projekt obiektu opieki zdrowotnej: Szpital Shenzhen Nanshan

Kabiny sterujące PLC w zastosowaniach szpitalnych: krytyczne funkcje i wdrożenia

Główne scenariusze zastosowań

A. Systemy podtrzymywania życia

Kontrola gazu medycznego

• Funkcja: reguluje ciśnienie tlenu ($O^2$), tlenek azotu ($N^{2}O$), oraz układy próżniowe w zakresie 0,4­0,55 MPa, zapewniające utrzymanie wahań ciśnienia poniżej 1%.
• Rola sterownika: Monitoruje ciśnienie rurociągu za pomocą sygnałów wejściowych analogowych (4 - 20 mA). Włącza alarm w przypadku naruszenia progów ciśnienia (zgodnie z normą EN ISO 7396 - 1).
• Bezpieczeństwo: Umożliwia automatyczne wyłączenie podczas alarmu pożarowego zgodnie z normami NFPA 99.

HVAC dla oddziału operacyjnego/oddziału intensywnej terapii

• Kontrola precyzyjna: Utrzymuje czystość powietrza w klasie ISO 5, przy temperaturze od 20 do 24 °C i wilgotności względnej (RH) od 40 do 60%.
• Logika PLC: Wdraża napęd zmiennej częstotliwości (VFD) - napędzane laminarne sterowanie przepływem, utrzymując prędkość powietrza w zakresie 0,25 - 0,35 m/s. Monitorowanie ciśnienia różniczkowego (DP) filtrów HEPA.

B. Zarządzanie energią

Przeniesienie obciążenia krytycznego

• Wdrożenie: Automatyczne uruchomienie zestawu generatorów w ciągu mniej niż 10 sekund w przypadku awarii sieci zgodnie z wymogami UL 1008.
• Logika PLC: Używa automatycznego przełącznika przeniesienia (ATS) z dwoma źródłami, z przełączeniem zamkniętym.

Harmoniczne łagodzenie

• Rozwiązanie: Aktywne filtry sterowane przez PLC zmniejszają harmoniki generowane przez urządzenia MRI i CT do mniej niż 5% całkowitego zniekształcenia harmonicznego (THD).

C. Automatyka laboratoryjna

Szafki bezpieczeństwa biologicznego

• Kontrola: Utrzymuje prędkość powierzchni 0,5 m/s przy dynamicznej regulacji pozycji paska.
• Rejestrowanie danych: Przechowuje zapisy operacyjne zgodne z 21 CFR część 11.

Specjalne wymagania w zakresie kontroli

Zważywania EMC

Osłony

• Obudowy zgodne z MIL - STD - 461G są stosowane w strefach MRI w celu zapewnienia kompatybilności elektromagnetycznej (EMC).

Bez hałasu

• Izolacja optyczna jest stosowana w urządzeniach EKG/EEG w celu spełnienia wymagań IEC 60601 - 1-2 w zakresie odporności na hałas.

Projektowanie nadmiaru

Architektura

• W celu zapewnienia ciągłości pracy urządzenia dializowe wykorzystują podwójne procesory gotowego gotowości (SIL 3).

Bezpłatne

• Włącza zegarki z czasem przejścia nieprawidłowego mniejszym niż 100 ms.

Korzyści operacyjne

Bezpieczeństwo pacjenta

• Zapobiega błędom w mieszaniu gazów znieczulających poprzez sterowanie zaworami z wzajemnym zablokowaniem.

Efektywność energetyczna

• Osiąga 30% redukcji zużycia energii HVAC dzięki strategii wentylacji opartych na obszarze zamieszkania.

Optymalizacja utrzymania

• Wykorzystuje algorytmy predykcyjne do wykrywania zużycia łożysk pompy za pomocą analizy szybkiej transformacji Fouriera (FFT).

• Przykłady wdrożenia

• Wydział	Model PLC	Konfiguracja klucza I/O
  Apartamenty OR	Siemens S7 - 1500	16 AI (PT100), 32 DO (24 VDC)
  Farmacja	Allen - Bradley CompactLogix	8 - układ serwo sterowania osi
  Środkowa sterylność	Omron NJ501	EtherCAT - połączone roboty SCARA