Dự án Cơ sở Chăm sóc Sức khỏe: Bệnh viện Nam Sơn, Thâm Quyến

Tủ điều khiển PLC trong ứng dụng Bệnh viện: Chức năng và Triển khai Quan trọng

Các tình huống ứng dụng cốt lõi

A. Hệ thống Hỗ trợ Sự sống

Kiểm soát Khí y tế

• Chức năng: Điều chỉnh áp suất oxy ($O^2$), oxit nitơ ($N^{2}O$), và hệ thống chân không trong khoảng 0,4–0,55 MPa, đảm bảo dao động áp suất vẫn dưới 1%.
• Vai trò của PLC: Giám sát áp suất đường ống bằng tín hiệu đầu vào tương tự (4 - 20 mA). Kích hoạt báo động nếu vi phạm ngưỡng áp suất (theo quy định trong EN ISO 7396 - 1).
• An toàn: Cho phép tắt tự động trong khi báo cháy để tuân thủ các tiêu chuẩn NFPA 99.

HVAC cho OR/ICU

• Kiểm soát Chính xác: Duy trì độ sạch không khí ở ISO Class 5, với nhiệt độ từ 20 - 24 °C và độ ẩm tương đối (RH) từ 40 - 60%.
• Logic PLC: Thực hiện điều khiển dòng chảy tầng bằng bộ biến tần (VFD), duy trì vận tốc không khí ở mức 0,25 - 0,35 m/s. Giám sát chênh lệch áp suất (DP) của bộ lọc HEPA.

B. Quản lý Nguồn

Chuyển tải Tải trọng Quan trọng

• Triển khai: Tự động khởi động máy phát điện trong vòng chưa đầy 10 giây khi xảy ra sự cố lưới điện, phù hợp với các yêu cầu của UL 1008.
• Logic PLC: Sử dụng công tắc chuyển đổi tự động (ATS) hai nguồn với chuyển đổi đóng.

Giảm thiểu Hài

• Giải pháp: Bộ lọc chủ động được điều khiển bằng PLC làm giảm hài do thiết bị MRI và CT tạo ra xuống dưới 5% tổng méo hài (THD).

C. Tự động hóa Phòng thí nghiệm

Tủ an toàn sinh học

• Kiểm soát: Duy trì vận tốc mặt trước là 0,5 m/s trong khi điều chỉnh động vị trí cửa sổ.
• Ghi dữ liệu: Lưu trữ hồ sơ hoạt động tuân thủ 21 CFR Phần 11.

Yêu cầu kiểm soát chuyên biệt

Xem xét EMC

Che chắn

• Vỏ bọc tuân thủ MIL - STD - 461G được sử dụng trong các khu vực MRI để đảm bảo tương thích điện từ (EMC).

Khả năng miễn nhiễm với tiếng ồn

• Cách ly quang học được sử dụng cho thiết bị ECG/EEG để đáp ứng các yêu cầu về khả năng miễn nhiễm với tiếng ồn của IEC 60601 - 1 - 2.

Thiết kế dự phòng

Kiến trúc

• Sử dụng CPU dự phòng nóng kép (SIL 3) cho máy chạy thận nhân tạo để đảm bảo tính liên tục trong vận hành.

An toàn

• Kết hợp bộ hẹn giờ giám sát với thời gian chuyển đổi dự phòng dưới 100 ms.

Lợi ích Vận hành

An toàn cho bệnh nhân

• Ngăn ngừa lỗi trong việc trộn khí gây mê thông qua điều khiển van liên khóa.

Hiệu quả năng lượng

• Đạt được mức giảm 30% mức tiêu thụ năng lượng HVAC thông qua các chiến lược thông gió dựa trên sự hiện diện.

Tối ưu hóa bảo trì

• Sử dụng các thuật toán dự đoán để phát hiện mòn ổ trục bơm thông qua phân tích biến đổi Fourier nhanh (FFT) rung.

• Ví dụ triển khai

• Khoa	Mô hình PLC	Cấu hình I/O chính
  Phòng mổ	Siemens S7 - 1500	16 AI (PT100), 32 DO (24 VDC)
  Nhà thuốc	Allen - Bradley CompactLogix	Điều khiển servo 8 trục
  Vô trùng trung tâm	Omron NJ501	Robot SCARA kết nối EtherCAT