力控在高壓氧艙治療監控及視頻監視中的應用

 高壓氧，是近年興起的一種在高于一個(gè)大氣壓環(huán)境中吸入純氧來(lái)治療某種疾病的一種手段。對于缺氧、缺血性疾病，或因缺氧、缺血引起的一系列疾病，高壓氧治療都可取得良好的療效；對于一些感染性和自身免疫性疾病，通過(guò)高壓氧治療也能取得較好的效果。常人經(jīng)過(guò)高壓氧環(huán)境治療，可以有效地增強腦細胞活力、提高記憶力及反應力、改善睡眠質(zhì)量，并達到美容健身等輔助效果。
　　　　
　　　　 力控的多艙高壓氧治療監控及視頻監視系統，可良好地實(shí)現進(jìn)艙、加壓、穩壓、吸氧、減壓、出艙的壓力和氧濃度的全程自動(dòng)控制，支持艙體環(huán)境空氣壓力和吸氧壓力的常規方案及自定義方案，在安全限度內嚴格控制壓力變化速率，實(shí)現壓力曲線(xiàn)的平滑過(guò)渡，支持多路語(yǔ)音切換、多路視頻切換監視等功能，具有過(guò)壓、變送器失效、斷路、溫度過(guò)高過(guò)低及失控報警能力，雙機熱備支持為有更高可靠性需求用戶(hù)提供更佳的監控環(huán)境。采用此種平臺，可以有效地改善治療條件，更好地提高治療效果，并且極大地降低了患者的治療風(fēng)險。
　　　　
　　　　一、系統組成
　　
　　
　　　　 板卡類(lèi)：PCI1713、PCI1760、PCI1756、PCL727、V878-PRO等；
　　　　
　　　　 檢測設備：壓力變送器、熱電阻、氧分析儀、氧流量檢測儀、接近開(kāi)關(guān)等；
　　　　
　　　　 控制輸出設備：氣動(dòng)調節閥、風(fēng)機等；
　　　　
　　　　 視頻設備：攝像頭等。
　　　　
　　　　 系統點(diǎn)數：模擬量輸入62點(diǎn)（3個(gè)壓力變送、8個(gè)閥位信號、45個(gè)氧流量檢測、3個(gè)溫度傳感、3個(gè)氧分析），模擬量輸出8點(diǎn)（主副艙及過(guò)渡艙6個(gè)調節閥、1個(gè)供氧閥、1個(gè)總儲氣閥），數字量輸入6點(diǎn)（3個(gè)風(fēng)機、3個(gè)艙門(mén)接近開(kāi)關(guān)），數字量輸出7點(diǎn)（3個(gè)風(fēng)機、3路聲音切換、1路聲光報警）。
　　　　
　　　　二、功能特點(diǎn)及技術(shù)要求
　　　　
　　1、特點(diǎn)：
　　　　* 常規治療方案及用戶(hù)自定義方案控制；
　　　　* 環(huán)境氧濃度，吸氧壓力等的全程控制；
　　　　* 治療過(guò)程氧濃度控制；
　　　　* 多艙不同控制方案的同時(shí)操艙；
　　　　* 自動(dòng)通風(fēng)、回風(fēng)；
　　　　* 多路語(yǔ)音提示切換；多路視頻監視切換；
　　　　* 雙機熱備冗余支持；
　　　　* 壓力、溫度、氧濃度超限報警；
　　　　* 檢測器斷線(xiàn)、失效報警；
　　　　* 系統失控報警；
　　　　* 環(huán)境溫度≥45℃自動(dòng)緊急泄壓確認；
　　　　* 吸排氧量統計；
　　　　* 病例記錄統計；
　　　　* 全程控制曲線(xiàn)記憶存儲。
　　
　　2、語(yǔ)音提示：
　　　　(1)、進(jìn)艙前；
　　　　(2)、加壓階段；
　　　　(3)、穩壓階段；
　　　　(4)、第一次吸氧；
　　　　(5)、第一次吸氧結束；
　　　　(6)、第二次吸氧；
　　　　(7)、第二次吸氧結束；
　　　　(8)、減壓階段；
　　　　(9)、治療結束。
　　　　
　　3、技術(shù)要求：
　　艙內環(huán)境氧濃度：<24%
　　環(huán)境壓力范圍：≤0.6Mpa
　　供氧壓力：0.45~0.65Mpa
　　環(huán)境壓力變化速率：≤0.01Mpa／分
　　供氧壓力變化速率：≤0.05Mpa／分
　　緊急泄壓時(shí)間：<2.5分
　　　　
　　三、系統組態(tài)：
　　　　 力控提供了支持包括DCS、PLC、智能模塊、智能儀表、板卡、控制器等設備驅動(dòng)，在配置之前首先安裝研華板卡附帶的驅動(dòng)程序，然后在系統幫助指引下很容易實(shí)現IO的驅動(dòng)。通過(guò)在draw中點(diǎn)擊導航器中的實(shí)時(shí)數據庫—I/O設備驅動(dòng)—板卡—研華，來(lái)配置板卡驅動(dòng)部分。同時(shí)力控組態(tài)環(huán)境提供了視頻支持能力，可以通過(guò)插入視頻控件來(lái)完成V878-PRO最多四路視頻的實(shí)時(shí)監視。
　　　　
　　　　 語(yǔ)音驅動(dòng)方面，因系統支持多艙的同時(shí)自動(dòng)控制過(guò)程，PC機的一路聲音輸出需要有選擇地輸送到某一個(gè)艙體，可以通過(guò)PCI1760來(lái)實(shí)現多艙語(yǔ)音提示切換。
　　　　
　　　　 力控策略生成器為實(shí)現類(lèi)如壓力曲線(xiàn)的控制提供了簡(jiǎn)易構建方法。在控制策略中放置PID控制功能塊，在PID前端用一個(gè)斜坡功能塊的輸出作為PID控制的設定值，構成壓力曲線(xiàn)的控制過(guò)程。斜坡控制最多支持25個(gè)時(shí)間段，最長(cháng)控制時(shí)間為49天。斜坡功能塊主要用于升降溫度或壓力等的曲線(xiàn)控制，也可以用于單元的自動(dòng)啟動(dòng)和簡(jiǎn)單控制，可設定時(shí)間單位、時(shí)間范圍、各個(gè)斜坡段數值、回路方式等參數，可完全滿(mǎn)足氧艙壓力控制需求。
　　　　　　
　　　　 策略生成器PID功能塊，根據設定值SV和過(guò)程測量值的偏差完成PID算法。PID控制回路有三種方式：MAN，AUT和CAS。在不同狀態(tài)時(shí)，具有自動(dòng)跟蹤、無(wú)擾動(dòng)切換等功能。
　　　　
　　　　 PID功能塊屬性中有測量值、設定值、控制方式、緊急聯(lián)鎖狀態(tài)，和P、I、D、安全聯(lián)鎖值、正/逆動(dòng)作、偏差死區等多個(gè)參數，可以實(shí)現復雜PID整定處理。
　　　　
　　　　 當出現某一特殊狀態(tài)如連鎖動(dòng)作時(shí)，如果緊急聯(lián)鎖狀態(tài)被置為ON， PID控制回路將自動(dòng)從AUT切換到MAN狀態(tài)，同時(shí)將輸出值設定為預先給定的安全聯(lián)鎖值。
　　
　　
　　　　 策略生成器中的通用線(xiàn)性化功能塊，可以對輸入進(jìn)行分段線(xiàn)性化處理，修正由于檢測元件非線(xiàn)性化造成的誤差，為監控平臺提供準確的現場(chǎng)測量數據。
　　　　
　　　　 主副艙和過(guò)渡艙都可實(shí)現常規方案及自定義方案控制，并提供交互的控制能力；其中過(guò)渡艙是為醫務(wù)人員在患者穩壓吸氧期間入艙治療、或患者出現不適需要緊急出艙而設立，因此監控系統提供了過(guò)渡艙的無(wú)人狀態(tài)快速升降壓，有人狀態(tài)自定義升降壓方案選擇等特殊處理。
　　　　
　　　　 力控提供了易于使用的報表功能，方便數據的統計分析及存檔。
　　　　
　　　　 力控的實(shí)時(shí)趨勢圖可以實(shí)現控制點(diǎn)及監測數據實(shí)時(shí)曲線(xiàn)顯示；支持壓縮數據存儲的歷史趨勢圖及歷史報表功能，方便實(shí)現歷史數據存儲及患者操艙治療數據回顧，為日后解決疑難問(wèn)題提供了必要的數據參考。
　　　　
　　　　 力控有強大的DDE、OLE、ODBC支持能力，并提供了一個(gè)標準ActiveX控件接口——DBCOM。DBCOM不但支持本地數據庫，還支持分布式的網(wǎng)絡(luò )數據庫。使用戶(hù)可以在常用開(kāi)發(fā)環(huán)境（如VC++、VB、VFP、 Delphi、FrontPage、C++ Builder等）下調用DBCOM來(lái)訪(fǎng)問(wèn)DB中的數據，為實(shí)現進(jìn)一步的數據統計處理提供了便利。
　　
　　
　　　　 力控的高壓氧艙解決方案，為有更高可靠性要求的用戶(hù)提供了雙機熱備方式。從機時(shí)刻監測主機運行情況，一旦發(fā)現主機故障或停止響應，立即接管整個(gè)系統，并發(fā)出必要的報警指示，以確保高壓氧艙環(huán)境的可靠性。
　　　　
　　四、調試運行
　　　　
　　　　 調試運行階段，主要是根據現場(chǎng)條件，進(jìn)行PID參數方案設定，在保證平穩控制的同時(shí)，具有較好的系統響應能力；壓力、溫度、氧濃度檢測設備的零點(diǎn)校正處理；復位調試統計數據。并根據氧艙不同于其它環(huán)境的易燃易爆性，要求艙內相關(guān)設備，接近氧源的檢測及控制設備、監控線(xiàn)路、接線(xiàn)端子等必須達到防爆要求，不能超過(guò)氧艙規范的電壓限定，做好系統接地及屏蔽處理，并著(zhù)力測試整體的安全性能指標及報警聯(lián)鎖、雙機熱備冗余、自動(dòng)緊急泄壓等功能，在保證良好的控制效果和交互能力的同時(shí)，消除隱患，確保治療環(huán)境的安全。
　　 電容式接近開(kāi)關(guān)相關(guān)文章:電容式接近開(kāi)關(guān)原理