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  • 力控ForceControl 在高壓氧艙治療監控及視頻監視系統中的應用


    一、系統概述


    高壓氧,是近年興起的一種在高于一個大氣壓環境中吸入純氧來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,通過高壓氧治療也能取得較好的效果。常人經過高壓氧環境治療,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,可良好地實現進艙、加壓、穩壓、吸氧、減壓、出艙的壓力和氧濃度的全程自動控制,支持艙體環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,實現壓力曲線的平滑過渡,支持多路語音切換、多路視頻切換監視等功能,具有過壓、變送器失效、斷路、溫度過高過低及失控報警能力,雙機熱備支持為有更高可靠性需求用戶提供更佳的監控環境。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險。


    二、系統架構


    系統架構如下圖所示:




    板卡類: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、接近開關等;

    控制輸出設備:氣動調節閥、風機等;

    視頻設備:攝像頭等。

    系統點數:模擬量輸入62點(3個壓力變送、8個閥位信號、45個氧流量檢測、3個溫度傳感、3個氧分析),模擬量輸出8點(主副艙及過渡艙6個調節閥、1個供氧閥、1個總儲氣閥),數字量輸入6點(3個風機、3個艙門接近開關),數字量輸出7點(3個風機、3路聲音切換、1路聲光報警)。



    三、應用功能


    1、 支持多種設備IO驅動。力控支持包括DCS、PLC、智能模塊、智能儀表、板卡、控制器等設備驅動,在配置之前首先安裝驅動程序,然后在系統幫助指引下很容易實現IO驅動。通過在draw中點擊導航器中的實時數據庫—I/O設備驅動來配置板卡驅動部分。

    2、 視頻監控。力控組態環境提供了視頻支持能力,可以通過插入視頻控件來完成V878-PRO最多四路視頻的實時監視。

    3、 支持語音驅動。系統支持多艙的自動控制過程,PC機的一路聲音輸出需要有選擇地輸送到某一個艙體,可以通過PCI1760來實現多艙語音提示切換。

    4、 控制曲線。力控策略生成器為實現壓力曲線的控制,提供了簡易構建方法。在控制策略中放置PID控制功能塊,在PID前端用一個斜坡功能塊的輸出作為PID控制的設定值,構成壓力曲線的控制過程。斜坡控制最多支持25個時間段,最長控制時間為49天。斜坡功能塊主要用于升降溫度或壓力等的曲線控制,也可以用于單元的自動啟動和簡單控制,可設定時間單位、時間范圍、各個斜坡段數值、回路方式等參數,可以完全滿足氧艙壓力控制需求。

    5、 PID控制算法。策略生成器PID功能塊,根據設定值SV和過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。在不同狀態時,具有自動跟蹤、無擾動切換等功能。

    6、 PID整定處理。PID功能塊屬性中有測量值、設定值、控制方式、緊急聯鎖狀態,和P、I、D、安全聯鎖值、正/逆動作、偏差死區等多個參數,可以實現復雜PID整定處理。當出現某一特殊狀態如連鎖動作時,如果緊急聯鎖狀態被置為ON, PID控制回路將自動從AUT切換到MAN狀態,同時將輸出值設定為預先給定的安全聯鎖值。




    7、 通用線性化功能。策略生成器中的通用線性化功能塊,可以對輸入進行分段線性化處理,修正由于檢測元件非線性化造成的誤差,為監控平臺提供準確的現場測量數據。

    8、 支持多種控制方案及交互控制。主副艙和過渡艙都可實現常規方案及自定義方案控制,并提供交互的控制能力;其中過渡艙是為醫務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渡艙的無人狀態快速升降壓,有人狀態自定義升降壓方案選擇等特殊處理。

    9、 報表功能。系統提供易于使用的報表功能,方便數據的統計分析及管理存檔。

    10、 趨勢分析。力控的實時趨勢圖可以實現控制點及監測數據實時曲線顯示;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,為日后解決疑難問題提供了必要的數據參考。

    11、 支持豐富的接口功能。力控有強大的DDE、OLE、ODBC支持能力,并提供了一個標準ActiveX控件接口——DBCOM。DBCOM不但支持本地數據庫,還支持分布式的網絡數據庫。使用戶可以在常用開發環境(如VC++、VB、VFP、 Delphi、FrontPage、C++ Builder等)下調用DBCOM來訪問DB中的數據,為實現進一步的數據統計處理提供了便利。




    12、 故障報警。力控的高壓氧艙監控方案,為有更高可靠性要求的用戶提供了雙機熱備方式。從機時刻不停地監測主機運行狀況,一旦發現主機故障或停止響應,立即接管整個系統,并發出必要的報警指示,以確保高壓氧艙環境的穩定性、可靠性。



    四、應用總結


    力控ForceControl組態軟件在高壓氧艙治療監控及視頻監視系統中的應用,結合現場條件,進行PID參數方案設定,在保證平穩控制的同時,具有較好的系統響應能力,實現了壓力、溫度、氧濃度檢測設備的零點校正處理,復位調試統計數據。并根據氧艙不同于其它環境的易燃易爆性,實現艙內相關設備,接近氧源的檢測及控制設備、監控線路、接線端子等達到防爆要求,確保不超過氧艙規范的電壓限定,在做好系統接地及屏蔽處理的基礎上,著力測試系統整體的安全性能指標及報警聯鎖、雙機熱備冗余、自動緊急泄壓等功能,在保證良好控制效果和交互能力的同時,消除隱患,確保治療環境的安全性、可靠性。


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