力控在高壓氧艙治療監(jiān)控及視頻監(jiān)視中的應(yīng)用

 高壓氧，是近年興起的一種在高于一個(gè)大氣壓環(huán)境中吸入純氧來治療某種疾病的一種手段。對(duì)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(duì)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(jīng)過高壓氧環(huán)境治療，可以有效地增強(qiáng)腦細(xì)胞活力、提高記憶力及反應(yīng)力、改善睡眠質(zhì)量，并達(dá)到美容健身等輔助效果。
　　　　
　　　　 力控的多艙高壓氧治療監(jiān)控及視頻監(jiān)視系統(tǒng)，可良好地實(shí)現(xiàn)進(jìn)艙、加壓、穩(wěn)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(guī)方案及自定義方案，在安全限度內(nèi)嚴(yán)格控制壓力變化速率，實(shí)現(xiàn)壓力曲線的平滑過渡，支持多路語音切換、多路視頻切換監(jiān)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(bào)警能力，雙機(jī)熱備支持為有更高可靠性需求用戶提供更佳的監(jiān)控環(huán)境。采用此種平臺(tái)，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(xiǎn)。
　　　　
　　　　一、系統(tǒng)組成
　　
　　
　　　　 板卡類：PCI1713、PCI1760、PCI1756、PCL727、V878-PRO等；
　　　　
　　　　 檢測設(shè)備：壓力變送器、熱電阻、氧分析儀、氧流量檢測儀、接近開關(guān)等；
　　　　
　　　　 控制輸出設(shè)備：氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、風(fēng)機(jī)等；
　　　　
　　　　 視頻設(shè)備：攝像頭等。
　　　　
　　　　 系統(tǒng)點(diǎn)數(shù)：模擬量輸入62點(diǎn)（3個(gè)壓力變送、8個(gè)閥位信號(hào)、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)（主副艙及過渡艙6個(gè)調(diào)節(jié)閥、1個(gè)供氧閥、1個(gè)總儲(chǔ)氣閥），數(shù)字量輸入6點(diǎn)（3個(gè)風(fēng)機(jī)、3個(gè)艙門接近開關(guān)），數(shù)字量輸出7點(diǎn)（3個(gè)風(fēng)機(jī)、3路聲音切換、1路聲光報(bào)警）。
　　　　
　　　　二、功能特點(diǎn)及技術(shù)要求
　　　　
　　1、特點(diǎn)：
　　　　* 常規(guī)治療方案及用戶自定義方案控制；
　　　　* 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)；
　　　　* 多路語音提示切換；多路視頻監(jiān)視切換；
　　　　* 雙機(jī)熱備冗余支持；
　　　　* 壓力、溫度、氧濃度超限報(bào)警；
　　　　* 檢測器斷線、失效報(bào)警；
　　　　* 系統(tǒng)失控報(bào)警；
　　　　* 環(huán)境溫度≥45℃自動(dòng)緊急泄壓確認(rèn)；
　　　　* 吸排氧量統(tǒng)計(jì)；
　　　　* 病例記錄統(tǒng)計(jì)；
　　　　* 全程控制曲線記憶存儲(chǔ)。
　　
　　2、語音提示：
　　　　(1)、進(jìn)艙前；
　　　　(2)、加壓階段；
　　　　(3)、穩(wěn)壓階段；
　　　　(4)、第一次吸氧；
　　　　(5)、第一次吸氧結(jié)束；
　　　　(6)、第二次吸氧；
　　　　(7)、第二次吸氧結(jié)束；
　　　　(8)、減壓階段；
　　　　(9)、治療結(jié)束。
　　　　
　　3、技術(shù)要求：
　　艙內(nèi)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(tǒng)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(shè)備驅(qū)動(dòng)，在配置之前首先安裝研華板卡附帶的驅(qū)動(dòng)程序，然后在系統(tǒng)幫助指引下很容易實(shí)現(xiàn)IO的驅(qū)動(dòng)。通過在draw中點(diǎn)擊導(dǎo)航器中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫—I/O設(shè)備驅(qū)動(dòng)—板卡—研華，來配置板卡驅(qū)動(dòng)部分。同時(shí)力控組態(tài)環(huán)境提供了視頻支持能力，可以通過插入視頻控件來完成V878-PRO最多四路視頻的實(shí)時(shí)監(jiān)視。
　　　　
　　　　 語音驅(qū)動(dòng)方面，因系統(tǒng)支持多艙的同時(shí)自動(dòng)控制過程，PC機(jī)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PCI1760來實(shí)現(xiàn)多艙語音提示切換。
　　　　
　　　　 力控策略生成器為實(shí)現(xiàn)類如壓力曲線的控制提供了簡易構(gòu)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(shè)定值，構(gòu)成壓力曲線的控制過程。斜坡控制最多支持25個(gè)時(shí)間段，最長控制時(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控制，也可以用于單元的自動(dòng)啟動(dòng)和簡單控制，可設(shè)定時(shí)間單位、時(shí)間范圍、各個(gè)斜坡段數(shù)值、回路方式等參數(shù)，可完全滿足氧艙壓力控制需求。
　　　　　　
　　　　 策略生成器PID功能塊，根據(jù)設(shè)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(tài)時(shí)，具有自動(dòng)跟蹤、無擾動(dòng)切換等功能。
　　　　
　　　　 PID功能塊屬性中有測量值、設(shè)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(qū)等多個(gè)參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜PID整定處理。
　　　　
　　　　 當(dāng)出現(xiàn)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(shè)定為預(yù)先給定的安全聯(lián)鎖值。
　　
　　
　　　　 策略生成器中的通用線性化功能塊，可以對(duì)輸入進(jìn)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(jiān)控平臺(tái)提供準(zhǔn)確的現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)。
　　　　
　　　　 主副艙和過渡艙都可實(shí)現(xiàn)常規(guī)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(yī)務(wù)人員在患者穩(wěn)壓吸氧期間入艙治療、或患者出現(xiàn)不適需要緊急出艙而設(shè)立，因此監(jiān)控系統(tǒng)提供了過渡艙的無人狀態(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(bào)表功能，方便數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析及存檔。
　　　　
　　　　 力控的實(shí)時(shí)趨勢圖可以實(shí)現(xiàn)控制點(diǎn)及監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)曲線顯示；支持壓縮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的歷史趨勢圖及歷史報(bào)表功能，方便實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及患者操艙治療數(shù)據(jù)回顧，為日后解決疑難問題提供了必要的數(shù)據(jù)參考。
　　　　
　　　　 力控有強(qiáng)大的DDE、OLE、ODBC支持能力，并提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)ActiveX控件接口——DBCOM。DBCOM不但支持本地?cái)?shù)據(jù)庫，還支持分布式的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫。使用戶可以在常用開發(fā)環(huán)境（如VC++、VB、VFP、 Delphi、FrontPage、C++ Builder等）下調(diào)用DBCOM來訪問DB中的數(shù)據(jù)，為實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)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提供了雙機(jī)熱備方式。從機(jī)時(shí)刻監(jiān)測主機(jī)運(yùn)行情況，一旦發(fā)現(xiàn)主機(jī)故障或停止響應(yīng)，立即接管整個(gè)系統(tǒng)，并發(fā)出必要的報(bào)警指示，以確保高壓氧艙環(huán)境的可靠性。
　　　　
　　四、調(diào)試運(yùn)行
　　　　
　　　　 調(diào)試運(yùn)行階段，主要是根據(jù)現(xiàn)場條件，進(jìn)行PID參數(shù)方案設(shè)定，在保證平穩(wěn)控制的同時(shí)，具有較好的系統(tǒng)響應(yīng)能力；壓力、溫度、氧濃度檢測設(shè)備的零點(diǎn)校正處理；復(fù)位調(diào)試統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。并根據(jù)氧艙不同于其它環(huán)境的易燃易爆性，要求艙內(nèi)相關(guān)設(shè)備，接近氧源的檢測及控制設(shè)備、監(jiān)控線路、接線端子等必須達(dá)到防爆要求，不能超過氧艙規(guī)范的電壓限定，做好系統(tǒng)接地及屏蔽處理，并著力測試整體的安全性能指標(biāo)及報(bào)警聯(lián)鎖、雙機(jī)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。
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