內(nèi)窺鏡清消機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)
醫(yī)用內(nèi)窺鏡是一種深入人體內(nèi)部進(jìn)行觀察的精密光學(xué)儀器,它臨床應(yīng)用廣泛、使用方便,并能準(zhǔn)確快捷地診斷出病情,深受廣大患者和醫(yī)療工作者的歡迎。因此,建立方便、快捷、安全、衛(wèi)生的內(nèi)窺鏡清洗消毒系統(tǒng),提高其使用效率,更好地為患者服務(wù),是醫(yī)療工作者的迫切愿望。我們與某公司合作開發(fā)的內(nèi)窺鏡自動(dòng)清消機(jī)是集清洗、消毒于一身的機(jī)電一體化產(chǎn)品,它采用新穎的高壓自動(dòng)噴淋方式,運(yùn)用噴頭上下行走對(duì)鏡身內(nèi)外進(jìn)行清洗、消毒,并利用可編程序控制器控制整個(gè)系統(tǒng)的工作。整個(gè)系統(tǒng)功能完善、運(yùn)行穩(wěn)定、工作可靠,具有實(shí)用價(jià)值。
1 清消機(jī)的結(jié)構(gòu)與基本原理
內(nèi)窺鏡清消機(jī)由立柱和機(jī)柜組成。清消機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。立柱上裝有能夠上下運(yùn)動(dòng)的噴碗、高壓水碗、防濺水罩;機(jī)柜上有控制面板,機(jī)柜內(nèi)部裝有水箱、藥箱、水泵、藥泵及升降電機(jī)等,在排水/藥處還有水、藥分離裝置,通過控制水/藥分離電機(jī)達(dá)到切換排水、排藥閥門的目的。
清洗內(nèi)窺鏡的過程就是高壓噴嘴上下運(yùn)動(dòng)對(duì)鏡身內(nèi)外進(jìn)行清洗的過程??刂泼姘迳涎b有模式選擇開關(guān),可以選擇清洗消毒的程序。每種模式下都是首先進(jìn)行一次水洗,然后進(jìn)行藥洗,最后再進(jìn)行一次水洗。不同的是,模式一、二、三進(jìn)行藥洗的次數(shù)分別為二、三、四次。清洗時(shí),內(nèi)窺鏡掛在立柱頂端的掛鉤上,由于不同用途的內(nèi)窺鏡的鏡身長度不同,所以在掛鉤下方0.6m、0.8m、1.0m、1.2m處分別裝有限位開關(guān),用以控制升降電機(jī)的行程和運(yùn)行方向,可以通過控制面板上的“內(nèi)鏡長度選擇”按鈕來選擇相應(yīng)的限位開關(guān)。
2 動(dòng)作要求
(1)準(zhǔn)備工作:注水、注藥液。
(2)內(nèi)鏡長度選擇:可以選擇0.6m、0.8m、1.0m或1.2m。
(3)運(yùn)行模式選擇:可以選擇自動(dòng)清洗模式一、二、三或排藥模式。
(4)清洗:選擇模式一、二、三后,按啟動(dòng)/停止按鈕,水藥分離電機(jī)開始工作,使水/藥閥門到位;相應(yīng)的水泵或藥泵開始工作,水泵或藥泵工作2秒后,上升電機(jī)開始工作,上升到零位后開始下降,到設(shè)定的長度;每次水/藥/水轉(zhuǎn)換時(shí),有5秒的間隔,以便于排空水或藥液。工作過程中,可以按下啟動(dòng)/停止按鈕停止工作,再次按下啟動(dòng)/停止按鈕,系統(tǒng)按原狀態(tài)工作。
(5)排藥:按下排藥按鈕后,再按啟動(dòng)/停止按鈕,開始排藥液。第一步,水閥打開,藥泵工作15秒,排空藥液;第二步,藥閥打開,水泵工作15秒,向藥箱里注水;第三步,水閥打開,藥泵工作25秒,將水排空。
(6)吹風(fēng)、加熱:應(yīng)在清洗工作模式下進(jìn)行。
3 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
內(nèi)窺鏡清消機(jī)的工作環(huán)境惡劣,內(nèi)部裝有水泵、藥泵和多個(gè)電機(jī),干擾很大,而且工作環(huán)境的溫度高、濕度大,這給清消機(jī)的控制部分提出了很高的要求。同時(shí),有清洗、排藥、吹風(fēng)和加熱等多種工作模式,需要進(jìn)行順序控制、定時(shí)控制和聯(lián)鎖保護(hù)等。在本系統(tǒng)中,我們選用了SIEMENS公司的微型PLC S7-214作為控制器,它設(shè)計(jì)緊湊、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、指令功能豐富、運(yùn)算速度快,能很好地完成控制任務(wù)。利用相應(yīng)的編程軟件SETP7 Microwin32,可在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行編程和調(diào)試,并可快速下載程序,適于規(guī)模生產(chǎn)。
按照動(dòng)作要求,控制系統(tǒng)共需要12個(gè)輸入點(diǎn)、10個(gè)輸出點(diǎn)。而S7-214有14個(gè)輸入點(diǎn)、10個(gè)輸出點(diǎn),恰好能滿足輸入、輸出點(diǎn)數(shù)的要求,并且輸入有一定的余量,以便進(jìn)行擴(kuò)展。
在輸入信號(hào)中,“零位信號(hào)”和“下行限位開關(guān)信號(hào)”為立柱上的上、下行限位開關(guān)信號(hào)。對(duì)應(yīng)于不同的內(nèi)窺鏡長度,立柱下方距離零位0.6m、0.8m、1.0m和1.2m處分別裝有四個(gè)限位開關(guān)。為了節(jié)省輸入點(diǎn),四個(gè)限位開關(guān)通過二極管隔離后共用一個(gè)輸入點(diǎn),并且四個(gè)限位開關(guān)的設(shè)置信號(hào)也通過二極管隔離后共用一個(gè)輸入點(diǎn),這樣不僅可以節(jié)省6個(gè)輸入點(diǎn),而且便于編程處理。“水閥開信號(hào)”和“藥閥開信號(hào)”為排水、排藥轉(zhuǎn)換裝置上的限位開關(guān)產(chǎn)生的信號(hào)。
S7-214的輸出分為三組,可以分別接不同的工作電源,以適應(yīng)不同負(fù)載的要求。其中Q0.0~Q0.6的工作電源為DC24V,分別接指示燈、報(bào)警器以及控制上升、下降、水閥、藥閥和加熱的繼電器;Q0.7~Q1.1的工作電源為AC220V,分別接吹風(fēng)機(jī)、水泵和藥泵。
評(píng)論