基于PLC的医院洁净手术室净化空调自动控制系统的设计与实现--《沈阳师范大学》2011年硕士论文
基于PLC的医院洁净手术室净化空调自动控制系统的设计与实现
【摘要】：为了避免因手术产生的感染和传染,手术室空气洁净度和室内压力必须达到国家标准的要求。洁净手术室净化空调除了必须使手术室内压力和空气的洁净度达到国标的要求外,还要满足手术环境对手术室中温度和湿度的要求。净化空调系统由新风机组、循环机组和送风管道等组成,新风机组的作用是为手术室提供新风,并将室外新风进行初步净化及热湿处理后送入循环机组,经新风机组处理的新风和手术室回风在循环机组中再进行过滤及热湿处理后送入手术室。在空调机组中使用表冷器、电加热器、电加湿器等设备实现对空气的热湿处理；通过粗效、中效和高效的三级过滤装置对空气进行过滤,使空气达到规定洁净度的要求；风机是使空气流动起来的动力装置。净化空调自动控制系统中控制器监测的参数有温度、湿度、压差等,需要控制的设备有加热加湿设备、风机变频器以及各种阀门等。控制器将监测到的参数值与设定值进行比较并做出判断,驱动被控对象执行相应的操作,使监测参数符合系统要求。
本文成功设计了大石桥市中心医院洁净手术室净化空调自动控制系统,并实现该系统的稳定运行。控制系统以西门子S7-200系列PLC作为控制器,与上位机通过PROFIBUS现场总线技术实现通信。PLC是连接上位机与现场传感器、执行器等的桥梁,向上将底层传感器、变送器采集的温湿度、压差等信号上传至上位机,向下将上位机的控制信号传达给现场执行器。为了提高控制系统的稳定性,设计中采用了上位机双机热备的冗余结构,上位机既作为操作员站实现对现场的监控,同时也作为工程师站对控制器中的控制程序进行更新。文章首先根据现场具体工况设计了控制系统的总体结构和控制方式；然后介绍了系统中控制器监控的模拟量和数字量等总体控制参数及指标；重点介绍了净化空调自动控制系统各模块的实现,具体包括空调新风机组和循环机组的组成及各功能段实时监控的实现,正负压手术室使用独立循环机组实现空气调节、净化和压差控制,通过调节进风阀和排风阀的开度大小实现手术室对压力的特殊要求。系统中对温湿度、压差等参数的控制采用PLC中自带PID控制器的PID控制算法来实现。目前该项目设计的自动控制系统先已投入使用,运行效果良好,达到了设计的所有指标,取得了用户的认可。
【关键词】：
【学位授予单位】：沈阳师范大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2011【分类号】：TP273【目录】：
中文摘要3-4
Abstract4-6
第1章 引言8-14
1.1 选题的理论意义8-10
1.1.1 手术室空调是控制感染的重要手段9
1.1.2 手术室空调是控制传染的重要手段9-10
1.2 国内外洁净手术室发展情况10-12
1.2.1 国外洁净手术室发展情况11
1.2.2 国内的医院标准和手术室设计研究现状11-12
1.3 课题内容及本文所做的工作12-14
1.3.1 课题研究内容12
1.3.2 论文内容及组织安排12-14
第2章 净化空调系统的模式14-19
2.1 手术室空气处理的基本方式14-16
2.2 净化空调系统的基本模式16-17
2.3 空调机组各功能段介绍17-18
2.4 净化空调过滤器18
2.5 本章小结18-19
第3章 工业控制设备与技术19-25
3.1 现场总线技术19-20
3.2 PROFIBUS协议20
3.3 可编程控制器(PLC)20-24
3.4 WinCC组态软件24
3.5 本章小结24-25
第4章 洁净手术室净化空调自动控制系统的设计与实现25-51
4.1 系统的整体设计25-27
4.1.1 手术室总体概况25-26
4.1.2 自动控制系统的整体结构26-27
4.2 系统的控制方式27-30
4.2.1 系统的构成27-29
4.2.2 空调机组的控制策略29-30
4.3 总体控制参数和指标30-33
4.3.1 新风机组中I/O点及控制方法30-31
4.3.2 循环机组中的I/O点及控制方法31-33
4.4 净化空调系统的监测与控制33-47
4.4.1 新风机组的监控34-37
4.4.2 循环机组的监控37-41
4.4.3 负压手术室的实现41-42
4.4.4 变风量控制系统42-44
4.4.5 报警系统44-45
4.4.6 空调机组中各参数自动控制的实现45-47
4.5 双机热备冗余技术47-48
4.6 系统实现的特点48-49
4.6.1 使用PLC进行控制48-49
4.6.2 采用了变风量系统49
4.7 本章小结49-51
结束语51-52
参考文献52-55
个人简历及在学期间的研究成果和发表的学术论文56
一、个人简历56
二、在研期间发表的学术论文56
三、在研期间参与的科研项目56
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PLC在净化空调控制系统改造中的应用
当今净化空调系统广泛应用于各个行业，包括建筑行业、制药、仪器与仪表、食品的加工等。净化空调系统主要由六大部分构成，主要包括水箱、空调箱、冷水机组、冷水泵、冷却水泵及冷却塔。PLC，即可编程逻辑控制器，是自动化控制领域最普遍也是主要的控制系统，在净化空调系统控制改造中的作用是极为可观的。本文主要介绍了PLC在空调系统调节中的应用。
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沈阳爱立德人工环境设备安装工程有限公司,沈阳,110015
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PLC在洁净室空调自动控制系统中的应用
介绍PLC在洁净室空调自动控制系统中的应用.
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