澳洲主要醫(yī)療機構啟動可靠、高效的Opto 22系統(tǒng)升級是對SNAP PAC系統(tǒng)的網(wǎng)絡分割能力和巨大數(shù)據(jù)處理量的肯定。
位于澳大利亞Victoria 省Grampians地區(qū)的Ballarat公共醫(yī)療中心是一家重要的保健組織，旗下有Queen Elizabeth 中心和Ballarat基礎醫(yī)院。Ballarat醫(yī)療中心的多區(qū)塊場地包括康復家園、精神衛(wèi)生院、6個療養(yǎng)院和復健中心。有了如此齊全的設施，Ballarat醫(yī)療中心能為當?shù)?00，000人口提供全方位的內(nèi)科，外科，老年醫(yī)學，和精神衛(wèi)生服務。
作為Grampians區(qū)的主要轉(zhuǎn)診中心，Ballarat醫(yī)療中心占地48，000平方公里，而保持其設施、系統(tǒng)及設備的最佳運行是非常重要的。這項責任落在了Ben Orchared和Nick Stephens的身上，他們是中心的工廠控制技術員，有一支32人的工程小組。小組的主要工作是挑選、采購、配置、安裝、維護控制硬件和軟件，以保證Ballarat醫(yī)療中心設備的正常運行。經(jīng)過再三考慮，Orchard選擇了Opto 22的自動化控制產(chǎn)品。Orchard現(xiàn)在所使用的主要是Opto 22的mistic™系列、SNAP 以太網(wǎng)I/O模塊、智能處理器和控制器。Orchard已經(jīng)安裝超過17個控制器，負責分散在Ballarat社區(qū)約2700個I/O點。
SNAP PAC控制器改善了加熱、通風及冷卻系統(tǒng)的整體性能
“這些控制器包括許多M4和SNAP-LCM4，是現(xiàn)行可編程自動化控制器的前身，” Orchard說道。
最近，Orchard正忙于舊版硬件的更新?lián)Q代，改用Opto 22的最新旗艦產(chǎn)品—SNAP PAC系統(tǒng)。實際上，Orchard早已把四臺M4升級到SNAP-PAC-S1獨立式可編程自動化控制器。他列舉了升級的若干原因包括雙重以太網(wǎng)端口可用于網(wǎng)絡分段，能產(chǎn)生更大的數(shù)據(jù)量。總之，在Ballarat的一些進程中，Orchard親眼見證了SNAP PAC驚人的的處理速度，數(shù)據(jù)吞吐量大幅度提高，執(zhí)行速度由原來的7~8秒降低到僅幾毫秒。
Ballarat建筑和相應設施的運作關鍵取決于有效加熱、通風和冷卻系統(tǒng)，設備包括冷凍機、空氣處理和風箱、過濾器、風扇等其他系統(tǒng)部件。Opto 22系統(tǒng)包括一個M4控制器，與減震器相連—可調(diào)氣孔用于控制氣流和空氣牽引—通過裝在I/O底板上的SNAP I/O模塊。底板上還裝有SNAP-B3000智能處理器，接收來自M4的指令（通過串口連接），再將指令（通過模塊）中轉(zhuǎn)，執(zhí)行減震器開（允許風進），關（內(nèi)部空氣再循環(huán)）或半開關。Orchard的最終目的是升級所有的M4至SNAP PAC，保證系統(tǒng)擁有更佳的整體性能包括前面提到的更大的數(shù)據(jù)量。
“對我們來說很幸運，Opto的最新SNAP PAC不僅僅更為強大，同時還為我們提供了一個清晰、簡易的升級途徑。我們可以直接用SNAP PAC更換M4，獲得更加穩(wěn)定、快速的系統(tǒng)，無需對遠程I/O或傳感器做任何變更。”
用SNAP PAC代替M4，無需對任何遠程I/O或傳感器做變動
復雜的動力管理
技術維修小組同時負責Ballarat基礎醫(yī)院的所有發(fā)電機。作為例行維護，每隔兩周，所有發(fā)電機至少進行約4小時的運行。每組發(fā)電機連接Opto 22系統(tǒng)，例行檢測時，由它控制停開車。
同時，若醫(yī)院的電力負載長時間超過一個特定臨界值，Opto系統(tǒng)會自動開啟一個發(fā)電機來緩解醫(yī)院對電網(wǎng)的負荷。
“這種情況通常發(fā)生在夏季，我們的機組長時間運行，” Orchard解釋道。但是遠程啟動和機組的交替使用對于Ballarat醫(yī)療中心實在是無奈之舉，因為醫(yī)療組織正共同致力于節(jié)能環(huán)保。比如，控制系統(tǒng)已設定為調(diào)節(jié)4個主要機組的冷卻水。Opto系統(tǒng)監(jiān)測戶外空氣溫度，若溫度上升，系統(tǒng)會相應減低冷卻水設定點。相反，當用電超過臨界值，系統(tǒng)則提高冷卻水設定點，降低機組壓力和整體功耗。
Opto 22系統(tǒng)減少電力負載并調(diào)節(jié)4個主要冷卻裝置的水溫
“這會導致室溫的略微上升，但是卻足以保證即使沒有發(fā)電機也能安然度過一天，” Orchard說道。“當發(fā)電機啟動，Opto系統(tǒng)已被設定開始計時。若機組不按每4個小時的間隔運行，Opto系統(tǒng)會在隔周的測試時間自發(fā)開啟發(fā)電機。還有，無論什么時候發(fā)生斷電，2個發(fā)電機會自動開啟。Opto系統(tǒng)監(jiān)測每個發(fā)電機的負載并計算出一個機組能否支持總載荷，若可以則關閉另一個發(fā)電機，使它處于’熱待命’模式。”
監(jiān)測空氣溫度和電源以保證冷卻器效率和低功耗
溫度控制
類似的自動化策略也應用于Ballarat醫(yī)院的手術室。在每個手術室，醫(yī)院職員可以自行對系統(tǒng)進行修改。醫(yī)生和護士可以使用Opto終端—帶觸摸屏的操作界面終端—安裝在手術室墻面上用來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。
“很明顯，在手術過程中，醫(yī)務人員會因為反復折騰開關，按鈕或其他控制器來調(diào)節(jié)溫度而導致造成注意力分散，” Orchard解釋道，“現(xiàn)在他們只需走過去，按一下屏幕，設定溫度，就可以搞定。Opto終端提供了一個Opto控制系統(tǒng)下簡單易懂、易操作的界面，Opto系統(tǒng)既接受溫度輸入設置還能調(diào)節(jié)HVAC系統(tǒng)。”
安裝在墻上的Opto人機終端觸摸屏方便醫(yī)生及護士調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度
除此之外，Opto人機終端經(jīng)NEMA-4認證（例如，Opto產(chǎn)品密封包裝，防液體飛濺、防水保護）。當沖洗、打掃手術室時，這滿足了Ballarat醫(yī)療中心傳染病控制標準。
Opto人機界面終端提供了一個簡單易操作的界面
PID控制
在手術室中，需隨時維持正壓力，即在一個系統(tǒng)、區(qū)域或圈圍空間內(nèi)的空氣壓力需高于周圍環(huán)境壓力。因此，若正壓系統(tǒng)內(nèi)有任何漏洞，空間就會向周圍環(huán)境進行流通。同樣地，正壓也保證了環(huán)境無法向閉合系統(tǒng)流通。大多數(shù)類似Ballarat的醫(yī)院都擁有正壓手術室，因此空氣中任何可能感染病人手術的細菌都被拒之門外。
為了保證Ballarat醫(yī)院6個手術室的正壓環(huán)境，Opto 22 SNAP PAC系統(tǒng)連接并收集來自各個位置上壓力感應器內(nèi)的輸入數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)經(jīng)SNAP系統(tǒng)處理，用于輸出（發(fā)送指令）設置，從而能對HVAC系統(tǒng)風扇做必要調(diào)整。
用于執(zhí)行PID控制的特制硬件主要包括SNAP-M4控制器（控制3個手術室的壓力），安裝在16槽底板上的B3000以太網(wǎng)智能處理器（I/O處理器）。Orchard對基于智能處理器控制回路所提供的改進，感到很滿意。
PID維持手術室正壓防止細菌傳播
“一個重要因素是所有PID回路參數(shù)可以閃存在智能處理器內(nèi)。這說明只要底座一通電源，PID回路可以啟動運行。”
Orchard使用Opto 22的SNAP-PID模塊，它執(zhí)行獨立PID回路計算—每個模塊一個回路。除了每個底座上有16個模塊，無任何系統(tǒng)降級，這全歸功于Opto系統(tǒng)的分布式架構，它能實現(xiàn)控制器與多重遠程I/O智能處理器（the SNAP-B3000-ENETs）進行通訊，智能處理器能處理PID并緩解控制器密集處理的壓力。這一應用獲得成功，但是Orchard和他的小組已經(jīng)用SNAP-PAC-S1替換了原來的M4，由于前者更具實際效果和整合功能。
“SNAP PAC系統(tǒng)提供更新、更快和更便宜的處理器，如SNAP-PAC-EB2可以執(zhí)行多達96個PID控制回路。這樣那些單回路PID模塊就變得多余了。在原來單回路的位置，我可以使用Opto的最新高密度32通道I/O模塊，這樣我擁有的是一個有更少部件的快速系統(tǒng)，比我以前使用的系統(tǒng)更具靈活性和經(jīng)濟性。”
與Opto 22結緣
轉(zhuǎn)戰(zhàn)Opto 22最新、最強大的技術，對Orchard已不足為奇，他整合Opto 22的產(chǎn)品已長達15年，同時也接觸過公司的其他控制系統(tǒng)包括Optomux、mistic、 FactoryFloor和SNAP Ethernet（分別在1982，1991，1996，1999年首次引進）。Orchard一如既往地信賴Opto產(chǎn)品的靈活易用。
Orchard能證明這種易用性，他在每個工作日都會檢查大量的Ballarat醫(yī)療中心的系統(tǒng)。他使用Opto 22的OptoDisplay HMI（人機界面）開發(fā)軟件設計整個院區(qū)的交互地圖。只要點擊院區(qū)的任意建筑，就會顯示建筑的平面圖，再點擊則顯示建筑中獨立房間的圖示，包括屋內(nèi)的詳細系統(tǒng)和設備。
使用Opto 22的OptoDisplay HMI軟件所設計的醫(yī)院交互式地圖
值得矚目的是，自從1996年第一次引進OptoDisplay，Opto 22已經(jīng)發(fā)行了好幾個OptoDisplay新版本，搭配2款全新的和改進版的HMI開發(fā)軟件—IODisplay和PAC Display。盡管如此，因為公司提供早期技術的兼容，Orchard總是能準確地轉(zhuǎn)移其現(xiàn)有的HMI項目至較新的平臺—Orchard現(xiàn)在設計并使用超過1000個HMI屏幕，這對他的確很關鍵。
醫(yī)院建筑平面圖
Orchard和工程部同事使用HMI屏幕來獲得整個Ballarat HVAC的實時圖像及其他系統(tǒng)的情況。同時，若發(fā)生與預先設定的操作參數(shù)不符，報警器被觸發(fā)，Orchard能及時獲知。
“圖像中的這些符號都是我從Opto 22種類繁多的運行圖例中獲得的。我們的冷卻器、燃氣爐、泵、壓縮機等既有二維的表示法也有三維的表示法，能盡可能逼真的表示出系統(tǒng)界面。即使有些人對我們的設備一無所知，也可以看著屏幕就知道到底發(fā)生了什么。”
強制監(jiān)測與報警
Ballarat醫(yī)院的許多護士及員工都隨身攜帶一個私人黑色報警按鈕-筆狀裝置，盡管它不起眼，卻是一個很重要的按鈕，它能觸發(fā)安全及其他緊急事件響應。一旦按下，按鈕將按特定頻率發(fā)送無線信號，一個本地接收器檢查該信號內(nèi)的有效編碼，若確為有效，即通過連接SNAP I/O底板上數(shù)字模塊，關閉會觸發(fā)數(shù)字輸入的繼電器。一個SNAP-B3000智能處理器將信號轉(zhuǎn)送至控制器（再次，M4或SNAP-PAC-S1），控制器隨后會觸發(fā)一個聲音警報并在主控制臺PC上的HMI界面上顯示圖像。
HMI界面保證了病人和工作人員的安全
“我們將這種個人緊急響應系統(tǒng)稱作‘無線強制監(jiān)測’，若有人患有癲癇、精神疾病或有傷害自己和他人的威脅，系統(tǒng)就能切實地保證病人和工作人員的安全” Orchard說道。
制冷監(jiān)測，報警和法規(guī)遵守
除了優(yōu)化系統(tǒng)性能，提供遠程監(jiān)測和報警，Opto 22系統(tǒng)也可以幫助Ballarat醫(yī)療中心解決一些規(guī)范符合的問題。特別地，PAC Display “超級趨勢“提供了一個記錄制冷設備溫度的圖像資料，制冷設備用于儲存醫(yī)院的食品和藥物。這些超級趨勢在任何指定時間段內(nèi)，主要針對16個不同參數(shù)（此案例中是溫度）的跟蹤并建立一個圖像日志，由此提供一個便于理解的可視記錄。有了這個特點，能創(chuàng)建一個精確的記錄。由于法律規(guī)定，這些記錄將提供給澳大利亞政府監(jiān)管機構的審查或?qū)徲?。Orchard完成了制冷設備存儲藥品的6個月超級趨勢圖及三個月的食品存儲。
Opto 22產(chǎn)品在Ballarat醫(yī)療中心的另一個有趣應用發(fā)生在Queen Elizabeth Center，Opto 22的控制系統(tǒng)掌管水療池的加熱過程，池底是一層瓷磚，而在池底下部是水泥漿，接著是混凝土最后才是地面，為了避免任意一層的破裂，池水加熱需及其緩慢，這就要求開發(fā)一種特殊的加熱控制策略。
Orchard曾使用IO控制編程軟件建立了一個控制策略，使得水池逐漸升溫，每小時約1度。Orchard說類似的策略對于使用腳本或包括流程圖工具設計IO控制是非常簡單的。
未來計劃
Orchard最近造訪了Opto 22位于美國加州Temecula 的總部及生產(chǎn)中心。他的到訪恰巧遇上Opto峰會召開和SNAP PAC系統(tǒng)投產(chǎn)，出席的皆是SNAP PAC系統(tǒng)軟硬件方面的業(yè)界專家。Orchard有機會和Opto 22的系統(tǒng)和開發(fā)工程師暢所欲言。這次交流加固了Orchard對于在原有系統(tǒng)上加入SNAP PAC系統(tǒng)組件能更好地實現(xiàn)Ballarat社區(qū)的全面監(jiān)控的認識。
Orchard的來訪使得他能面對面地與Opto 22的產(chǎn)品支持專家交流。“為什么一直以來我們都選擇Opto并始終堅持，源于其全方位的技術支持和如磐石般堅固的產(chǎn)品。”
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