2020年下半年以來，中國經(jīng)濟穩(wěn)健增長，各項經(jīng)濟指標持續(xù)好轉(zhuǎn)，取得疫情防護成功后的中國經(jīng)濟顯示出強大動能。再對比國外疫情蔓延、毫無終止的現(xiàn)狀，國內(nèi)抗疫取得的成就讓中國人多了幾分自豪感！

疫情的防護離不開科學的防控措施，更離不開醫(yī)療自動化科技的全力保障。

各省區(qū)為適應新冠疫情的防治工作和突發(fā)疫情的需求，加強了疾病預防控制中心的建設，包括新建新冠病毒核酸檢測實驗室，擴大負壓隔離病房數(shù)量等。這其中，如何設計好滿足新冠疫情防護要求的負壓隔離潔凈通風系統(tǒng)，成為了關鍵所在。

藍普鋒公司依據(jù)《疾病預防控制中心建設標準》，采用自主研發(fā)的可編程控制器（PLC）為控制核心，通過對新風凈化機組和排風凈化消毒機組進行集中式管控，為負壓隔離病房提供先進的潔凈通風系統(tǒng)。值得稱道的是，該方案僅用一套RPC2000系列PLC就可實現(xiàn)全部功能。CPU模塊自帶開關量輸入和輸出，通過擴展模塊實現(xiàn)32路模擬量輸入和16路模擬量輸出，同時控制15間負壓隔離實驗室。憑借強大的運算和控制能力，RPC2000高效、精準地實現(xiàn)了以往2至3套小型PLC才能實現(xiàn)的各項功能。

負壓隔離室采用先進的通風系統(tǒng)，形成隔離區(qū)域不同位置的氣壓梯度，確保隔離區(qū)域的氣壓低于自然界氣壓，讓自然界空氣可以流入到隔離區(qū)域。通過負壓隔離可以對傳染性疾病起到污染隔絕的作用，防止受到疾病污染的空氣對病房以外的環(huán)境和患者以外的人的感染。

天津市某疾病預防控制中心是第一批認定的核酸檢測機構。按新冠病毒核酸檢測實驗室的要求，該中心以符合生物安全二級實驗室建設標準進行規(guī)劃。潔凈通風系統(tǒng)通過監(jiān)測、控制、數(shù)據(jù)分析、報警等手段，確?？諝鉂崈舳取⒇搲褐岛拓搲禾荻鹊雀黜椫笜藵M足新冠病毒核酸檢測實驗室的各項要求。

1.1 空氣潔凈等級

潔凈通風系統(tǒng)要達到潔凈室空氣潔凈度的標準規(guī)范。近期新建的新冠病毒核酸檢測實驗室，對空氣潔凈等級從過往的初效標準，提升到中效過濾標準。

在潔凈通風系統(tǒng)中，PLC通過對排風機頻率控制，維持室內(nèi)換氣、空氣稀釋并排除室內(nèi)有害氣體，保證醫(yī)患人員的安全和舒適性。

1.2 負壓控制與實現(xiàn)

負壓隔離區(qū)域包括產(chǎn)物分析、擴增室、核酸提取、試劑配制、P2實驗室、細胞培養(yǎng)、P2+實驗室等7個實驗區(qū)域，共15間負壓隔離房，潔凈有效區(qū)域近400平米。

在負壓隔離區(qū)，空氣必須保證是單方向流動，讓外界新鮮空氣流向隔離區(qū)。單方向流動將避免給隔離區(qū)空氣造成二次污染，這一切都需要負壓控制來實現(xiàn)。

分布在各房間的差壓傳感器連接PLC，監(jiān)測每個房間室內(nèi)外壓差值，并與系統(tǒng)設計值進行比較，通過PLC的PID運算，調(diào)節(jié)房間排風管路上的電動風閥執(zhí)行器，保持室內(nèi)負壓值在要求范圍內(nèi)。

1.3 負壓梯度設定與實現(xiàn)

根據(jù)負壓值控制外界新鮮空氣的流入，負壓梯度保證空氣從低污染區(qū)向高污染區(qū)流動。7個不同類型的實驗室，受污染的程度不同，負壓依次設定為：-30Pa(產(chǎn)物分析)、-20Pa(擴增室)、-20Pa(細胞培養(yǎng))、-20Pa(P2+實驗室)、-10Pa(P2實驗室)、-10Pa(試劑配制)、-10Pa(核酸提取)。負壓梯度的建立，可以降低空氣污染程度，抑制病毒的傳播，實現(xiàn)環(huán)境安全。

根據(jù)設定的負壓目標值，通過PID控制，每個房間均可達到負壓梯度控制目標。

PLC通過控制和運算，實現(xiàn)對排風機和送風機的調(diào)控。排風機與空調(diào)機組送風機連鎖動作，送風機和排風機的啟、停動作同步。排風機根據(jù)設于總風管上的壓差傳感器，根據(jù)設定值與實測值的比較，通過PID運算，控制排風機運行頻率。

1.4 監(jiān)測與報警

PLC將各項數(shù)據(jù)上傳到觸摸屏(HMI)，用于顯示負壓實驗室設備運行狀態(tài)，各個實驗室內(nèi)當前負壓、故障信息、實時曲線、歷史曲線等。對各個房間設置目標負壓，設置負壓上下限報警值，并且將各個房間的情況進行展示。

數(shù)據(jù)顯示及控制終端

潔凈通風系統(tǒng)控制方案中，采用藍普鋒公司RPC2000系列PLC作為硬件平臺。通過一套PLC，實現(xiàn)15間負壓隔離實驗室潔凈排風系統(tǒng)的控制功能。CPU模塊自帶數(shù)字量輸入和數(shù)字輸出，通過擴展模塊連接模擬量輸入和模擬量輸出，控制系統(tǒng)具體配置如下： 

2.1 CPU模塊RPC2107N

1) 使用數(shù)字量DI/DO對排風機組和送風機組進行啟動、停止，對濾網(wǎng)反饋實現(xiàn)警戒報警，并進行人工干預；

2) 自帶2路RS485接口，1路實現(xiàn)與變頻器通訊，1路預留數(shù)據(jù)傳輸；

3) 自帶1路以太網(wǎng)接口，該接口實現(xiàn)與HMI通訊，如HMI改用預留RS485通訊，可用于潔凈排風系統(tǒng)與管理中心平臺對接。

2.2 模擬量輸入模塊RPC2313

1) 單模塊為8路模擬量輸入通道，共計32路；

2) 15路用于對風閥開度反饋，15路用于負壓反饋，1路風道數(shù)據(jù)采集，1路預留。

2.3 模擬量輸出模塊RPC2321

1) 單模塊為4路模擬量輸出通道，共計16路；

2) 15路用于風閥開度控制；

3) 1路用于排風機頻率控制。

潔凈通風系統(tǒng)比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)要求更高，采用先進的自動化技術可確保生命安全。潔凈通風系統(tǒng)必須24小時不間斷運行，一臺CPU主機進行15路PID運算，在確保穩(wěn)定可靠的基礎上，對產(chǎn)品性能提出了更高要求。該系統(tǒng)已在天津市某疾病預防控制中心平穩(wěn)運行了較長時間，藍普鋒公司高性能PLC得到了客戶的稱贊！