醫(yī)用內(nèi)窺鏡清消機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)

作者：北京理工大學(xué)電工教研室（100081） 孔 珊 李宇峰 來源：《電子技術(shù)應(yīng)用》 摘要：介紹了醫(yī)用內(nèi)窺鏡清消機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)。控制系統(tǒng)以ｓｉｅｍｅｎｓ ｓ７－２１４ ｐｌｃ作為控制器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)清消機(jī)的各種工作模式的控制以及狀態(tài)監(jiān)視和報(bào)警功能。 關(guān)鍵詞：內(nèi)窺鏡 清消機(jī) 可編程序控制器 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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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