医用气体工程智慧化运维应用

【摘 要】 医用气体系统作为医院支持系统的核心之一,直接关系到医疗安全和医院的安全[1-2]。以预防为主、实时反馈及事后追踪三位一体管理为目标,建立了医用气体系统云管控平台;采用“1+1>2”人、机结合的管理方式,将运行控制与辅助决策相结合,研发了医用气体一体化运行维护监测系统,以实现对医院医用气体方面一体化数据的中央控制及实时监测,包含液氧站、医用制氧机房、医用负压机房、医用空气机房及医用气体管网点位监测等设备的运行使用情况、设备维护信息、数据采集、压力实时报警、报表汇总、医用气体计量监测数据的一体化管理、统计、全成本分析及核算等功能。

【关键词】 医用气体;智慧化运维;云管控平台;一体化管理

引言

通过物联网技术建立医用气体智慧化运维平台,实现对全院医用气体系统的远程监测、动态监控、实时报警和运行管理的信息化管控,并依此开展管网优化、设备整合、成本核算等精细化管理工作。在保障医用气体系统安全运行的前提下,提高人员工作效率,降低设备损耗,全面提升医用气体系统运维管理水平是医用气体管理部门未来的重要工作内容。医院气体工程的智慧化运维也是医院智能化建设的重要组成部分,通过信息化管理,提升医院内部医用气体供应服务质量,完善绩效考核、成本核算等工作,满足医院集约化经营的要求。

1.医用气体系统运维管理中的突出问题

1.1 数据孤岛

医用气体站房及管网分布在医院的各个区域,各种设备的运行情况只能通过巡检工作记录当时的运行数据,无法掌握设备实际运行的动态数据。设备发生故障时往往不能在第一时间获知,直接影响到正常的气体供应。待安全事故、设备故障发生时,因数据信息延迟、数据信息孤岛等问题,埋下了的一系列安全隐患。所以医院在医用气体系统集中化、信息化的前期设计尤为重要。

1.2 专业技术薄弱

医用气体系统各种设备的维修和保养都需要由专业工程师完成,而医院缺乏具备专业技术和管理经验的人员。医用气体设备的故障类型多种多样,与设备日常的实际运行情况息息相关。设备发生故障时,医院的现场人员因缺乏相关的专业技术知识,沟通不畅,只能表述基本的故障情况,只有等厂家工程师到达现场才能找到故障原因。以空压机高温停机为例:原因包括室温过高、通风不畅、空压机缺油、散热器堵塞等诸多原因。这些问题仅通过电话沟通根本不能做到有效的判定。如果需要更换配件和耗材,还需要订购,使设备维修时间严重延迟。

1.3 信息化管理需求

医用气体日常运行管理工作主要包括设备巡检记录、设备维修保养记录、气瓶出入库记录、楼层流量记录等。大多数医院采用纸质记录和手工记账的方式,这部分工作直接占用值班人员60%的工作量。另外,各种纸质数据的整理和汇总工作还需要人工输入电脑处理,效率极低。信息化管理的核心是对动态信息进行动态管理,而现有的工作方式是静态的,与医院整体的信息化管理要求严重脱节。

2.医用气体一体化运行维护监测系统

本系统为就地监控+远程监测管理为一体的医用气体运维监测系统。通过安装在各种重要设备及设施上的传感器数据对设备的运行情况做出准确分析,对设备故障提供实时预警和远程诊断,构建大数据采集与监控平台,支持各种医疗设备的无感接入,涵盖医用气体系统(医用液氧储罐供应源设备、医用制氧机设备、医用负压真空设备、医用压缩空气设备和医用气体汇流排设备等)的所有设备设施。由于现场数据长期以数据孤岛存在于控制系统中,管理人员无法实时掌握,本系统设计为通过物联网与无线传输技术对各机房分院区、分模块管理显示。采用实时采集与远程无线传输功能,详细区分并监测医院各机房、各设备的运行参数、健康情况的实时数据。

2.1 机房信息实时监测及显示

实时监测显示各机房(液氧站、正压机房、负压机房)等设备的压力、露点、浓度、流量。云平台服务器数据3秒刷新1次,每分钟记录1次,数据永久存储(图1)。

2.2 液氧站信息

本系统针对液氧站数据采集采用物联网与无线传输技术实时显示液氧站液位、压差、容积、重量、压力等数据。主页面实时显示液氧站各罐体的液位及压力信息。

2.3 数据记录持久保存

由于现场人员处于特定环境之中,不可能随时随地读取、记录仪表数据,导致微小差值被忽略。本系统针对各机房历史数据实施集中搜集与处理,以一览表形式体现,所有的数据变化将永久存储在大数据中心。历史数据记录可实现精确查询,可以自动生成表格提取打印。

2.4 医用气体监测报警

医用气体监测报警针对医用气体各设备运行状态及参数进行在线监测并进行非正常时报警系统,可以对医院医用气体系统是否正常运行进行在线监测、判定。任何可能产生风险的报警将自第一时间广播给管理者。系统通过预定的工作流程收集报警后发生的各种数据并持久保存。提供声光报警及数据查询并可以自动生成表格提取打印。实现信息化管理,确保使用过程中的可控制性和便利性。

2.5 气体计量监测数据的一体化管理

医用气体计量监测系统是针对医用氧气的使用量进行在线监测、统计与核算,实现信息化管理,并通过大数据核算各病区的每日、每月、每年的氧气使用量来进行实时分析,判断该区域用气是否正常。精细化分析及管理临床科室的医用氧气的成本效益。通过信息化管理对医院氧气使用情况进行全成本核算。本系统具备对氧气计量数据的自动分析与结算,减少人工干预,便于医用气体中心的管理人员对氧气使用数据进行24h实时监测。

2.6 医用气体运行管理系统

医用气体运行管理系统集事务报警预警、出入库管理、特种设备管理、物料管理功能于一体,以日常精细化管理、特种设备管理为主实时反馈医用气体中心的过程精细化管理。按照事前预防、实时反馈及事后追踪的标准,提高人员工作效率,为医院的用气安全提供保障。此外,该系统还具备气体分布查询、基础设置管理、供应商管理和系统管理等功能,实现医用气体系统设备的全面管理需求。

3.医用气体智慧化建设成效

《浅谈医用气体中心一体化设计与运行管理》文中阐述如果对于大型三甲医院的医用气体系统前期设计、结构框架、优化思路。现阶段医用气体智慧化建设系统搭建、设备接入和运行调试的已完成全阶段性工作,涵盖各院区的主要医用气体设备,并根据日常管理的需要,继续不断完善相关功能。实现对医用气体系统远程监测、动态监控、实时报警和运行管理的信息化管控,并针对性开展绩效考核、节能降耗、成本核算等精细化管理工作。以我院开元院为例,介绍气体系统智慧维情况(表1)。

3.1 二期管网整合建设

开元院区各住院部的氧源、空气源、真空源原均为独立设计,每个住院部都设置了空气站和负压站,机房过多,设备的利用率低,造成资源浪费。而且站房多点布局,日常的设备巡检和维护工作每次都要耗费1h左右。特别是在突发公共卫生事件时,用氧量激增至日常的3倍左右,临床科室普遍发生氧气压力不足的问题,原有的氧气主管道单路设计已经不能满足特殊情况下的用氧需求。因此,我院针对性开展了二期管网整合建设。(1)空气源方面:医用气体中心、高压氧仓、外科楼、内科。(2)真空源方面:外科楼和内科楼真空管道串联,实现设备整合。(3)氧源方面:采用纯氧、富氧双路供应,互为备用,智能切换,并且在楼内设置备用氧气主管道,更换大流量二级减压箱,以应对用氧量激增的情况,提高了临床用氧的安全性。

3.2 空气源一体化运维效果

我院在空气源一体化运维实施中发现:(1)医用气体中心机房3套空气系统完全能满足开元院区所有临床科室的日常用气需求。(2)整改后的所有机房用电量下降了16%,初步实现节能降耗的目标。(3)医用空气的品质得到保障,避免造成临床治疗设备损坏 ,并逐步淘汰微油气源设备(表2),以及肿瘤楼住院部空压机房内2套空气系统。

3.3 双路减压供氧设计实践

开元院区氧源采用纯氧、富氧双路减压供应设计方案进行二期管网改造,若任一供氧方式出现问题,利用管理软件可通过智能、人工双切换的方式,确保临床科室的正常用氧。以富氧供应为主时,电磁阀都不通电。当制氧机组发生故障,氧气压力传感器压力低于0.4MPa时,4G数据采集控制器中的PLC(可编程逻辑控制器)程序触发,电磁阀通电,纯氧管道的电磁阀打开,富氧管道的电磁阀关闭,实现远程自动切换功能。另外,在信息化平台和手机APP上也可以进行远程手动切换(图2)

由于在突发公共卫生事件时用氧量增加,大部分医院都出现了氧气供应不及和压力不足的问题。我院作为洛阳地区的重要定点医院也出现此类情况,因此我院从2022年10月开始就对院区进行二级管网改造,在楼内设置了备用氧气主管道。在当年12月用氧量高峰到来时,我院所有临床科室的氧气供应充足,成功救治了大量的重症患者。

3.4 特种设备管理工作的提升

特种设备直接关系到医院的安全,特种设备档案包括质量证明书、合格证、设计图纸、特种设备使用登记证等一整套文件。通过管理软件电子化建档,方便日常查阅和管理,避免资料遗失、漏检、缺验影响特种设备的正常使用。值班人员在日常巡检过程中通过手机微信二维码扫码报修报检,实时上传现场数据情况,系统通过大数据分析当前设备是否运行正常。特种设备作业人员资质证书通过管理系统备案上传提前预警,避免超期,确保每台特种设备责任到人、落实到处。

3.5 氧气用量全成本分析及核算

我院开元院区有41个病区,景华院区有51个病区,之前的氧气用量统计采用人工抄表的方式,工作极为繁重。通过管理软件,每天自动对使用量进行在线监测、统计与核算,实现信息化管理,并通过大数据核算各病区的每日、每月、每年的氧气使用量来进行实时分析,判断该区域用气是否正常。通过信息化管理对医院氧气使用情况进行全成本核算,精细化分析及管理临床科室的医用氧气的成本效益。氧气计量数据的自动分析与结算,数据准确,减少人工干预,便于医用气体中心的管理人员对氧气使用数据进行24h实时监测。

3.6 科室绩效提升

3.6.1 一点多控管理 我院之前在各院区都设有专门的值班人员和维修人员,负责各个机房及病区的气体供应工作。通过管理软件,医用气体中心专门设置监控平台,1位值班人员可同时监控全院所有站房的设备运行情况以及92个病区的实时用氧情况,实现远程值守。每个院区派驻维修人员定时进行技术巡检即可。

3.6.2 全员绩效提升 目前,医用气体中心的各种主要设备均设置二维码标签,日常巡检、维修、保养等工作通过手机扫码;管理平台自动记录各项工作,全面实施信息化管理。当设备发生故障时线上报修,流程化管理,实时监督维修进度,提高了维修效率,并对关键内容电子化留档,全面落实信息化管控。整个部门的工作效率得到极大的提升。

4.医用气体智慧化未来展望

综上所述,医用气体系统的信息化建设尤为重要。其优势:第一,构建医用气体一体化运行维护监测系统平台可以实现对医用气体压力、流量、浓度、露点、温度等核心运行数据的远程监测、动态监控、实时报警及日常运行的集中管理。第二,信息化软件的多用户管理功能可以很好地整合厂家的技术人员,共同维护设备。设备发生故障时,通过运行曲线和动态数据分析,很容易判断故障原因。第三,采用信息化软件,设备运行数据自动记录,流程性工作线上处理,在提高人员工作效率的同时,保障医用气体设备安全运行,满足信息化管理要求。

未来的医用气体系统智慧化建设充满机遇与挑战,将就以下几个方面进行探索:

4.1 管理软件功能融合

目前,管理软件正在进行功能融合,包括:手机APP搭建;视频监控、数据监控、运程操作功能的融合;软件报警方式多样化设计,除目前的声光报警方式外,手机短信、微信、APP报警推送等全方位报警功能也在升级中。

4.2 医用气体设施智能化升级

在现有基础上结合PLC技术,实现机房全智能化控制,自动照明、通风、排污,设备自控化运行,所有运行情况在监控中心一目了然。利用BIM(建筑信息模型)技术实现多点监测的3D可视化。

4.3 构建全成本核算体系

全成本核算体系是医院集约化经营的基础,也是医院进行科学决策的重要依据。医用气体设备的运行成本包括电费、水费、维保费用等,如何充分利用设备,节能降耗,并且降低故障率,逐步构建全成本核算体系是医用气体中心在精细化管理中的一个重要内容。

经过我院近两年的医用气体智慧化项目建设,以物流网技术搭建的医用气体一体化运行维护监测管理软件与医用气体智能化管网完美融合。在实现医用气体系统信息化的同时,医用气体中心以一点多控、集中管理、资源整合的理念为核心,采用“1+1>2”人、机结合的管理方式,以运行控制与辅助决策相结合,不断提升医院医用气体智慧化建设水平。

【参考文献】

[1] 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.医院医用气体

系统运行管理:WS435-2013[S].北京:中国标准出版社,2013.

[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部,中华人民共和国国家质

量监督检验检疫总局.医用气体工程技术规范:GB50751-2012[S].北京:中国计划出版社,2012.

[3] 中华人民共和国住房和城乡建设部,中华人民共和国国家质

量监督检验检疫总局.《综合医院建筑设计规范》:GB51039-2014[S].北京:中国计划出版社,2014.

[4] 中华人民共和国住房和城乡建设部.压缩空气站设计规范:

GB50029-2014[S].北京:中国计划出版社,2014.

作者：

刘德纯 赵文龙 曲智锋

河南科技大学第一附属医院

文章来源：《医用气体工程》2024年4月第4卷第2期

「技术分享」显控触摸屏应用--医疗制氧机的应用案例

一 设备系统概述

医疗制氧机是一款医疗氧气的自动化设备，可自由设备参数实现自动控制，实现客户自动调整制氧的功能。

系统构成：主机采用显控触摸屏和显控PLC作为主要控制元件，配合各外部按钮、输入检测传感器、气缸、等配件实现自动制氧供应。

二 系统配置

系统电源：整机采用DC24V电源。

触摸屏：SK-102HE。

PLC：FGs-32MT-A

输入：1路数字量输入：压差传感器输入。另外通过RS485通信读取氧传感器和流量传感器数据。

输出：12路数字量输出。

三 工艺说明

1、设置好参数，27个动作每个动作的时间，每个动作的输出Y选择等。

2、按下启动按钮，设备开始上电运行；空压机和制氧机依次启动。

3、进行到第九步后，开始在第十九步到第二十七步之间往返顺序循环；

4、压差传感器有反馈信号，则暂停动作，当压差传感器信号取消后，重新运行设备；

5、当按下停机后，动作停止。

四 电控工作原理及PLC接线图

输入点控制

X0 压差传感器

输出点控制

PLC接线图

流程图

五、HMI主要控制画面

专注工控，专注三菱、显控、松下、昆仑通态、西门子等，更多信息，欢迎留言私信。

相关问答

psa制氧原理?

PSA制氧设备工作原理工业制氧机是以沸石分子筛为吸附剂,利用加压吸附,降压解吸的原理从空气中吸附和释放氧气,从而分离出氧气的自动化设备。沸石分子筛是...

麻烦老铁们有谁知道么!优惠的医用制氧机正品保证，医用制氧...

[回答]压缩机工作时,空气经过自洁式空气过滤器被吸入,通过PLC自动清洗过滤器,空气在经过进口导叶自动调节后进入一级压缩,经一级压缩后的气体温度较高,然...

帮个忙诸位朋友!十万火急!正规的工业制氧机型号参数，工业制...

[回答]·科普柯在内蒙区域的黄金授权经销商,所有产品均为阿特拉斯原装正品。呼和浩特唐润机电用服务与真诚来换取您的信任与支持,互惠互利,共创...呼和浩...

欧姆龙e2故障?

电子血压计显示字母“E2”一般表示电子血压计启动过程中存在错误(error),即有一些是由于电子血压计本身的故障,或者是因为电池耗尽以及血压测量的方式出现错误...

为什么汽车厂家瞬间可以变成口罩厂?

这个说起来其实属于国家紧急状态下,调整工业生产结构,以便满足当前国民生命健康安全的物质生产。这种情况也叫“战时征用”,只是当前的抗击疫情的情况,主要...

弥撒式制氧机厂家地址在哪?

[回答]强烈的助燃剂,其排放管不能直接排在不...对液氧的排放,应预先考虑有专门的液氧排放管路和容器,不能走地沟。氧气是强烈的助燃剂,其排放管不能直接...

麻烦童鞋们，有没有宁夏医用制氧机型号参数及原理，医用制...

[回答]机电秉承着“专业、诚信、值得信赖”的经营理念,主要专注于空压机整机、零配件的销售、维修维护以及整机的租赁。唐润机电-代理的空压机为...唐润...

由于制氧的原理不同,各家用制氧机的使用特点也就不同,请问新...

第一名:沈阳—新松制氧机稳定品质,卓越性能第二名:苏州—英维康制氧机国内市场该品牌均为5L或以上机型,其噪音在同品类产品中虽不算低,但其凭借“静音型”的...

各位大神有人知道么:通辽传统的工业制氧机，工业制氧机价格...

[回答]作为阿特拉斯·科普柯在内蒙区域的黄金授权经销商,所有产品均为阿特拉斯原装正品。压缩机工作时,空气经过自洁式空气过滤器被吸入,通过PLC自动清洗...

有谁知道欧姆龙产地是哪里?_住范儿家装官网

欧姆龙各型号后面所带的产地代号含义如下:型号后没有任何后缀即表示是日本产,如果后面有BY**,**就表示产地。OMRON产品有以下几个产地:OMS,上海OMRO...