關于電子系統(tǒng)在生物醫(yī)療設備領域解決方案的探討

《中國制造2025》已明確提出聚焦生物醫(yī)藥及高性能醫(yī)療器械等重點領域，如今生物醫(yī)療行業(yè)是一個快速發(fā)展的領域，它結(jié)合了生物學、醫(yī)學、生物技術和信息技術等多個學科，以提高疾病治療和預防的能力。

生物醫(yī)療設備的控制、監(jiān)測、通信功能目前主要采用傳統(tǒng)PLC的解決方案。通過借助PLC幾十年的技術發(fā)展，其雖在生物醫(yī)療行業(yè)實現(xiàn)了廣泛的應用，帶來了諸多的產(chǎn)品概念的實現(xiàn)，但隨著時代的發(fā)展，技術的不斷革新，人民生命健康需求的不斷增加，PLC在生物醫(yī)療設備控制、監(jiān)測方面的短板也日益突出，其主要表現(xiàn)在：

1.系統(tǒng)的復雜度高。PLC系統(tǒng)過于復雜，模塊眾多且接線復雜，需要專業(yè)人員管理和調(diào)試。

2.靈活性限制。PLC雖具備可編程性，但其靈活性還是不如基于現(xiàn)代PC控制系統(tǒng)和FPGA開發(fā)的板卡的控制系統(tǒng)。

3.專業(yè)的維護。PLC系統(tǒng)需要專業(yè)的維護和支持。

4.成本問題。任何系統(tǒng)或硬件最重要的是性價比，產(chǎn)品離開性價比其應用性就會受限，PLC系統(tǒng)一般來說由于壟斷性強，其硬件和軟件系統(tǒng)成本高。

（安裝在機柜里的某PLC）

新技術的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)設備不斷被更新迭代是歷史發(fā)展的必然趨勢。更靈活的FPGA主板+工控一體機的電子系統(tǒng)解決方案在生物醫(yī)療設備行業(yè)正應運而生

SG2171測控板是一款用于自動化數(shù)采、控制、監(jiān)測和通信為一體的測制主板。整板采用工業(yè)級標準設計，以底層ARM+FPGA框架開發(fā)系統(tǒng)，配帶傳感器、變送器和執(zhí)行器供電能力。系統(tǒng)擁有高精確度、高穩(wěn)定性和可靠性，并支持Modbus工業(yè)協(xié)議，響應速度快，安全性高。SG2171測控板主要應用于工業(yè)自動化、生物醫(yī)療設備和環(huán)境監(jiān)測等領域。

（測控板示意圖）

其主要特點包括：

• 工業(yè)標準設計，符合IEC標準，具備穩(wěn)定、可靠和精準的AFE信號調(diào)理性能。
• 豐富的通訊接口。整板具備豐富的 I/O資源（44通道）和標準?業(yè)通訊接?（1個以太?? +8個RS485接?）。
• 支持通道隔離，斷線檢測，硬件接口和通道數(shù)的定制。具備24bits ADC高分辨率測量性能。
• 主板結(jié)構尺寸靈巧（L260mm*W150mm*H42.6mm），可集成度極高，最大功耗114W。
• 性價比高。應用在生物醫(yī)療行業(yè)，通過SG2171主板+工控一體機替代傳統(tǒng)PLC系統(tǒng)，在系統(tǒng)復雜度大大降低，設備/模塊減少，一塊主板解決所有功能的情況下，SG2171主板具備絕對的性價比優(yōu)勢。

SG2171測控板主要應用領域舉例：

SG2171測控板應用案例：

臺式生物反應器解決方案醫(yī)療設備應用新方案。PAX工控一體機結(jié)合SG2171測控板運用到相應的臺式生物反應器中。不同于傳統(tǒng)的PLC模塊繁復的組合，PAX工控一體機基于I7四核十一代CPU，擁有豐富的控制接口，另外有可接觸式的電容觸摸顯示屏可直接進行系統(tǒng)操作，配合SG2171測控板的高性能，可直接降低設備操作的復雜程度，易于上手、使用方便。

隨著生命健康需求快速增長和生物技術加速演進，我國生物醫(yī)療產(chǎn)業(yè)步入高質(zhì)量發(fā)展的重要階段，在國外封鎖傳統(tǒng)關鍵技術卡脖子的大背景下，我國更需要自主研發(fā)，創(chuàng)新科研的精神，通過靈活、精準、可靠、豐富的控制和數(shù)據(jù)采集來發(fā)展來彌補傳統(tǒng)關鍵技術的不足。