PLC課程設(shè)計(jì)（論文） 病床呼叫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、機(jī)電工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目: 病床呼叫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專業(yè)班級(jí)： 機(jī)制f0809 指導(dǎo)教師： 2011年 12 月 2 日內(nèi)容摘要 隨著社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，醫(yī)療水平的不斷提高，現(xiàn)代醫(yī)院護(hù)理需要簡易及時(shí)地獲知并處理病人的突發(fā)病況，實(shí)現(xiàn)患者在住院的任意時(shí)間可請(qǐng)求醫(yī)生或護(hù)士進(jìn)行診斷或護(hù)理。醫(yī)院病床呼叫系統(tǒng)是患者向值班醫(yī)生或護(hù)士發(fā)出緊急呼叫的工具,提高管理效率與醫(yī)護(hù)水平，是現(xiàn)代醫(yī)院提高護(hù)理水平必不可少的設(shè)備。 有了病床呼叫控制系統(tǒng)，醫(yī)院的護(hù)理工作變得更加方便全面，不用再為值班醫(yī)生和護(hù)士未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)突發(fā)病況而煩惱。基于plc設(shè)計(jì)的病床呼叫系統(tǒng)可以及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠地實(shí)現(xiàn)病房呼叫管

2、理,具有良好的實(shí)踐應(yīng)用。本文論及plc的性能，型號(hào)選用，程序分析，外部接線等控制應(yīng)用。主要探討了醫(yī)院病房（64型）的plc設(shè)計(jì)可行性方案，編制了邏輯呼叫控制程序與人員響應(yīng)程序，列出了電氣元件清單，繪出了硬件接線圖和i-o分配表，基本滿足了設(shè)計(jì)目標(biāo)要求，僅供參考。 關(guān)鍵詞： plc控制；醫(yī)院應(yīng)用；病房呼叫；plc與醫(yī)護(hù)管理目 錄 第1章 引言.1第2章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì).2 2.1 plc控制優(yōu)點(diǎn).2 2.2 plc的工作原理.2第3章 病床plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)論證.3 3.1 控制要求分析.3 3.2 確定i/o信號(hào)數(shù)量，選擇plc類型.3 3.3 i/o點(diǎn)的分配與編號(hào).3 3.4 繪制plc應(yīng)用系

3、統(tǒng)電氣圖.6第4章 程序設(shè)計(jì).7 4.1 程序梯形圖.7 4.2 控制程序調(diào)試.23 4.3 程序語句表.24設(shè)計(jì)總結(jié).32謝辭.33附錄.34參考文獻(xiàn).35 第1章 引 言隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，病床呼叫器也在不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)。plc控制系統(tǒng)運(yùn)行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強(qiáng),設(shè)計(jì)和調(diào)試周期較短等優(yōu)點(diǎn)，已成為目前在呼叫控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式，對(duì)呼叫控制進(jìn)行研究，具有十分重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)效益。plc病床呼叫器作為醫(yī)院的重要工具與醫(yī)院人員的工作和生活日益緊密聯(lián)系，從而由傳統(tǒng)的控制方式發(fā)展為智能控制的方向，成為當(dāng)前醫(yī)院的熱點(diǎn)之一。病床呼叫控制系統(tǒng)分為控制部分和邏輯部分。本文主要探討了醫(yī)院病房

4、（64型）的plc設(shè)計(jì)可行性方案，編制了邏輯呼叫控制程序與人員響應(yīng)程序，列出了電氣元件清單，繪出了硬件接線圖和i-o分配表，基本滿足了設(shè)計(jì)目標(biāo)要求，是一次設(shè)計(jì)的歷練。由于時(shí)間倉促，難免有錯(cuò)誤和不足之處，懇請(qǐng)讀者指正。 第2章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1 plc控制優(yōu)點(diǎn)(1) 在采用plc控制，主要是用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)其運(yùn)行的自動(dòng)控制，可靠性大大提高。(2)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，外部線路簡化。(3)plc可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能。 (4) plc可進(jìn)行故障自動(dòng)檢測與報(bào)警顯示，提高運(yùn)行安全性，并便于檢修。(5)用于群控調(diào)配和管理，并提高病床呼叫運(yùn)行效率。(6) 更改控制方案時(shí)不需改動(dòng)硬

5、件接線。2.2 plc的工作原理 plc總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)ram存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在i/o映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。 即在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在i/o映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在i/o映象區(qū)或系統(tǒng)ram存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下

6、面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。第3章 病床plc系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析3.1 控制要求分析通過對(duì)病床呼叫系統(tǒng)的plc控制的設(shè)計(jì)任務(wù)和控制要求進(jìn)行分析，可以初步得出設(shè)計(jì)方案：該病床呼叫系統(tǒng)由從機(jī)、主機(jī)等兩部分組成，呼叫源即病床按鈕，主機(jī)包括plc 及指示燈報(bào)警系統(tǒng)。每張病床配備一個(gè)呼叫源，一般放在病床床頭?；颊哂泻艚姓?qǐng)求時(shí),按下手持式按鈕向護(hù)士站呼叫。主機(jī)中plc 工作方式為循環(huán)掃描方式,在系統(tǒng)程序控制下，plc 順序讀入輸入端口各呼叫源的狀態(tài), 并且不斷地循環(huán)掃描。一旦有呼叫按鈕按下且未在

7、5秒內(nèi)按下重置按鈕，plc 立即響應(yīng), 通過設(shè)置的程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制：點(diǎn)亮床頭指示燈和護(hù)士站報(bào)警指示燈，并通過報(bào)警指示燈指出病房號(hào)；同時(shí)，病房門口報(bào)警指示燈也被點(diǎn)亮。本次設(shè)計(jì)采用通過病房互鎖實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)別判斷的能力（即只有在護(hù)士處理完首先呼叫的病床后進(jìn)行按鈕置位后，其他病床方可繼續(xù)呼叫，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)判別）。護(hù)士站監(jiān)控系統(tǒng)響應(yīng)后，將出現(xiàn)相應(yīng)的報(bào)警指示，以便提示醫(yī)護(hù)人員盡快趕到現(xiàn)場。當(dāng)醫(yī)護(hù)人員聽到呼叫后，可按下呼叫響應(yīng)按鈕sf25,呼叫指示燈在20s后停止顯示。此外，系統(tǒng)采用主從結(jié)構(gòu)形式后,主機(jī)中的plc 還可以通過網(wǎng)線與計(jì)算機(jī)相接，將多個(gè)護(hù)士站聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成病房監(jiān)護(hù)管理中心。3.2 確定i/o信號(hào)數(shù)量

8、，選擇plc類型由分析初步選定如下裝置：啟動(dòng)/復(fù)位按鈕25個(gè)（病床24個(gè)，護(hù)士站1個(gè)），停止開關(guān)1個(gè)，指示燈42個(gè)（病床24個(gè)，病房門口6個(gè)，護(hù)士站12個(gè)），并帶有計(jì)時(shí)功能；設(shè)計(jì)要求plc控制器為25入/16出，可以選用simatic-s7-200系列的cpu226和一個(gè)em222擴(kuò)展模塊（接口留以后功能擴(kuò)展）。通過互鎖實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)別判斷的能力。3.3 i/o點(diǎn)的分配與編號(hào)病房呼叫系統(tǒng)plc的外部i/o的分配圖如下：plc i-0地址分配表控制信號(hào) 信號(hào)名稱 元件名稱元件符號(hào)地址編號(hào)有效狀態(tài)輸入信號(hào) 1號(hào)病房1號(hào)病人呼叫-重置信號(hào)置-復(fù)位按鈕 sf0 i0.01有效-0有效 1號(hào)病房2號(hào)病人呼叫

9、-重置信號(hào)置-復(fù)位按鈕 sf1 i0.11有效-0有效 1號(hào)病房3號(hào)病人呼叫-重置信號(hào)置-復(fù)位按鈕 sf2 i0.21有效-0有效 1號(hào)病房4號(hào)病人呼叫-重置信號(hào)置-復(fù)位按鈕 sf3 i0.31有效-0有效 2號(hào)病房1號(hào)病人呼叫-重置信號(hào)置-復(fù)位按鈕 sf4 i0.41有效-0有效 2號(hào)病房2號(hào)病人呼叫-重置信號(hào)置-復(fù)位按鈕 sf5 i0.51有效-0有效 2號(hào)病房3號(hào)病人呼叫-重置信號(hào)置-復(fù)位按鈕 sf6 i0.61有效-0有效 2號(hào)病房4號(hào)病人呼叫-重置信號(hào)置-復(fù)位按鈕 sf7 i0.71有效-0有效 3號(hào)病房1號(hào)病人呼叫-重置信號(hào)置-復(fù)位按鈕 sf8 i1.01有效-0有效 3號(hào)病房2號(hào)

10、病人呼叫-重置信號(hào)置-復(fù)位按鈕 sf9 i1.11有效-0有效 3號(hào)病房3號(hào)病人呼叫-重置信號(hào)置-復(fù)位按鈕 sf10 i1.21有效-0有效 3號(hào)病房4號(hào)病人呼叫-重置信號(hào)置-復(fù)位按鈕 sf11 i1.31有效-0有效 4號(hào)病房1號(hào)病人呼叫-重置信號(hào)置-復(fù)位按鈕 sf12 i1.41有效-0有效 4號(hào)病房2號(hào)病人呼叫-重置信號(hào)置-復(fù)位按鈕 sf13 i1.51有效-0有效 4號(hào)病房3號(hào)病人呼叫-重置信號(hào)置-復(fù)位按鈕 sf14 i1.61有效-0有效 4號(hào)病房4號(hào)病人呼叫-重置信號(hào)置-復(fù)位按鈕 sf15 i1.71有效-0有效 5號(hào)病房1號(hào)病人呼叫-重置信號(hào)置-復(fù)位按鈕 sf16 i2.01有效

11、-0有效 5號(hào)病房2號(hào)病人呼叫-重置信號(hào)置-復(fù)位按鈕 sf17 i2.11有效-0有效 5號(hào)病房3號(hào)病人呼叫-重置信號(hào)置-復(fù)位按鈕 sf18 i2.21有效-0有效 5號(hào)病房4號(hào)病人呼叫-重置信號(hào)置-復(fù)位按鈕 sf19 i2.31有效-0有效 6號(hào)病房1號(hào)病人呼叫-重置信號(hào)置-復(fù)位按鈕 sf20 i2.41有效-0有效 6號(hào)病房2號(hào)病人呼叫-重置信號(hào)置-復(fù)位按鈕 sf21 i2.51有效-0有效 6號(hào)病房3號(hào)病人呼叫-重置信號(hào)置-復(fù)位按鈕 sf22 i2.61有效-0有效 6號(hào)病房4號(hào)病人呼叫-重置信號(hào)置-復(fù)位按鈕 sf23 i2.71有效-0有效 護(hù)士站總開關(guān)置-復(fù)位按鈕 sf24 i3.0

12、1有效-0有效輸出信號(hào) 1號(hào)病房1號(hào)病人顯示信號(hào) 指示燈 pg1 q0.0 1有效 2號(hào)病房1號(hào)病人顯示信號(hào) 指示燈 pg2 q0.0 1有效 3號(hào)病房1號(hào)病人顯示信號(hào) 指示燈 pg3 q0.0 1有效 4號(hào)病房1號(hào)病人顯示信號(hào) 指示燈 pg4 q0.0 1有效 5號(hào)病房1號(hào)病人顯示信號(hào) 指示燈 pg5 q0.0 1有效 6號(hào)病房1號(hào)病人顯示信號(hào) 指示燈 pg6 q0.0 1有效 1號(hào)病房2號(hào)病人顯示信號(hào) 指示燈 pg7 q0.1 1有效 2號(hào)病房2號(hào)病人顯示信號(hào) 指示燈 pg8 q0.1 1有效 3號(hào)病房2號(hào)病人顯示信號(hào) 指示燈 pg9 q0.1 1有效 4號(hào)病房2號(hào)病人顯示信號(hào) 指示燈 p

13、g10 q0.1 1有效 5號(hào)病房2號(hào)病人顯示信號(hào) 指示燈 pg11 q0.1 1有效 6號(hào)病房2號(hào)病人顯示信號(hào) 指示燈 pg12 q0.1 1有效 1號(hào)病房3號(hào)病人顯示信號(hào) 指示燈 pg13 q0.2 1有效 2號(hào)病房3號(hào)病人顯示信號(hào) 指示燈 pg14 q0.2 1有效 3號(hào)病房3號(hào)病人顯示信號(hào) 指示燈 pg15 q0.2 1有效 4號(hào)病房3號(hào)病人顯示信號(hào) 指示燈 pg16 q0.2 1有效 5號(hào)病房3號(hào)病人顯示信號(hào) 指示燈 pg17 q0.2 1有效 6號(hào)病房3號(hào)病人顯示信號(hào) 指示燈 pg18 q0.2 1有效 1號(hào)病房4號(hào)病人顯示信號(hào) 指示燈 pg19 q0.3 1有效 2號(hào)病房4號(hào)病人

14、顯示信號(hào) 指示燈 pg20 q0.3 1有效 3號(hào)病房4號(hào)病人顯示信號(hào) 指示燈 pg21 q0.3 1有效 4號(hào)病房4號(hào)病人顯示信號(hào) 指示燈 pg22 q0.3 1有效 5號(hào)病房4號(hào)病人顯示信號(hào) 指示燈 pg23 q0.3 1有效 6號(hào)病房4號(hào)病人顯示信號(hào) 指示燈pg24 q0.3 1有效 1號(hào)病房的閃爍信號(hào) 指示燈 pg25 q0.4 1有效 護(hù)士站1號(hào)病房信號(hào) 指示燈 pg26 q0.4 1有效 護(hù)士站1號(hào)病房信號(hào) 指示燈 pg27 q1.2 1有效 2號(hào)病房的閃爍信號(hào) 指示燈 pg28 q0.5 1有效 護(hù)士站2號(hào)病房信號(hào) 指示燈 pg29 q0.5 1有效 護(hù)士站2號(hào)病房信號(hào) 指示燈

15、pg30 q1.3 1有效 3號(hào)病房的閃爍信號(hào) 指示燈 pg31 q0.6 1有效 護(hù)士站3號(hào)病房信號(hào) 指示燈 pg32 q0.6 1有效 護(hù)士站3號(hào)病房信號(hào) 指示燈 pg33 q1.4 1有效 4號(hào)病房的閃爍信號(hào) 指示燈 pg34 q0.7 1有效 護(hù)士站4號(hào)病房信號(hào) 指示燈 pg35 q0.7 1有效 護(hù)士站4號(hào)病房信號(hào) 指示燈 pg36 q1.5 1有效 5號(hào)病房的閃爍信號(hào) 指示燈 pg37 q1.0 1有效 護(hù)士站5號(hào)病房信號(hào) 指示燈 pg38 q1.0 1有效 護(hù)士站5號(hào)病房信號(hào) 指示燈 pg39 q1.6 1有效 6號(hào)病房的閃爍信號(hào) 指示燈 pg40 q1.1 1有效 護(hù)士站6號(hào)病

16、房信號(hào) 指示燈 pg41 q1.1 1有效 護(hù)士站6號(hào)病房信號(hào) 指示燈 pg42 q1.7 1有效1號(hào)病房1號(hào)病人計(jì)時(shí)器 t1012號(hào)病房1號(hào)病人計(jì)時(shí)器 t1053號(hào)病房1號(hào)病人計(jì)時(shí)器 t1094號(hào)病房1號(hào)病人計(jì)時(shí)器 t1135號(hào)病房1號(hào)病人計(jì)時(shí)器 t1176號(hào)病房1號(hào)病人計(jì)時(shí)器 t1211號(hào)病房2號(hào)病人計(jì)時(shí)器 t1022號(hào)病房2號(hào)病人計(jì)時(shí)器 t1063號(hào)病房2號(hào)病人計(jì)時(shí)器 t1104號(hào)病房2號(hào)病人計(jì)時(shí)器 t1145號(hào)病房2號(hào)病人計(jì)時(shí)器 t1186號(hào)病房2號(hào)病人計(jì)時(shí)器 t1221號(hào)病房3號(hào)病人計(jì)時(shí)器 t1032號(hào)病房3號(hào)病人計(jì)時(shí)器 t1073號(hào)病房3號(hào)病人計(jì)時(shí)器 t1114號(hào)病房3號(hào)病人計(jì)時(shí)器

17、 t1155號(hào)病房3號(hào)病人計(jì)時(shí)器 t1196號(hào)病房3號(hào)病人計(jì)時(shí)器 t1231號(hào)病房4號(hào)病人計(jì)時(shí)器 t1042號(hào)病房4號(hào)病人計(jì)時(shí)器 t1083號(hào)病房4號(hào)病人計(jì)時(shí)器 t1124號(hào)病房4號(hào)病人計(jì)時(shí)器 t1165號(hào)病房4號(hào)病人計(jì)時(shí)器 t1206號(hào)病房4號(hào)病人計(jì)時(shí)器 t1243.4 繪制plc應(yīng)用系統(tǒng)電氣圖控制柜應(yīng)用布置圖(見附錄）第4章 程序設(shè)計(jì) 4.1 程序梯形圖 4.1.1 程序梯形圖：4.2 控制程序調(diào)試運(yùn)用step 7-micro/win v3.1(西門子s7-200編程軟件)編寫的梯形圖程序，并注意選擇對(duì)應(yīng)的plc型號(hào)（cpu226）。編譯無錯(cuò)誤后使用引出命令將梯形圖程序存成后綴為.awl格

18、式的可執(zhí)行程序文件并保存在你設(shè)定的文件夾中（如bchjxt.awl）。打開西門子s7-200仿真程序漢化版，輸入密碼，設(shè)定plc的cpu型號(hào)為cpu226，打開“程序”使用“裝載程序”命令將bchjxt.awl程序文件載入仿真程序軟件中，點(diǎn)擊命令“切換到運(yùn)行狀態(tài)”，打開“查看“使用”內(nèi)存監(jiān)視“命令輸入你所要觀察的輸入輸出的位。通過對(duì)仿真程序中指示燈的運(yùn)行狀態(tài)的觀察來檢驗(yàn)程序是否準(zhǔn)確，并對(duì)錯(cuò)誤部分進(jìn)行修改，完成程序。在程序運(yùn)行過程中可以配合秒表，手表等器材大概的估計(jì)時(shí)間的準(zhǔn)確性，并實(shí)時(shí)的對(duì)錯(cuò)誤的程序段進(jìn)行標(biāo)記，以方便后面的修正工作。最好有兩個(gè)人分工協(xié)作對(duì)程序校驗(yàn)，以免一個(gè)人分心做不同的事而造成不

19、必要的錯(cuò)誤。4.3程序語句表語句表：title=程序注釋network 1 / 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)題/ 網(wǎng)絡(luò)注釋ld i0.0ton t101, 50network 2 ld t101s m5.0, 1network 3 ld m5.0o m0.0= m0.0network 4 ld i0.1ton t102, 50network 5 ld t102s m5.1, 1network 6 ld m5.1o m0.1= m0.1network 7 ld i0.2ton t103, 50network 8 ld t103s m5.2, 1network 9 ld m5.2o m0.2= m0.2network

20、10 ld i0.3ton t104, 50network 11 ld t104s m5.3, 1network 12 ld m5.3o m0.3= m0.3network 13 ld i0.4ton t105, 50network 14 ld t105s m5.4, 1network 15 ld m5.4o m0.4= m0.4network 16 ld i0.5ton t106, 50network 17 ld t106s m5.5, 1network 18 ld m5.5o m0.5= m0.5network 19 ld i0.6ton t107, 50network 20 ld t10

21、7s m5.6, 1network 21 ld m5.6o m0.6= m0.6network 22 ld i0.7ton t108, 50network 23 ld t108s m5.7, 1network 24 ld m5.7o m0.7= m0.7network 25 ld i1.0ton t109, 50network 26 ld t109s m6.0, 1network 27 ld m6.0o m1.0= m1.0network 28 ld i1.1ton t110, 50network 29 ld t110s m6.1, 1network 30 ld m6.1o m1.1= m1.

22、1network 31 ld i1.2ton t111, 50network 32 ld t111s m6.2, 1network 33 ld m6.2o m1.2= m1.2network 34 ld i1.3ton t112, 50network 35 ld t112s m6.3, 1network 36 ld m6.3o m1.3= m1.3network 37 ld i1.4ton t113, 50network 38 ld t113s m6.4, 1network 39 ld m6.4o m1.4= m1.4network 40 ld i1.5ton t114, 50network

23、41 ld t114s m6.5, 1network 42 ld m6.5o m1.5= m1.5network 43 ld i1.6ton t115, 50network 44 ld t115s m6.6, 1network 45 ld m6.6o m1.6= m1.6network 46 ld i1.7ton t116, 50network 47 ld t116s m6.7, 1network 48 ld m6.7o m1.7= m1.7network 49 ld i2.0ton t117, 50network 50 ld t117s m7.0, 1network 51 ld m7.0o

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