病房呼叫系统的PLC设计毕业设计方案.docx
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病房呼叫系统的PLC设计毕业设计方案
病房呼叫系统PLC设计
摘要
在现代医院医疗程序管理当中，拥有优异及现代化病床呼叫中心系统能够愈加好地去完善社会上各家医院医疗服务体系，从而提升医院声誉、地位。
在以往医疗进程管理体系里，当发生紧急事故或需要呼叫护士服务时，病人可能会因为继电器机械腐蚀原所以无法有效立即地向候命护士发出求援信号，从而造成部分不可挽回医疗事故。
在此次机电综合课程设计中，我对医疗建设中病床呼叫系统进行了基于可编程控制器改良系统设计。
众所周知，可编程序控制器，也就是PLC，含有响应速度快，控制简单，易于编程等优点。
利用这些优点，将PLC控制系统融入病床呼叫控制系统设计，就能够大大提升护士处理病人需求、处理紧急病情效率，同时降低医疗事故发生几率。
因为每一张病床控制步骤全部是相同，所以在进行系统程序设计时候，只需要设计出一个响应模式，其它病床只要套用这个模式去编写程序了。
关键词：
医疗病床呼叫可编程控制器
一、概述
1、可编程控制器介绍
可编程序控制器是一个以微处理器为关键数字运算操作电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采取可编程序存放器，用以在其内部存放实施逻辑运算、次序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并经过数字式或模拟式输入、输出接口，控制多种类型机械或生产过程。
PLC是微机技术和传统继电接触控制技术相结合产物，它克服了继电接触控制系统中机械触点接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差缺点，充足利用了微处理器优点，又照料到现场电气操作维修人员技能和习惯，尤其是PLC程序编制，不需要专门计算机编程语言知识，而是采取了一套以继电器梯形图为基础简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试和查错也全部很方便。
2、可编程控制器发展
1968年美国GM（通用汽车）企业提出替换继电器控制装置要求，第二年美国数字企业研制出了第一代可编程序控制器，满足了GM企业装配线要求。
伴随集成电路技术和计算机技术发展，现在已经有第五代PLC产品了。
3、可编程序控制器基础结构及工作原理
PLC关键是由输入和输出部件、中央处理单元（CPU）、存放器、电源部件、编程器组成。
PLC结构框图图1-3-1所表示。
图1-3-1PLC结构图
二、课题背景
1、课题背景
伴随社会进步和科技发展，医疗水平不停提升，现代医院护理需要快速立即地获知并处理病人突发病况，实现患者在住院任意时间可请求医生或护士进行诊疗或护理。
用于医院病房区病人有紧急情况或自己不方便处理事件时呼叫医生或护士寻求帮助，医生或护士依据站内指示灯及响铃获取求援信息起源，并立即提供帮助。
基于PLC设计医院病床呼叫系统是患者向值班医生或护士发出紧急呼叫工具,能立即、正确、可靠地实现病房呼叫管理，避免了人工呼叫不便和效果差等缺点，它是现代医院提升病室护理水平必不可少设备。
2、研究目标和意义
有了病床呼叫控制系统，医院护理工作变得愈加方便全方面，不用再为值班医生和护士未能立即发觉突发病况而烦恼。
基于可编程控制器PLC设计病床呼叫系统能够立即、正确、可靠地实现病房呼叫管理,含有良好应用前景。
研究病床呼叫系统PLC程序设计，有利于愈加好掌握所学相关课程知识。
同时提升本身学以致用能力。
三、已知情况、控制要求、设计任务
1、已知情况
护士处理按钮以取消闪烁情况，再依病房紧急呼叫次序处理病房紧急事故。
2、控制要求
（1）共有3个病房，每间病房4个床位。
每一病床床头全部有紧急呼叫按钮及重置按钮，以利病人不适时紧急呼叫。
（2）设每一层楼有一护士站，每一护士站全部有该层楼病人紧急呼叫和处理完成重置按钮。
（3）每一病床床头全部有一紧急指示灯，一旦病人按下紧急呼叫按钮且未在5s内按下重置按钮时，该病床床头紧急指示灯动作且病房门口紧急指示灯闪烁，同时同楼层护士站显示病房紧急呼叫并闪烁指示灯。
（4）在护士站病房紧急呼叫中心，每一病房全部有编号，用指示灯显示哪一病房先按下病人紧急呼叫按钮。
（5）一旦护士看见护士站紧急呼叫闪烁灯后，须在事故处理妥当后，病房紧急闪烁指示灯和病床上紧急指示灯方可被重置。
3、设计任务
学生依据控制要求，明确设计任务，确定设计方案和进度计划，利用所学理论知识，进行病床呼叫系统运行原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提升理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题和处理问题能力。
关键内容包含：
（1）设计出硬件系统结构图、接线图、时序图等；
（2）系统有开启、停止功效；
（3）利用功效指令进行PLC控制程序设计，并有主程序、子程序和中止程序；
（4）程序结构和控制功效自行创新设计；
（5）进行系统调试，实现病床呼叫系统控制要求。
四、总体设计思绪
基于课程设计题目提供已知信息，初步设定病人置位按钮12个，病人复位按钮12个，护士站医护复位按钮12个，病房床头灯12个，病房灯3个，医护站内对应闪烁房间灯3个，对应闪烁病床灯12个。
然后经过分析研究，三个房间情况一样，每间病房内4张病床工作方法一致。
所以只要突破一个病房内一张病床呼叫设计，则其它病床和病房设计难题就迎刃而解了。
五、程序设计和调试
1、I/O分配
输入
X0
1病房1床呼叫按钮
X1
1病房1床取消呼叫按钮
X2
护士站1病房1床处理完成复位按钮
X3
1病房2床呼叫按钮
X4
1病房2床取消呼叫按钮
X5
护士站1病房2床处理完成复位按钮
X6
1病房3床呼叫按钮
X7
1病房3床取消呼叫按钮
X10
护士站1病房3床处理完成复位按钮
X11
1病房4床呼叫按钮
X12
1病房4床取消呼叫按钮
X13
护士站1病房4床处理完成复位按钮
X14
2病房1床呼叫按钮
X15
2病房1床取消呼叫按钮
X16
护士站2病房1床处理完成复位按钮
X17
2病房2床呼叫按钮
X20
2病房2床取消呼叫按钮
X21
护士站2病房2床处理完成复位按钮
X22
2病房3床呼叫按钮
X23
2病房3床取消呼叫按钮
X24
护士站2病房3床处理完成复位按钮
X25
2病房4床呼叫按钮
X26
2病房4床取消呼叫按钮
X27
护士站2病房4床处理完成复位按钮
X30
3病房1床呼叫按钮
X31
3病房1床取消呼叫按钮
X32
护士站3病房1床处理完成复位按钮
X33
3病房2床呼叫按钮
X34
3病房2床取消呼叫按钮
X35
护士站3病房2床处理完成复位按钮
X36
3病房3床呼叫按钮
X37
3病房3床取消呼叫按钮
X40
护士站3病房3床处理完成复位按钮
X41
3病房4床呼叫按钮
X42
3病房4床取消呼叫按钮
X43
护士站3病房4床处理完成复位按钮
输出
Y0
1病房1床床头灯及报警
Y1
护士站1病房1床闪烁
Y2
1病房2床床头灯及报警
Y3
护士站1病房2床闪烁
Y4
1病房3床床头灯及报警
Y5
护士站1病房3床闪烁
Y6
1病房4床床头灯及报警
Y7
护士站1病房4床闪烁
Y10
1病房灯
Y11
护士站1病房闪烁
Y12
2病房1床床头灯及报警
Y13
护士站2病房1床闪烁
Y14
2病房2床床头灯及报警
Y15
护士站2病房2床闪烁
Y16
2病房3床床头灯及报警
Y17
护士站2病房3床闪烁
Y20
2病房4床床头灯及报警
Y21
护士站2病房4床闪烁
Y22
2病房灯
Y23
护士站2病房闪烁
Y24
3病房1床床头灯及报警
Y25
护士站3病房1床闪烁
Y26
3病房2床床头灯及报警
Y27
护士站3病房2床闪烁
Y30
3病房3床床头灯及报警
Y31
护士站3病房3床闪烁
Y32
3病房4床床头灯及报警
Y33
护士站3病房4床闪烁
Y34
3病房灯
Y35
护士站3病房闪烁
2、实现功效图
图5-2-1实现功效图
3、外部接线图
下图5-3-1为病房1外部接线图、图5-3-2为病房2外部接线图、
图5-3-3为病房3外部接线图
图5-3-1病房1外部接线图
1病房中1病床用到常开开关SB1，常闭开关SB2、SB3。
其中SB1是病人呼叫按钮，即呼叫开关，是置位按钮。
SB2是病人取消呼叫按钮，即是呼叫动作复位按钮。
若按下呼叫按钮SB1，则1病床床头灯亮和护士站对应报警器报警，并未在5秒内按下呼叫复位（取消）按钮，则病房灯、医护站内和病房对应灯闪烁、和病床对应灯闪烁。
医生或护士按下SB2取消报警动作和关闭床头灯。
SB3是医护站内医生或护士处理完病人紧急呼叫后总复位按钮。
当医生或护士处理完病人紧急情况。
按下总复位按钮。
恢复到呼叫前状态，为下一次呼叫做准备。
1病房中2病床、病3床、病4床情况和1病床情况一样。
图5-3-2病房2外部接线图
2病房中1病床用到常开开关SB13，常闭开关SB14、SB15。
其中SB13是病人呼叫按钮，即呼叫开关，是置位按钮。
SB14是病人取消呼叫按钮，即是呼叫动作复位按钮。
若按下呼叫按钮SB13，则1病床床头灯亮和护士站对应报警器报警，并未在5秒内按下呼叫复位（取消）按钮，则病房灯、医护站内和病房对应灯闪烁、和病床对应灯闪烁。
医生或护士按下SB14取消报警动作和关闭床头灯。
SB15是医护站内医生或护士处理完病人紧急呼叫后总复位按钮。
当医生或护士处理完病人紧急情况。
按下总复位按钮。
恢复到呼叫前状态，为下一次呼叫做准备。
2病房中2病床、病3床、病4床情况和1病床情况一样。
图5-3-3为病房3外部接线图
3病房中各床情况和1、2病房各床情况一样。
4、梯形图
5指令表
6、运行及调试
（1）运行
1病房中1病床用到常开开关SB1，常闭开关SB2、SB3。
其中SB1是病人呼叫按钮，即呼叫开关，是置位按钮。
SB2是病人取消呼叫按钮，即是呼叫动作复位按钮。
若按下呼叫按钮SB1，则1病床床头灯亮和护士站对应报警器报警，并未在5秒内按下呼叫复位（取消）按钮，则病房灯、医护站内和病房对应灯闪烁、和病床对应灯闪烁。
医生或护士按下SB2取消报警动作和关闭床头灯。
SB3是医护站内医生或护士处理完病人紧急呼叫后总复位按钮。
当医生或护士处理完病人紧急情况。
按下总复位按钮。
恢复到呼叫前状态，为下一次呼叫做准备。
1病房中2病床、病3床、病4床情况和1病床情况一样。
2病房中1病床用到常开开关SB13，常闭开关SB14、SB15。
其中SB13是病人呼叫按钮，即呼叫开关，是置位按钮。
SB14是病人取消呼叫按钮，即是呼叫动作复位按钮。
若按下呼叫按钮SB13，则1病床床头灯亮和护士站对应报警器报警，并未在5秒内按下呼叫复位（取消）按钮，则病房灯、医护站内和病房对应灯闪烁、和病床对应灯闪烁。
医生或护士按下SB14取消报警动作和关闭床头灯。
SB15是医护站内医生或护士处理完病人紧急呼叫后总复位按钮。
当医生或护士处理完病人紧急情况。
按下总复位按钮。
恢复到呼叫前状态，为下一次呼叫做准备。
2病房中2病床、病3床、病4床情况和1病床情况一样。
3病房中1病床用到常开开关SB25，常闭开关SB26、SB27。
其中SB25是病人呼叫按钮，即呼叫开关，是置位按钮。
SB26是病人取消呼叫按钮，即是呼叫动作复位按钮。
若按下呼叫按钮SB25，则1病床床头灯亮和护士站对应报警器报警，并未在5秒内按下呼叫复位（取消）按钮，则病房灯、医护站内和病房对应灯闪烁、和病床对应灯闪烁。
医生或护士按下SB26取消报警动作和关闭床头灯。
SB27是医护站内医生或护士处理完病人紧急呼叫后总复位按钮。
当医生或护士处理完病人紧急情况。
按下总复位按钮。
恢复到呼叫前状态，为下一次呼叫做准备。
3病房中2病床、病3床、病4床情况和1病床情况一样。
（2）调试
在输入梯形图时误把1病房2好病床常开X3自锁Y002输入成M002，造成呼叫系统工作不正常情况。
经过检验，发觉错误更正后，呼叫系统能够正常工作。
六、课程设计总结
我这次PLC课程设计题目是“病床呼叫系统”。
此次PLC课程设计对我含有很关键作用。
首先做这次PLC小学期，初步全方面应用了本学期学到PLC理论知识，而且还锻炼了动手能力，独立思索能力，以前东西，全部是老师讲，自己记，并没有多少自己思索东西，经过课程设计，我们得到了自己思索问题，处理问题机会。
再次经过此次设计，让我很好锻炼了理论联络实际，和具体项目、课题相结合开发、设计产品能力。
既让我们知道了怎样把理论应用于实际，又让我们知道了在实践中碰到问题怎样用理论去处理。
在此次设计中，我们还需要大量以前没有学到过知识，于是图书馆和网络成了我们很好助手。
在查阅资料过程中，我们要判定优劣、取舍相关知识，不知不觉中我们查阅资料能力也得到了很好锻炼。
我们学习知识是有限，在以后工作中我们肯定会碰到很多未知领域，这方面能力便会使我们受益非浅。
在设计过程中，总是碰到这么或那样问题。
有时发觉一个问题时候，需要做大量工作，花大量时间才能处理。
自然而然，我耐心便在其中建立起来了。
为以后工作积累了经验，增强了信心。
七、致谢
学习关键目标就是学会能在实际中应用，经过一学期PLC学习使我们对这门课程有了深刻了解。
此次PLC课程设计，使我受益匪浅，增加了我对学习PLC爱好。
这次课程设计使我对PLC程序编程、程序录入、和在上机调试能力有了很大提升。
大部分同学只关心程序运行结果，而对程序创新丝毫不在意。
这是很不可取，因为往往在动脑思索创新中我们会有更多收获，学到更多知识。
做课程设计不仅让我们修补了以前学习漏洞，也让我明白了一个道理：
学习好PLC这门技术，需要自己对它有爱好，而且要自己肯于动手操作试验。
最终很感谢我们王老师精心讲解和指导，和试验室指导老师给细心准备试验设备。
感谢同学们对我激励和帮助，还要感谢学校给我们这么一个自己动手设计好机会！
八、参考文件
[1]电气和可编程控制器应用技术，广东工业大学，邓则名，程良轮
[2]可编程控制器指导书李文娟编
[3]电气控制和PLC应用，陈立定，主编，华南理工大学出版社，
[4]可编程控制器及应用，林小峰主编，高等教育出版社，1991
[5]可编程控制器应用技术，张万忠主编，化学工业出版社，
[6]机电电气自动控制（修订版），陈远龄主编，重庆大学出版社出版，
[7]可编程控制器，杨士远主编，清华大学出版社出版，1995
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