病床呼叫系统.docx

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病床呼叫系统

现代控制技术及PLC控制课程设计

姓名****

学号20103

班级机电101班

专业机械电子工程

院别机械工程学院

指导教师

2013年7月5日

目录

一引言1

二系统总体方案设计1-4

2.1系统硬件配置及组成原理1-2

2.2系统变量定义及分配表2-4

2.3系统接线图设计4

三控制系统设计5-6

3.1控制程序流程图设计5

3.2控制程序时序图设计6

四程序设计、调试及结果分析6-7

五结束语7

参考文献7

附录（梯形图）8-22

第一章引言

随着社会的进步和发展，医疗水平的不断提高，现代医院护理需要简易及时地获知并处理病人的突发病况，实现患者在住院的任意时间可请求医生或护士进行诊断或护理。

基于PLC设计的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的工具,能及时、准确、可靠地实现病房呼叫管理，避免了人工呼叫的不便与效果差等缺点，它是现代医院提高医院和病室护理水平必不可少的设备。

有了病床呼叫控制系统，医院的护理工作变得更加方便全面，不用再为值班医生和护士未能及时发现突发病况而烦恼。

基于可编程控制器PLC设计的病床呼叫系统可以及时、准确、可靠地实现病房呼叫管理,具有良好的应用前景。

1.1设计任务

1．共有3个病房，每间病房4个床位，每一病床床头均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，每一护士站均有该层楼病人紧急呼叫与处理完毕重置按钮；

3．每一病床床头均有一紧急指示灯，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，同时同楼层的护士站显示病房紧急呼叫并闪烁指示灯；

4．在护士站的病房紧急呼叫中心，每一病房都有编号，用指示灯显示哪一病房先按下病人紧急呼叫按钮，并要具有优先级判别的能力；

5．一旦护士看见护士站紧急呼叫闪烁灯后，须先按下护士处理按钮以取消闪烁情况，再依病房紧急呼叫顺序处理病房紧急事故，若事故处理妥当后，病房紧急闪烁指示灯和病床上的紧急指示灯方灯被重置。

1.2控制要求分析

1.每一病床床头均有一紧急指示灯，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，同时同楼层的护士站显示病房紧急呼叫并闪烁指示灯；

2.在护士站的病房紧急呼叫中心，每一病房都有编号，用指示灯显示；哪一病房先按下病人紧急呼叫按钮，并要具有优先级判别的能力；

3.一旦护士看见护士站紧急呼叫闪烁灯后，须先按下护士处理按钮以取消闪烁情况，再依病房紧急呼叫顺序处理病房紧急事故，若事故处理妥当后，病房紧急闪烁指示灯和病床上的紧急指示灯方灯被重置。

第二章控制系统总体方案设计

2.1系统硬件组成

PLC种类繁多，但其组成结构和工作原理基本相同。

用可编过程控制器实施控制，其实质是按一定算法进行输入输出变换，并将这个变换予以物理实现，应用于工业现场。

PLC专为工业现场应用而设计，采用了典型的计算机结构，它主要是由CPU、电源、存储器和专门设计的输入输出接口电路等组成。

PLC的结构框图如图1.1所示。

图1系统结构原理图

2.2系统变量定义及I/O分配表

表1I/O信号分配

控制信号

信号名称

元件名称

元件符号

地址编码

输

入

信

号

1病房重置信号

常闭按钮

SB0

M0.0

1病房1号床呼叫信号

常开按钮

SB1

M0.1

1病房2号床呼叫信号

常开按钮

SB2

M0.2

1病房3号床呼叫信号

常开按钮

SB3

M0.3

1病房4号床呼叫信号

常开按钮

SB4

M0.4

1病房1号床重置信号

常闭按钮

SB5

M0.5

1病房2号床重置信号

常闭按钮

SB6

M0.6

1病房3号床重置信号

常闭按钮

SB7

M0.7

1病房4号床重置信号

常闭按钮

SB8

M1.0

2病房重置信号

常闭按钮

SB9

M1.1

2病房1号床呼叫信号

常开按钮

SB10

M1.2

2病房2号床呼叫信号

常开按钮

SB11

M1.3

2病房3号床呼叫信号

常开按钮

SB12

M1.4

2病房4号床呼叫信号

常开按钮

SB13

M1.5

2病房1号床重置信号

常闭按钮

SB14

M1.6

2病房2号床重置信号

常闭按钮

SB15

M1.7

2病房3号床重置信号

常闭按钮

SB16

M2.0

2病房4号床重置信号

常闭按钮

SB17

M2.1

3病房重置信号

常闭按钮

SB18

M2.2

3病房1号床呼叫信号

常开按钮

SB19

M2.3

3病房2号床呼叫信号

常开按钮

SB20

M2.4

3病房3号床呼叫信号

常开按钮

SB21

M2.5

3病房4号床呼叫信号

常开按钮

SB22

M2.6

3病房1号床重置信号

常闭按钮

SB23

M2.7

3病房2号床重置信号

常闭按钮

SB24

M3.0

3病房3号床重置信号

常闭按钮

SB25

M3.1

3病房4号床重置信号

常闭按钮

SB26

M3.2

输

入

信

号

护士站1号病房门灯信号

常开按钮

SB27

M3.3

护士站2号病房门灯信号

常开按钮

SB28

M3.4

护士站3号病房门灯信号

常开按钮

SB29

M3.5

护士站重置信号

常闭按钮

SB60

M4.0

输

出

信

号

1病房1号床灯亮信号

指示灯

HL1

Q0.0

1病房2号床灯亮信号

指示灯

HL2

Q0.1

1病房3号床灯亮信号

指示灯

HL3

Q0.2

1病房4号床灯亮信号

指示灯

HL4

Q0.3

2病房1号床灯亮信号

指示灯

HL5

Q0.4

2病房2号床灯亮信号

指示灯

HL6

Q0.5

2病房3号床灯亮信号

指示灯

HL7

Q0.6

2病房4号床灯亮信号

指示灯

HL8

Q0.7

3病房1号床灯亮信号

指示灯

HL9

Q1.0

3病房2号床灯亮信号

指示灯

HL10

Q1.1

3病房3号床灯亮信号

指示灯

HL11

Q1.2

3病房4号床灯亮信号

指示灯

HL12

Q1.3

1号门亮信号灯

指示灯

HL13

Q3.0

2号门亮信号灯

指示灯

HL14

Q3.1

3号门亮信号灯

指示灯

HL15

Q3.2

护士站1号门亮信号灯

指示灯

HL16

Q3.3

护士站2号门亮信号灯

指示灯

HL17

Q3.4

护士站3号门亮信号灯

指示灯

HL18

Q3.5

2.3I/O接线图

第三章控制系统设计

3.1控制程序流程图设计

病床呼叫系统流程图

3.2控制程序时序图设计

以1床病人为例：

病人5秒中未按下重置按钮：

00000

00012

5s

01006

01018

01003

01000

00036

00024

01021

5秒钟内按下重置按钮：

00000

00012

01006

01018

01003

01000

00036

00024

01021

第四章程序设计、调试及结果分析

运用STEP7-MicroWINV3.1（西门子S7-200编程软件）编写的梯形图程序，编译无错误后使用引出命令将梯形图程序存成后缀为.awl格式的可执行程序文件并保存在你设定的文件夹中（如wzg.awl）。

打开西门子s7-200仿真程序汉化版，输入密码，设定PLC的CPU型号为CPU224，打开“程序”使用”装载程序“命令将wzg.awl程序文件载入仿真程序软件中，点击命令”切换到运行状态“，打开”查看“使用”内存监视“命令输入你所要观察的输入输出的位。

通过对仿真程序中指示灯的运行状态的观察来检验程序是否准确，并对错误部分进行修改，完成程序。

在程序运行过程中可以配合秒表，手表等器材大概的估计时间的准确性，并实时的对错误的程序段进行标记，以方便后面的修正工作。

最好有两个人分工协作对程序校验，以免一个人分心做不同的事而造成不必要的错误。

第五章结束语

通过本次医院病床系统的课程设计，我熟悉了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。

在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，提高了我的理论知识，工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。

通过在网上查找资料以及到图书馆学习，也使我更好的理解和认识了关于PLC设计原理和实际中的应用过程。

在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。

能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。

从动手调试的过程中，增加了我们对这项技术的了解，使我们体会到了只有好好学习，才能解决问题，才能让我们更能站在工作岗位上。

作为学生面对的无非是同学、老师、家长，而工作后就要面对更为复杂的关系。

无论是和领导、同事还是客户接触，都要做到妥善处理，要多沟通，并要设身处地从对方角度换位思考，而不是只是考虑自己的事。

同时我也懂得了理论和实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正的学到知识，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在本次课程设计中，培养了我们实际动手能力和解决问题的能力，这使我们更深层次的接触到了我们以后的工作方向，而且这次实习更接近于我们以后的工作内容，所以这些都为我们以后的学习和工作打下了坚实的基础。

参考文献

1．史国生主编《电气控制与可编程控制器技术》北京:

化学工业出版社2005.2

2．尹宏业主编《PLC可编程控制器教程》北京：

航空工业出版社1997

3．廖常初主编《PLC编程及应用》北京：

机械工业出版社2002

4．张万忠主编《可编程控制器应用技术》北京：

化学工业出版社2002

5．张凤珊主编《电器控制及可编程控制器》北京：

中国轻工业出版社2001