PLC病床呼叫系统方案.docx

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PLC病床呼叫系统方案

石油化工学院

机电工程学院

课程设计报告

设计题目：

病床呼叫系统

指导教师：

邓昌奇

专业：

机械设计制造及其自动化

班级：

姓名：

学号：

设计二病床呼叫系统

摘要

课程设计是整个教学过程的倒数第二个环节，是将课堂教学与社会实践紧密联结的纽带，为明年的毕业设计做铺垫和让我们做好思想准备。

通过课程设计，可以将我们课堂上所学的理论知识应用于生产实践中，去解决具体的工程应用问题，加强实践能力的锻炼，提高分析问题与解决问题的能力。

课程设计主要用于医院病务区的病人有紧急或自己不方便的事件时呼叫护士站寻求帮助，护士根据站指示灯及响铃获取求助信息的来源，并能及时的给其提供帮助。

护士在站发现信号时及时将站灯及响铃复位，在处理完后再在病床前的开关将病床及病房的灯及铃复位。

关键词：

PLC、工作原理、复位

设计要求、设计任务………........................................................................

（1）

第一章方案构思..............................................................................................

（2）

1.1可编过程控制器的基本结构及工作原理.......................................................

（2）

1.2整体方案设计思路...........................................................................................

（2）

第二章控制系统总体方案设计................................................................（4）

2.1PLC简介….........................................................................................................（4）

2.2系统硬件组成...................................................................................................（4）

2.3控制方法分析...................................................................................................（4）

2.4I/O分配..............................................................................................................（4）

第三章ＰＬＣ控制程序设计......................................................................（6）

3.1I/O接线图设计..............................................................................................（6）

3.2控制系统流程图设计......................................................................................（7）

3.3控制系统时序图...............................................................................................（7）

3.4实现的效果.......................................................................................................（8）

第四章程序设计与调试.............................................................................（10）4.1系统调试及解决的问题..................................................................................（10）

4.2结果分析...........................................................................................................（10）

总结........................................................................................................................（11）参考文献..................................................................................................................（11）

附录一..................................................................................................................（12）

附录二...................................................................................................................（18）

设计要求：

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的重置按钮。

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町被重置。

设计任务：

学生根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，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，提高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。

主要容包括：

1.设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等；

2.系统有启动、停止功能；

3.运用功能指令进行PLC控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程序；

4.程序结构与控制功能自行创新设计；

5.进行系统调试，实现病床呼叫系统的控制要求。

第1章方案构思

PLC是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。

PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。

1.1可编过程控制器的基本结构及工作原理

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。

1.2、整体方案设计思路

1）设计原则

①最大限度的满足机械电气设备或生产过程的控制要求；

②在满足控制要求的情况下，力求使控制系统简单、经济；

③保证控制系统的安全可靠；

④考虑到生产的发展和工艺的改进，在选择PLC容量时，应当留有余地

2）设计容

①拟定控制系统设计的技术要求；

②选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行组件；

③选定PLC型号；

④编制PLC的输入/输出端子接线图；

⑤根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后在用相应的编程语言进行程序设计；

3）设计步骤

①深入了解和分析被控制对象的工艺条件及控制要求；

②选择适合的的PLC类型；

③分配I/O点；

④设计控制系统梯形图；

⑤输入并调试程序。

第2章控制系统总体方案设计

2.1PLC简介

PLC是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。

它采用可以编制程序的存储器，用来在其部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制

2.2系统硬件组成

在硬件设计方面，首先是选用优质器件，再就是采用合理的系统结构，加固，简化安装，使它易于抗振动冲击，对印制电路板的设计、加工及焊接都采取了极为严格的工艺措施，而且在电路、结构及工艺上采取了一些独特的方式。

例如，在输入/输出电路中都采用了光电隔离措施，做到电浮空，既方便接地，用提高了抗干扰性能；各个I/O端口都除采用了常规模拟器滤波以外，还加上了数字滤波；部采用了电磁屏蔽措施，防止辐射干扰；采用了较先进的电源电路，以防止由电源回路串入的干扰信号；采用了较合理的电路程序，一旦某模块出现故障，进行在线插拔、调试时不会影响各机的正常运行。

由于PLC本身具有很高的可靠性，所以发生故障的部位大多集中在输入/输出的部件上，以及如传感器件、限位开关、光电开关、电磁电机等外围装置上。

本设计需要38个输入端，所以PLC采用三菱FX2N-80MR,24VDC,输入单元为40点。

2.3控制方法分析

病床呼叫系统有主机、从机等两部分组成。

从机（呼叫源）即病床按钮，主机包括PLC及显示和监护系统。

主机中PLC工作方式为循环扫描方式，在系统程序控制下，PLC顺序读入输入端口各呼叫源的状态，并且不断地循环扫描。

一旦有呼叫按钮按下，PLC立即响应，通过设置的程序实现对系统的控制。

2.4I/O分配

输入：

表2-1I/O输入

1房1-4床紧急按钮

X0-X3

2房1-4床紧急按钮

X4-X7

3房1-4床紧急按钮

X10-X13

1房1-4床重置按钮

X14-X17

2房1-4床重置按钮

X20-X23

3房1-4床重置按钮

X24-X27

护士站1房1-4床复位按钮

X30-X33

护士站2房