病房呼叫系统的PLC设计毕业设计.docx

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病房呼叫系统的PLC设计毕业设计.docx

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病房呼叫系统的PLC设计毕业设计

病房呼叫系统的PLC设计

一、概述

1、可编程控制器简介

可编程序控制器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，用以在其内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，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是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。

2、可编程控制器的发展

1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电器控制装置的要求，第二年美国数字公司研制出了第一代可编程序控制器，满足了GM公司装配线的要求。

随着集成电路技术和计算机技术的发展，现在已有第五代PLC产品了。

3、可编程序控制器的基本结构及工作原理

PLC主要是由输入与输出部件、中央处理单元（CPU）、存储器、电源部件、编程器组成。

PLC的结构框图如图1-3-1所示。

图1-3-1PLC结构图

二、课题背景

1、课题背景

随着社会的进步和科技的发展，医疗水平的不断提高，现代医院护理需要快速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。

用于医院病房区的病人有紧急情况或自己不方便处理的事件时呼叫医生或护士寻求帮助，医生或护士根据站内指示灯及响铃获取求助信息的来源，并及时的提供帮助。

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，它是现代医院提高病室护理水平必不可少的设备。

2、研究的目的和意义

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。

研究病床呼叫系统的PLC程序设计，有利于更好的掌握所学的相关课程的知识。

同时提高自身的学以致用的能力。

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，再依病房紧急呼叫顺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。

（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的紧急指示灯方可被重置。

3、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。

主要内容包括：

（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。

四、总体设计思路

基于课程设计题目提供的已知信息，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，医护站内对应闪烁的房间灯3个，对应闪烁的病床灯12个。

然后经过分析研究，三个房间的情况一样，每间病房内4张病床的工作方式一致。

所以只要突破一个病房内一张病床的呼叫的设计，则其他病床和病房的的设计难题就迎刃而解了。

五、程序设计与调试

1、I/O分配

输入

1病房1床呼叫按钮

1病房1床取消呼叫按钮

护士站1病房1床处理完毕复位按钮

1病房2床呼叫按钮

1病房2床取消呼叫按钮

护士站1病房2床处理完毕复位按钮

1病房3床呼叫按钮

1病房3床取消呼叫按钮

X10

护士站1病房3床处理完毕复位按钮

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床处理完毕复位按钮

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床处理完毕复位按钮

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床处理完毕复位按钮

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床处理完毕复位按钮

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床处理完毕复位按钮

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床处理完毕复位按钮

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床处理完毕复位按钮

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床处理完毕复位按钮

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床处理完毕复位按钮

输出

1病房1床床头灯及报警

护士站1病房1床闪烁

1病房2床床头灯及报警

护士站1病房2床闪烁

1病房3床床头灯及报警

护士站1病房3床闪烁

1病房4床床头灯及报警

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、实现功能图

图5-2-1实现的功能图

3、外部接线图

下图5-3-1为病房1的外部接线图、图5-3-2为病房2的外部接线图、

图5-3-3为病房3的外部接线图

图5-3-1病房1的外部接线图

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是病人取消呼叫的按钮，即是呼叫动作的复位按钮。

若按下呼叫按钮SB1，则1病床的床头灯亮和护士站对应的报警器报警，并未在5秒内按下呼叫复位（取消）按钮，则病房的灯、医护站内和病房对应的灯闪烁、和病床对应的灯闪烁。

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的紧急呼叫后的总的复位按钮。

当医生或护士处理完病人的紧急情况。

按下总复位按钮。

恢复到呼叫前的状态，为下一次的呼叫做准备。

1病房中的2病床、病3床、病4床的情况和1病床的情况一样。

图5-3-2病房2的外部接线图

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是病人取消呼叫的按钮，即是呼叫动作的复位按钮。

若按下呼叫按钮SB13，则1病床的床头灯亮和护士站对应的报警器报警，并未在5秒内按下呼叫复位（取消）按钮，则病房的灯、医护站内和病房对应的灯闪烁、和病床对应的灯闪烁。

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的紧急呼叫后的总的复位按钮。

当医生或护士处理完病人的紧急情况。

按下总复位按钮。

恢复到呼叫前的状态，为下一次的呼叫做准备。

2病房中的2病床、病3床、病4床的情况和1病床的情况一样。

图5-3-3为病房3的外部接线图

3病房中各床的情况和1、2病房各床的情况一样。

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是病人取消呼叫的按钮，即是呼叫动作的复位按钮。

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的紧急呼叫后的总的复位按钮。

当医生或护士处理完病人的紧急情况。

按下总复位按钮。

恢复到呼叫前的状态，为下一次的呼叫做准备。

1病房中的2病床、病3床、病4床的情况和1病床的情况一样。

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是病人取消呼叫的按钮，即是呼叫动作的复位按钮。

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的紧急呼叫后的总的复位按钮。

当医生或护士处理完病人的紧急情况。

按下总复位按钮。

恢复到呼叫前的状态，为下一次的呼叫做准备。

2病房中的2病床、病3床、病4床的情况和1病床的情况一样。

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是病人取消呼叫的按钮，即是呼叫动作的复位按钮。

若按下呼叫按钮SB25，则1病床的床头灯亮和护士站对应的报警器报警，并未在5秒内按下呼叫复位（取消）按钮，则病房的灯、医护站内和病房对应的灯闪烁、和病床对应的灯闪烁。

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的紧急呼叫后的总的复位按钮。

当医生或护士处理完病人的紧急情况。

按下总复位按钮。

恢复到呼叫前的状态，为下一次的呼叫做准备。

3病房中的2病床、病3床、病4床的情况和1病床的情况一样。

（2）调试

在输入梯形图时误把1病房2好病床的常开X3的自锁Y002输入成M002，造成呼叫系统工作不正常的情况。

经过检查，发现错误改正后，呼叫系统可以正常工作。

六、课程设计总结

我这次PLC课程设计的题目是“病床呼叫系统”。

本次PLC的课程设计对我具有很重要的作用。

首先做这次PLC小学期，初步全面的应用了本学期学到的PLC理论知识，而且还锻炼了动手能力，独立思考的能力，以前的东西，都是老师讲，自己记，并没有多少自己思考的东西，通过课程设计，我们得到了自己思考问题，解决问题的机会。

再次通过本次设计，让我很好的锻炼了理论联系实际，与具体项目、课题相结合开发、设计产品的能力。

既让我们懂得了怎样把理论应用于实际，又让我们懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。

在本次设计中，我们还需要大量的以前没有学到过的知识，于是图书馆和网络成了我们很好的助手。

在查阅资料的过程中，我们要判断优劣、取舍相关知识，不知不觉中我们查阅资料的能力也得到了很好的锻炼。

我们学习的知识是有限的，在以后的工作中我们肯定会遇到许多未知的领域，这方面的能力便会使我们受益非浅。

在设计过程中，总是遇到这样或那样的问题。

有时发现一个问题的时候，需要做大量的工作，花大量的时间才能解决。

自然而然，我的耐心便在其中建立起来了。

为以后的工作积累了经验，增强了信心。

七、致谢

学习的主要目的就是学会能在实际中应用，经过一学期的PLC的学习使我们对这门课程有了深刻的理解。

此次PLC课程设计，使我受益匪浅，增加了我对学习PLC的兴趣。

这次课程设计使我对PLC程序的编程、程序的录入、以及在上机调试的能力有了很大的提高。

大部分同学只关心程序运行的结果，而对程序的创新丝毫不在意。

这是非常不可取的，因为往往在动脑思考创新中我们会有更多收获，学到更多的知识。

做课程设计不仅让我们修补了以前学习的漏洞，也让我明白了一个道理：

学习好PLC这门技术，需要自己对它有兴趣，而且要自己肯于动手操作实验。

最后非常感谢我们的王老师的精心讲解和指导，以及实验室的指导老师给细心准备的实验设备。

感谢同学们对我的鼓励和帮助，还要感谢学校给我们这样的一个自己动手设计的好机会！

八、参考文献

[1]电气与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]电气控制与PLC应用，陈立定，主编，华南理工大学出版社，2001

[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，2002

[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，2005

[7]可编程控制器，杨士远主编，清华大学出版社出版，1995

[8]XX网站

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

　　　　　日　期：

指导教师签名：

　　　　　日　　期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

　　　　　日　期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

日期：

年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权　　　　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：

日期：

年月日

导师签名：

日期：

年月日

指导教师评阅书

指导教师评价：

一、撰写（设计）过程

1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神

□优□良□中□及格□不及格

2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度

□优□良□中□及格□不及格

3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力

□优□良□中□及格□不及格

4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性

□优□良□中□及格□不及格

5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

指导教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

评阅教师评阅书

评阅教师评价：

一、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

评阅教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

教研室（或答辩小组）及教学系意见

教研室（或答辩小组）评价：

一、答辩过程

1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况

□优□良□中□及格□不及格

2、对答辩问题的反应、理解、表达情况

□优□良□中□及格□不及格

3、学生答辩过程中的精神状态

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

评定成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

教研室主任（或答辩小组组长）：

（签名）

年月日

教学系意见：

系主任：

（签名）

年月日

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。

尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

学位论文作者（本人签名）：

年月日

学位论文出版授权书

本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》（以下简称“章程”），愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入****《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。

论文密级：

□公开□保密（___年__月至__年__月）（保密的学位论文在解密后应遵守此协议）

作者签名：

_______导师签名：

_______

_______年_____月_____日_______年_____月_____日

独创声明

本人郑重声明：

所呈交的毕业设计（论文），是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。

尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。

本声明的法律后果由本人承担。

作者签名:

二〇一〇年九月二十日

毕业设计（论文）使用授权声明

本人完全了解**学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。

本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。

（保密论文在解密后遵守此规定）

作者签名:

二〇一〇年九月二十日

致谢

时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。

首先非常感谢学校开设这个课题，为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验，奠定了基础。

本次毕业设计大概持续了半年，现在终于到结尾了。

本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。

经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。

这期间凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。

没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。

首先，我要特别感谢我的知道***老师对我的悉心指导，在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导，为我理清了设计思路和操作方法，并对我所做的课题提出了有效的改进方案。

***老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。

从他身上，我学到了许多能受益终生的东西。

再次对周巍老师表示衷心的感谢。

其次，我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求，感谢他们对我学习上和生活上的帮助，使我了解了许多专业知识和为人的道理，能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。

另外，我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持，与他们一起学习、生活，让我在大学期间生活的很充实，给我留下了很多难忘的回忆。

最后，我要感谢我的父母对我的关系和理解，如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。

四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。

从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应

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