国家开放大学《可编程控制器应用实训》形考任务5实训五.docx

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国家开放大学《可编程控制器应用实训》形考任务5实训五

可编程控制器应用实训形考任务五实训报告

病房呼叫PLC控制系统

一、实训目的：

1．熟悉置位、复位、复位优先、置位优先指令的应用。

2．进一步熟悉编程方法和编程技巧，选择合适编程方法设计程序。

3．学会绘制病房呼叫系统PLC控制接线图。

4．学会PLC控制系统输入输出端口的分配及安装方法。

5．熟悉运用编程软件进行控制系统联机调试。

二、实训要求：

1．选择社会生活或生产实践中某一种典型的PLC控制系统或产品，，并能够独立

进行简单控制系统的系统设计（系统配置及输入/输出继电器地址分配、系统的I/O接

线图、系统的流程图、控制程序的设计、编程及调试）；

2．采用S7-200系列PLC实现控制系统的设计，并通过软件的监控和调试实验效果，

验证设计方案的可行性。

三、实训内容：

病房呼叫系统设计主要包括两部分：

普通病房和重病房。

（一）普通病房任务设计要求：

（1）每一个病床床头均有紧急呼叫按钮和重置按钮，方便病人紧急呼叫。

（2）设每层楼有一个护士站，每个护士站均有该楼层病人紧急呼叫和处理完毕的

重置按钮。

（3）当病人按下紧急呼叫按钮，并且没有在5s之内重置，该病人的床头和房间门

口的指示灯闪烁，同时护士站的指示灯闪烁。

（4）护士站紧急呼叫灯闪烁后，护士须先按下护士处理按钮取消灯的闪烁，再到

病房处理紧急情况，只有病房内紧急情况处理结束后才可以按下床头的重置按钮，停止

床头和房间门口灯的闪烁。

如果护士直接到病房对紧急状况进行处理，那么处理后对床

头灯进行复位，护士站灯的指示灯也被复位。

（二）重病房任务设计要求：

（1）重病房内有两个呼叫按钮，重病房内的看护人员需要护士协助时按下第一个按钮通知护士站，另一个按钮是病人有突发状况时，看护人员呼叫医师和护士的。

（2）重病房的每次紧急呼叫如果在10min内没有人按下重置按钮，也就是10min

内没有对紧急状况作出判断和处理，自动向医院会诊中心进行呼叫，会诊中心的会诊指

示灯闪烁和蜂鸣器响起，会诊中心专家按下重置按钮将会诊中心的呼叫信号解除，并到

重病房进行会诊。

（3）重病房的每次紧急呼叫进行计数，以便医生了解病人状态。

四、主要实训软件硬件

（1）常用电工工具、万用表等。

（2）PC机

（3）所需设备、材料见表1。

表1设备、材料明细表

五、实训步骤

（一）系统原理图

病床呼叫控制系统设计步骤如下。

1．分析被控对象并提出控制要求

详细分析病床呼叫控制系统的工作特点，提出被控对象对PLC控制系统的控制要求，

确定控制方案，拟定设计任务书。

从病床呼叫系统控制要求来看，本次设计任务主要是按钮、指示灯、蜂鸣器之间的逻辑控制，相互之间制约条件虽然多，但是总的来说不是

很复杂，用基本逻辑指令完全可以胜任。

从编程方法来看，本模块中介绍的组合逻辑函

数设计法和经验设计法都比较合适。

组合逻辑设计法运用起来可能较困难，而通过前面

三个任务的学习已积累部分经验，可尝试使用经验设计法来设计程序。

至于替换法由于

没有可参考的电气控制线路，所以在这里并不合适。

2．确定输入／输出设备

根据病床呼叫控制系统的控制要求，确定系统所需的全部输入设备（如：

按纽、位

置开关、转换开关及各种传感器等）和输出设备（如：

接触器、电磁阀、信号指示灯及

其他执行器等），从而确定与PLC有关的输入/输出设备，以确定PLC的I/O点数。

本

次任务共需要输入设备按钮16个，所以需要16个输入点；输出设备指示灯12个，蜂

鸣器1个，共13个输出点。

3．选择PLC

PLC选择包括对PLC的机型、容量、I/O模块、电源等的选择。

本次任务中涉及的

元件均为普通常见元件，使用开关量控制为主，且控制所需的输入输出点数较多，共需

16输入13输出，为满足要求和方便使用，选择了S7-200系列较常见的CPU226CN

AC/DC/RLY。

该型PLC主机使用220V交流电，输入输出元件可使用24V直流电。

共有24

个输入点、16个输出点可以满足工作要求。

4．分配I/O点并设计PLC外围硬件线路

（1）分配I/O点

画出PLC的I/O点与输入／输出设备的连接图或对应关系表，该部分也可在第2步

中进行，见表2。

表2地址分配表

（二）设计PLC外围硬件线路

画出系统其他部分的电气线路图，包括主电路和未进入PLC的控制电路等。

由PLC的I/O连接图和PLC外围电气线路图组成系统的PLC接线图，至此系统的硬

件电气线路已经确定。

病床呼叫系统PLC接线图如图1所示2。

图1病房呼叫系统控制PLC接线图

（三）硬件连线操作

1.根据表1配齐电器元件，并检查各电器元件的质量。

2.根据PLC接线图，如图1所示，画出电器元件布置图，如图2所示。

图2电器元件布置图

3.根据电器元件布置图安装元件，各元件的安装位置整齐、匀称、间距合理，便于

元件的更换，元件紧固时用力均匀，紧固程度适当。

电器元件安装后如图3所示。

图3电器元件安装实物图

4.布线。

布线时按照PLC安装布线要求布线。

PLC和开关电源尽量远离接触器，PLC

的IO线和大功率线分开走，PLC的输入输出线分开走，合理选择接地点。

安装接线图如图4所示。

安装后如图5所示。

图4病房呼叫系统PLC控制安装接线图

图5病床呼叫系统PLC控制实物图

5.检查。

通电前，认真检查有无错接、漏接等现象。

（四）编写实训程序

本设计采用经验设计法，并考虑复位优先指令进行设计。

由于各床呼叫重置条件相

似，所以只需完成其中一张床位的控制设计，其余仿照套用即可。

这里针对1_1床呼叫

控制进行设计。

1_1病床状态分为触发状态M0.0、报警状态M0.1，触发状态用来记录呼叫按钮有无

触发，并开始计时，重置按钮可将触发状态复位；报警状态用来判断触发时间是否到5s

并开始报警，重置按钮可将触发状态复位。

护士站分为报警起动状态M4.0和护士开始

处理状态M4.3，护士站报警状态由病房报警触发并由病房复位按钮撤销；护士开始处理

状态由护士站触发由病房复位按钮撤销。

1_1病床控制程序梯形图设计如图6所示。

图6病房呼叫系统控制程序

六、调试实训程序

（1）下载程序通电运行。

仔细观察，若有异常现象应马上断电，重新修整程序或

检查线路，直到设备正常运行。

图7所示为程序下载界面，图8所示为程序调试界面。

图7程序下载

图8程序调试监控图

七、观察实训结果

1、1_1病床呼叫

按下SF1按钮5s后且在5s内没有按下重置按钮SF2，Q0.1、Q0.2、Q1.4得电，1_1

病床床头指示灯PG1、第一病房门口指示灯PG2、亮护士站指示灯PG10；按下重置按钮

SF2后，指示灯PG1、PG2、PG10熄灭。

2、3_1病床呼叫

按下SF9按钮，10分钟后Q1.6和Q1.7得电，会诊中心指示灯PG12亮和蜂鸣器响；

按下SF16，会诊中心指示灯PG12熄灭和蜂鸣器停止鸣叫；按下SF11，Q1.5得电，PG11

亮，按下SF15，Q1.5失电，PG11熄灭。

八、心得体会

通过本课程的学习能够使我们掌握PLC的基本结构，工作原理，PLC控制系统程序

设计与调试方法。

其中，PLC控制系统的程序设计是教学的重点，由于PLC课程的实践

性很强，所以上好PLC的实验课很重要。

以S7-200PLC为讲授对象，应用比较总结法教

学，把理论教学与实践教学融为一体，使学习容易理解记忆，极大的激发了我们的学习

兴趣。

在此实训中充分了解PLC操作程序，增强感性认识，并可从中进一步了解、巩固

与深化已经学过的理论知识了解运作方式，将我们所学到的专业知识和具体实践相结

合，以提高我们的专业综合素质和能力。