病床呼叫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

病床呼叫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),病床,呼叫,呼喚,控制系統(tǒng),設(shè)計(jì) 第一章 引言1.1明確設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求1.病床呼叫系統(tǒng)控制要求 共有6個(gè)病房，每間病房4個(gè)床位。每一病床床頭均有緊急呼叫按鈕及重置按鈕，以利病人不適時(shí)緊急呼叫； 設(shè)每一層樓有一護(hù)士站，每一護(hù)士站均有該層樓病人緊急呼叫與處理完畢的重置按鈕； 每一病床床頭均有一緊急指示燈，一旦病人按下緊急呼叫按鈕且未在5s內(nèi)按下重置按鈕時(shí)，該病床床頭緊急指示燈動(dòng)作且病房門口緊急指示燈閃爍，同時(shí)同樓層的護(hù)士站顯示病房緊急呼叫并閃爍指示燈； 在護(hù)士站的病房緊急呼叫中心，每一病房都有編號(hào)，用指示燈顯示哪一病房先按下病人緊急呼叫按鈕，并要具有優(yōu)先級(jí)判別的能力； 一旦護(hù)士看見(jiàn)護(hù)士站緊急呼叫閃爍燈后，須先按下護(hù)士處理按鈕以取消閃爍情況，再依病房緊急呼叫順序處理病房緊急事故，若事故處理妥當(dāng)后，病房緊急閃爍指示燈和病床上的緊急指示燈方燈被重置。 1.2闡述總體設(shè)計(jì)思路通過(guò)對(duì)病床呼叫系統(tǒng)的PLC控制的設(shè)計(jì)任務(wù)和控制要求進(jìn)行分析，可以初步得出設(shè)計(jì)方案：該病床呼叫系統(tǒng)由從機(jī)、主機(jī)等兩部分組成。從機(jī)( 呼叫源) 即病床按鈕，主機(jī)包括PLC 及指示燈報(bào)警系統(tǒng)。呼叫源每張病床配備一個(gè)， 呼叫源一般放在病床床頭?；颊哂泻艚姓?qǐng)求時(shí)， 按下手持式按鈕向護(hù)士站呼叫。主機(jī)中PLC 工作方式為循環(huán)掃描方式， 在系統(tǒng)程序控制下，PLC 順序讀入輸入端口各呼叫源的狀態(tài), 并且不斷地循環(huán)掃描。一旦有呼叫按鈕按下且未在5秒內(nèi)按下重置按鈕， PLC 立即響應(yīng), 通過(guò)設(shè)置的程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制：點(diǎn)亮床頭指示燈和護(hù)士站報(bào)警指示燈，并通過(guò)報(bào)警指示燈指出病房號(hào)；同時(shí)，病房門口報(bào)警指示燈也被點(diǎn)亮。并通過(guò)互鎖實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)別判斷的能力（即只有在護(hù)士處理完首先呼叫的病床后進(jìn)行按鈕置位后，其他病床方可繼續(xù)呼叫，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)）。主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)響應(yīng)后，將出現(xiàn)相應(yīng)的光報(bào)警指示，以便提示醫(yī)護(hù)人員盡快趕到現(xiàn)場(chǎng)。此外，系統(tǒng)采用主從結(jié)構(gòu)形式后， 主機(jī)中的PLC 還可以通過(guò)網(wǎng)線與計(jì)算機(jī)相接，將多個(gè)護(hù)士站聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成病房監(jiān)護(hù)管理中心。因此初步選定如下裝置：?jiǎn)?dòng)/復(fù)位開(kāi)關(guān)48個(gè)（病床42個(gè)、護(hù)士站6個(gè)）、指示燈36個(gè)（病床24個(gè)、病房門口6個(gè)、護(hù)士站6個(gè)），并帶有計(jì)時(shí)功能；設(shè)計(jì)要求PLC控制器為48入/36出，可以選用SIMATIC-S7-200系列的CPU226、三個(gè)EM221、兩個(gè)EM222一個(gè)EM223擴(kuò)展模塊。通過(guò)互鎖實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)別判斷的能力。 第二章 PLC控制器的選擇 SIMATIC S7-200系列是西門子公司的可編程控制器，這一系列產(chǎn)品可以滿足多種多樣的自動(dòng)化控制要求，由于具有緊湊的設(shè)計(jì)、良好的擴(kuò)展性、低廉的價(jià)格以及強(qiáng)大的指令，使得S7-200PLC可以滿足小規(guī)模的控制要求。此外，豐富的CPU類型和電壓等級(jí)使其在解決用戶的工業(yè)自動(dòng)化問(wèn)題時(shí)，具有很強(qiáng)的是適用性。1臺(tái)S7-200PLC包括一個(gè)單獨(dú)的S7-200CPU，或者帶有各種各樣的可選擴(kuò)展模塊。S7-200CPU模塊包括一個(gè)中央處理單元（CPU）、電源以及數(shù)字量I/O點(diǎn)，這些都被集成在一個(gè)緊湊、獨(dú)立的設(shè)備中。CPU負(fù)責(zé)執(zhí)行程序和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，以便對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制任務(wù)或過(guò)程進(jìn)行控制；輸入和輸出是系統(tǒng)的控制點(diǎn)：輸入部分從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中采集信號(hào)，輸出部分則控制泵、電機(jī)、以及控也過(guò)程中的其他設(shè)備；電源向CPU及其所連接的任何設(shè)備提供電力；通訊端口允許將S7-200CPU同編程器或其他一些設(shè)備連起來(lái)；狀態(tài)信號(hào)燈顯示了CPU的工作模式（運(yùn)行或停止），本機(jī)I/O的當(dāng)前狀態(tài)，以及檢查出來(lái)的系統(tǒng)錯(cuò)誤；通過(guò)擴(kuò)展模塊可提供其通訊性能；通過(guò)擴(kuò)展模塊可增加CPU的I/O點(diǎn)數(shù)（CPU221不擴(kuò)展）；一些CPU有內(nèi)置的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，或添加實(shí)時(shí)時(shí)鐘卡；EEPROM卡可以存儲(chǔ)CPU程序，也可以將一個(gè)CPU中的程序送到另一個(gè)CPU中；通過(guò)可選的插入式電池盒可延長(zhǎng)RAM中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間；最大I/O配置。通過(guò)對(duì)病床呼叫系統(tǒng)的PLC控制的設(shè)計(jì)任務(wù)和控制要求進(jìn)行分析，確定的設(shè)計(jì)方案要求PLC控制器為48入/36出，考慮到要留有一些可擴(kuò)展的單元，故可以選用SIMATIC-S7-200系列的CPU226、三個(gè)EM221、兩個(gè)EM222一個(gè)EM223擴(kuò)展模塊。第三章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.1 I/O分配表PLC輸入點(diǎn)信號(hào)名稱PLC輸出點(diǎn)信號(hào)名稱I0.01號(hào)房1號(hào)床重置按鈕Q0.01房1床指示燈I0.11房1床開(kāi)關(guān)Q0.11房2床指示燈I0.21號(hào)房2號(hào)床重置按鈕Q0.21房3床指示燈I0.31房2床開(kāi)關(guān)Q0.31房4床指示燈I0.41號(hào)房3號(hào)床重置按鈕Q0.41房門口指示燈I0.51房3床開(kāi)關(guān)Q0.5護(hù)士站1房指示燈I0.61號(hào)房4號(hào)床重置按鈕Q1.02房1床指示燈I0.71房4床開(kāi)關(guān)Q1.12房2床指示燈I1.02號(hào)房1號(hào)床重置按鈕Q1.22房3床指示燈I1.12房1床開(kāi)關(guān)Q1.32房4床指示燈I1.22號(hào)房2號(hào)床重置按鈕Q1.42房門口指示燈I1.32房2床開(kāi)關(guān)Q1.5護(hù)士站2房指示燈I1.42號(hào)房3號(hào)床重置按鈕Q2.03房1床指示燈I1.52房3床開(kāi)關(guān)Q2.13房2床指示燈I1.62號(hào)房4號(hào)床重置按鈕Q2.23房3床指示燈I1.72房4床開(kāi)關(guān)Q2.33房4床指示燈I2.03號(hào)房1號(hào)床重置按鈕Q2.42房門口指示燈I2.13房1床開(kāi)關(guān)Q2.5護(hù)士站3房指示燈I2.23號(hào)房2號(hào)床重置按鈕Q3.04房1床指示燈I2.33房2床開(kāi)關(guān)Q3.14房2床指示燈I2.43號(hào)房3號(hào)床重置按鈕Q3.24房3床指示燈I2.53房3床開(kāi)關(guān)Q3.34房4床指示燈I2.63號(hào)房4號(hào)床重置按鈕Q3.44房門口指示燈I2.73房4床開(kāi)關(guān)Q3.5護(hù)士站4房指示燈I3.04號(hào)房1號(hào)床重置按鈕Q4.05房1床指示燈I3.14房1床開(kāi)關(guān)Q4.15房2床指示燈I3.24號(hào)房2號(hào)床重置按鈕Q4.25房3床指示燈I3.34房2床開(kāi)關(guān)Q4.35房4床指示燈I3.44號(hào)房3號(hào)床重置按鈕Q4.45房門口指示燈I3.54房3床開(kāi)關(guān)Q4.5護(hù)士站5房指示燈I3.64號(hào)房4號(hào)床重置按鈕Q5.06房1床指示燈I3.74房4床開(kāi)關(guān)Q5.16房2床指示燈I4.05號(hào)房1號(hào)床重置按鈕Q5.26房3床指示燈I4.15房1床開(kāi)關(guān)Q5.36房4床指示燈I4.25號(hào)房2號(hào)床重置按鈕Q5.46房門口指示燈I4.35房2床開(kāi)關(guān)Q5.5護(hù)士站6房指示燈I4.45號(hào)房3號(hào)床重置按鈕I4.55房3床開(kāi)關(guān)I4.65號(hào)房4號(hào)床重置按鈕I4.75房4床開(kāi)關(guān)I5.06號(hào)房1號(hào)床重置按鈕I5.16房1床開(kāi)關(guān)I5.26號(hào)房2號(hào)床重置按鈕I5.36房2床開(kāi)關(guān)I5.46號(hào)房3號(hào)床重置按鈕I5.56房3床開(kāi)關(guān)I5.66號(hào)房4號(hào)床重置按鈕I5.76房4床開(kāi)關(guān)I6.0護(hù)士站1號(hào)房重置按鈕I6.1護(hù)士站2號(hào)房重置按鈕I6.2護(hù)士站3號(hào)房重置按鈕I6.3護(hù)士站4號(hào)房重置按鈕I6.4護(hù)士站5號(hào)房重置按鈕I6.5護(hù)士站6號(hào)房重置按鈕3.2 I/O接線圖設(shè)計(jì)3.3 程序流程圖護(hù)士去對(duì)應(yīng)病房處理護(hù)士看見(jiàn)閃爍按下取消閃爍的按鈕護(hù)士站對(duì)應(yīng)病房燈閃爍病床對(duì)應(yīng)燈亮對(duì)應(yīng)病房燈閃爍5秒內(nèi)是否重置 定時(shí)器5秒計(jì)時(shí)按下病床開(kāi)始按鈕是 否處理完畢護(hù)士按下重置按鈕，病床病房燈滅3.4 梯形圖設(shè)計(jì)梯形圖設(shè)計(jì)如下3.5 指令表Network 1 LD I0.1O M0.1AN I0.0= M0.1TON T37, 50Network 2 LD T37= Q0.0Network 3 LD I0.3O M0.2AN I0.2= M0.2TON T38, 50Network 4 LD T38= Q0.1Network 5 LD I0.5O M0.3AN I0.4= M0.3TON T39, 50Network 6 LD T39= Q0.2Network 7 LD I0.7O M0.4AN I0.6= M0.4TON T39, 50Network 8 LD T39= Q0.3Network 9 LD T37O T38O T39O T40A SM0.5= Q0.4Network 10 LD T37O T38O T39O T40A SM0.5AN M0.0AN Q1.5AN Q2.5AN Q3.5AN Q4.5AN Q5.5= Q0.5Network 11 LD I6.0O M0.0LDN Q0.0ON Q0.1ON Q0.2ON Q0.3ALD= M0.0Network 12LD I1.1O M1.1AN I1.0= M1.1TON T41, 50Network 13 LD T42= Q1.0Network 14 LD I1.3O M1.2AN I1.2= M1.2TON T42, 50Network 15 LD T42= Q1.1Network 16 LD I1.5O M0.3AN I1.4= M1.3TON T43, 50Network 17 LD T43= Q1.2Network 18 LD I1.7O M1.4AN I1.6= M1.4TON T44, 50Network 19 LD T44= Q1.3Network 20 LD T41O T42O T43O T44A SM0.5= Q1.4Network 21 LD T41O T42O T43O T44A SM0.5AN M1.0AN Q0.5AN Q2.5AN Q3.5AN Q4.5AN Q5.5= Q1.5Network 22 LD I6.1O M1.0LDN Q1.0ON Q1.1ON Q1.2ON Q1.3ALD= M1.0Network 23 LD I2.1O M2.1AN I2.0= M2.1TON T45, 50Network 24 LD T45= Q2.0Network 25 LD I2.3O M2.2AN I2.2= M2.2TON T46, 50Network 26 LD T46= Q2.1Network 27 LD I2.5O M2.3AN I2.4= M2.3TON T46, 50Network 28 LD T46= Q2.2Network 29 LD I2.7O M2.4AN I2.6= M2.4TON T47, 50Network 30 LD T47= Q2.3Network 31 LD T44O T45O T46O T47A SM0.5= Q2.4Network 32 LD T44O T45O T46O T47A SM0.5AN M2.0AN Q0.5AN Q1.5AN Q3.5AN Q4.5AN Q5.5= Q2.5Network 33 LD I6.2O M2.0LDN Q2.0ON Q2.1ON Q2.2ON Q2.3ALD= M2.0Network 34 LD I3.1O M3.1AN I3.0= M3.1TON T48, 50Network 35 LD T48= Q3.0Network 36 LD I3.3O M3.2AN I3.2= M3.2TON T49, 50Network 37 LD T49= Q3.1Network 38LD I3.5O M3.3AN I3.4= M3.3TON T50, 50Network 39 LD T50= Q3.2Network 40 LD I3.7O M3.4AN I3.6= M3.4TON T51, 50Network 41 LD T51= Q3.3Network 42 LD T48O T49O T50O T51A SM0.5= Q3.4Network 43 LD T48O T49O T50O T51A SM0.5AN M3.0AN Q0.5AN Q1.5AN Q2.5AN Q4.5AN Q5.5= Q3.5Network 44 LD I6.3O M3.0LDN Q3.0ON Q3.1ON Q3.2ON Q3.3ALD= M3.0Network 45 LD I4.1O M4.1AN I4.0= M4.1TON T52, 50Network 46 LD T52= Q4.0Network 47 LD I4.3O M4.2AN I4.2= M4.2TON T53, 50Network 48 LD T53= Q4.1Network 49LD I4.5O M4.3AN I4.4= M4.3TON T54, 50Network 50 LD T54= Q4.2Network 51LD I4.7O M4.4AN I4.6= M4.4TON T55, 50Network 52 LD T55= Q4.3Network 53 LD T52O T53O T54O T55A SM0.5= Q4.4Network 54 LD T52O T53O T54O T55A SM0.5AN M4.0AN Q0.5AN Q1.5AN Q2.5AN Q3.5AN Q5.5= Q4.5Network 55 LD I6.4O M4.0LDN Q4.0ON Q4.1ON Q4.2ON Q4.3ALD= M4.0Network 56 LD I5.1O M5.1AN I5.0= M5.1TON T56, 50Network 57 LD T56= Q5.0Network 58 LD I5.3O M5.2AN I5.2= M5.2TON T57, 50Network 59 LD T57= Q5.1Network 60LD I5.5O M5.3AN I5.4= M5.3TON T58, 50Network 61 LD T58= Q5.2Network 62 LD I5.7O M5.4AN I5.6= M5.4TON T59, 50Network 63 LD T59= Q5.3Network 64 LD T56O T57O T58O T59A SM0.5= Q5.4Network 65 LD T56O T57O T58O T59A SM0.5AN M5.0AN Q0.5AN Q1.5AN Q2.5AN Q3.5AN Q4.5= Q5.5Network 66 LD I6.5O M5.0LDN Q5.0ON Q5.1ON Q5.2ON Q5.3ALD= M5.03.6程序調(diào)試方式及過(guò)程說(shuō)明運(yùn)用STEP 7-MicroWIN V3.1(西門子S7-200編程軟件)編寫的梯形圖程序，并注意選擇對(duì)應(yīng)的PLC型號(hào)（CPU224）。編譯無(wú)錯(cuò)誤后使用引出命令將梯形圖程序存成后綴為.awl格式的可執(zhí)行程序文件并保存在你設(shè)定的文件夾中（如bchjxt.awl）。打開(kāi)西門子s7-200仿真程序漢化版，輸入密碼，設(shè)定PLC的CPU型號(hào)為CPU224，打開(kāi)“程序”使用“裝載程序”命令將bchjxt.awl程序文件載入仿真程序軟件中，點(diǎn)擊命令“切換到運(yùn)行狀態(tài)”，打開(kāi)“查看“使用”內(nèi)存監(jiān)視“命令輸入你所要觀察的輸入輸出的位。通過(guò)對(duì)仿真程序中指示燈的運(yùn)行狀態(tài)的觀察來(lái)檢驗(yàn)程序是否準(zhǔn)確，并對(duì)錯(cuò)誤部分進(jìn)行修改，完成程序。在程序運(yùn)行過(guò)程中可以配合秒表，手表等器材大概的估計(jì)時(shí)間的準(zhǔn)確性，并實(shí)時(shí)的對(duì)錯(cuò)誤的程序段進(jìn)行標(biāo)記，以方便后面的修正工作。最好有兩個(gè)人分工協(xié)作對(duì)程序校驗(yàn)，以免一個(gè)人分心做不同的事而造成不必要的錯(cuò)誤。 設(shè)計(jì)總結(jié) 在王老師的指導(dǎo)和自己花了一個(gè)多星期時(shí)間的努力下，終于把這次的課程設(shè)計(jì)順利完成了。這次病床呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完P(guān)LC原理與實(shí)踐理論課程后，進(jìn)行的一項(xiàng)可編程控制器相關(guān)知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練。課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我加深了對(duì)PLC理論知識(shí)、梯形圖、指令表、外部接線圖的理解；學(xué)會(huì)了西門子編程軟件及PLC控制仿真軟件的使用，在不斷的調(diào)試各自的程序中，發(fā)現(xiàn)了很多存在的問(wèn)題并進(jìn)行研究解決。在課程設(shè)計(jì)之初，剛拿到課題和任務(wù)書的我感到無(wú)從下手，后來(lái)經(jīng)過(guò)自己對(duì)課程理論知識(shí)的進(jìn)一步復(fù)習(xí)及查閱相關(guān)資料，同時(shí)得到了王老師的細(xì)心指導(dǎo)和同學(xué)們的熱情幫助，才較順利的完成了此次的課程設(shè)計(jì)?？偟膩?lái)說(shuō)，這次關(guān)于病床呼叫系統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)整個(gè)過(guò)程自己收獲較大。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，首先我不僅復(fù)習(xí)、鞏固和驗(yàn)證了自己所學(xué)的PLC相關(guān)理論知識(shí)，而且也初步培養(yǎng)了自己在PLC相關(guān)課程設(shè)計(jì)的基本操作技能與設(shè)計(jì)能力以及將課堂上所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐中；其次設(shè)計(jì)過(guò)程中所遇到的問(wèn)題，讓自己清楚認(rèn)識(shí)到前期自己所學(xué)的知識(shí)沒(méi)理解、掌握的還不是非常牢固，警示了自己今后要加強(qiáng)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)；再者讓我學(xué)會(huì)了如何更好的和老師、同學(xué)交流、探討問(wèn)題，共同學(xué)習(xí)，相互幫助；最后也是最重要的，這次課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)會(huì)了較基本的設(shè)計(jì)思路及設(shè)計(jì)理念，更好的培養(yǎng)了自己認(rèn)真思考問(wèn)題、分析問(wèn)題、思索問(wèn)題全面性等能力以及對(duì)待事情認(rèn)真、耐心、細(xì)致的學(xué)習(xí)態(tài)度。謝辭首先，感謝王老師的培養(yǎng)，讓我在各方面都得到了很多的培養(yǎng)，感謝學(xué)校給我提供一個(gè)好的學(xué)習(xí)和生活環(huán)境讓我能學(xué)到很多知識(shí)。再次，要感謝的是老師在老師的悉心教導(dǎo)我學(xué)會(huì)了很多，讓我大概明白機(jī)電一體化是怎么回事。在整個(gè)課程設(shè)計(jì)中，雖然他老師很忙碌，但還能在他繁忙的工作中抽出大量時(shí)間來(lái)指導(dǎo)我們的設(shè)計(jì)工作。而且老師的教導(dǎo)很準(zhǔn)確，總能一針見(jiàn)血來(lái)分析問(wèn)題和指出出我們?cè)O(shè)計(jì)中的癥結(jié)雖在。同時(shí)，他對(duì)我們嚴(yán)格要求使我能夠高標(biāo)準(zhǔn)要求自己，讓自己獲得很多新的知識(shí)。最重要的是老師他嚴(yán)謹(jǐn)鉆研的精神深深的感染了我，讓我知道作為一個(gè)機(jī)電人應(yīng)有的精神和對(duì)工作的態(tài)度。還要感謝我的同組同學(xué)，你們有著很好的團(tuán)隊(duì)精神，使我能在一個(gè)很好的氣氛中完成，能在我困惑和失望時(shí)給我鼓勵(lì)和幫助。因?yàn)楹臀易鲆粯拥恼n題，總是和我一起攻堅(jiān)難題，并總是給我建設(shè)性的意見(jiàn)。最后感謝本次所用參考資料的所有作者，感謝你們的研究工作，給我打開(kāi)了一扇扇機(jī)電一體化的科學(xué)之窗。讓我能更加深刻和更加輕松的理解并完成本次所選課題。參考文獻(xiàn)1 史國(guó)生.電氣控制與可編程控制器技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20042 王永華.現(xiàn)代電氣及可編程控制技術(shù).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20023 張萬(wàn)忠.可編程控制器應(yīng)用技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20054 張培志. 電氣控制與可編程序控制器. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2007.5 張萬(wàn)忠. 可編程控制器應(yīng)用技術(shù). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2002.6 張鳳珊. 電氣控制及可編程序控制器. 北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社,2001.7 熊葵容. 電器邏輯控制技術(shù). 北京：科技出版社,2002.8 江漢秀等. 可編程控制器及應(yīng)用. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社,2000. 33