1、摘要信息化時(shí)代的發(fā)展，智能化的醫(yī)院建設(shè)的將目前國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、辦公自動(dòng)化技術(shù)等運(yùn)用在醫(yī)院中。而目前國(guó)內(nèi)外的呼叫器系統(tǒng)都選用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，受到地域的限制和環(huán)境的限制。信號(hào)接收不是很好，這樣有可能病人會(huì)呼叫不到醫(yī)生，造成病人病情的惡化。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)當(dāng)然也有它的好處，呼叫方便，在一定的地域內(nèi)可以隨時(shí)呼叫醫(yī)生，以便醫(yī)生及時(shí)到達(dá)病人身邊進(jìn)行護(hù)理治療。為豐富病床呼叫系統(tǒng)的控制方式，在滿足病房與護(hù)士站實(shí)時(shí)通信時(shí)，能夠方便地了解各病房的情況，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院對(duì)全院的病房科學(xué)化管理。采用 PLC 可編程控制器替代單片機(jī)作為核心控制件，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)新型 PLC 病床呼叫系統(tǒng)。本文

2、采用的 PLC 可編程控制器構(gòu)成的病床呼叫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，更易于管理，可編程控制器病床呼叫系統(tǒng)可以及時(shí)，準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)病房呼叫管理，具有良好的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：病床呼叫系統(tǒng)；PLC；病房管理I目目 錄錄第一章第一章 緒論緒論.11.1 病床呼叫系統(tǒng)的概念.11.2 呼叫系統(tǒng)的存在價(jià)值.11.3 呼叫系統(tǒng)的現(xiàn)狀.11.4 病床緊急呼叫系統(tǒng)的特點(diǎn).1第二章第二章 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求設(shè)計(jì)任務(wù)及要求.32.1 設(shè)計(jì)任務(wù).32.2 設(shè)計(jì)要求.32.3 PLC 的選型.42.4 警報(bào)燈的選擇.4第三章第三章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì).63.1 PLC 簡(jiǎn)介及工作原理.63.2 設(shè)計(jì)方案說(shuō)明.113.3 病

3、床呼叫系統(tǒng)的組成及工作方式.123.4 I/O 分配表.133.5 系統(tǒng)接線圖設(shè)計(jì).15第四章第四章 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì).164.1 控制程序流程圖設(shè)計(jì).164.2 病床呼叫系統(tǒng)時(shí)序圖.174.3 程序設(shè)計(jì)（如圖）.184.4 創(chuàng)新設(shè)計(jì)內(nèi)容.24第五章第五章 程序調(diào)試和仿真程序調(diào)試和仿真.255.1 調(diào)試.255.2 仿真.25第六章第六章 結(jié)論與體會(huì)結(jié)論與體會(huì).29致謝致謝.30II參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).31附錄一附錄一.32附錄二附錄二.33第一章第一章 緒論緒論1.1 病床呼叫系統(tǒng)的概念病房呼叫系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱呼叫儀或請(qǐng)護(hù)儀，它的作用是將病人的求助請(qǐng)求迅速而準(zhǔn)確地通知醫(yī)護(hù)人員，以便及時(shí)進(jìn)

4、行處治。它的使用既可方便病人，又可減少醫(yī)護(hù)人員的巡查次數(shù)，減輕其勞動(dòng)強(qiáng)度，因而在臨床上得到普遍的應(yīng)用。1.2 呼叫系統(tǒng)的存在價(jià)值患者在住院期間，可能會(huì)在任意時(shí)間請(qǐng)求醫(yī)生或護(hù)士進(jìn)行診斷或護(hù)理。臨床求助呼叫是傳送臨床信息的重要手段，病床呼叫系統(tǒng)是患者向值班醫(yī)生或護(hù)士發(fā)出緊急呼叫的工具，要將患者的請(qǐng)求快速傳送給值班醫(yī)生或護(hù)士，并在護(hù)士站的監(jiān)控中心留下準(zhǔn)確完整的記錄，是提高醫(yī)院和病室護(hù)理水平的必備設(shè)備之一。病床呼叫系統(tǒng)要求及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠，簡(jiǎn)便可行，利于推廣，其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到病員的安危，因此歷來(lái)受到各大醫(yī)院的普遍重視。1.3 呼叫系統(tǒng)的現(xiàn)狀目前，醫(yī)院病床呼叫裝置大多由單片機(jī)及低壓電力線等傳輸媒質(zhì)

5、所構(gòu)成，采用數(shù)字電路。一般都具有聲光報(bào)警功能，醫(yī)護(hù)人員能夠及時(shí)了解病人的請(qǐng)求。病床呼叫系統(tǒng)的主機(jī)一般都設(shè)置在護(hù)士值班室，主機(jī)通過(guò)導(dǎo)線與各病房病床的終端呼叫器(一般為機(jī)械開(kāi)關(guān))相連，因此病房和值班室之間需要大量的連線，布線施工麻煩、成本也高。1.4 病床緊急呼叫系統(tǒng)的特點(diǎn)醫(yī)院病房中使用的呼叫裝置有無(wú)線式和有線式兩種形式。其中，有線式一般是采用單片機(jī)作為核心控制部件。本研究提出的呼叫系統(tǒng)也屬于有線式，但是核心部件為PLC，該系統(tǒng)主要解決了目前呼叫系統(tǒng)中存在的以下問(wèn)題：(1)無(wú)線式呼叫系統(tǒng)由于需要“發(fā)射”和“接收”兩個(gè)系統(tǒng)，存在傳輸距離、可靠性、設(shè)備體積與價(jià)格、占用無(wú)線頻道資源以及發(fā)射的電磁波可能會(huì)

6、影響醫(yī)療設(shè)備的正常使用等問(wèn)題。因此，目前醫(yī)院中很少采用。(2)單片機(jī)構(gòu)成的呼叫系統(tǒng)如果采用低壓電力線作為傳輸媒質(zhì)，必須解決信息衰減、電平轉(zhuǎn)換、信息耦合、濾波等問(wèn)題，使得外圍接口電路非常復(fù)雜。在軟件設(shè)計(jì)上還要確定單片機(jī)與外設(shè)之間的通信方式，以保證在任意時(shí)刻只要有呼叫源發(fā)出請(qǐng)求系統(tǒng)立刻響應(yīng)。軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)的繁瑣，給開(kāi)發(fā)和維護(hù)帶來(lái)了極大不便。近年來(lái)， PLC的功能不斷趨向于計(jì)算機(jī)化，價(jià)格不斷下降，體積不斷縮小。特殊的 I/O 接口可以使呼叫按鈕直接與 PLC 輸入相接，輸出可以直接帶報(bào)警器顯示裝置等。與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)通信十分方便。獨(dú)具特色的編程方式，非常易于普及。PLC 的應(yīng)用已不再局限于工業(yè)控制領(lǐng)

7、域，在其他控制領(lǐng)域也獲得廣泛應(yīng)用。第二章第二章 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求設(shè)計(jì)任務(wù)及要求2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)本課程設(shè)計(jì)主要用于醫(yī)院病務(wù)區(qū)的病人有緊急或自己不方便的事件時(shí)呼叫護(hù)士站尋求幫助，護(hù)士根據(jù)站內(nèi)指示燈及響鈴獲取求助信息的來(lái)源，并能及時(shí)的給其提供幫助。護(hù)士在站內(nèi)發(fā)現(xiàn)信號(hào)時(shí)及時(shí)將站內(nèi)燈及響鈴復(fù)位，在處理完后再在病床前的開(kāi)關(guān)將病床及病學(xué)生根據(jù)控制要求，明確設(shè)計(jì)任務(wù)，擬定設(shè)計(jì)方案與進(jìn)度計(jì)劃，運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)，進(jìn)行病床呼叫系統(tǒng)運(yùn)行原理設(shè)計(jì)、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)，提高理論知識(shí)工程應(yīng)用能力、系統(tǒng)調(diào)試能力、分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。主要內(nèi)容包括：（1） 設(shè)計(jì)出硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖、接線圖、時(shí)序圖等；（2）

8、運(yùn)用功能指令進(jìn)行 PLC 控制程序設(shè)計(jì)；（3）程序結(jié)構(gòu)與控制功能自行創(chuàng)新設(shè)計(jì)；（4）進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)病床呼叫系統(tǒng)的控制要求。房的燈及鈴復(fù)位。2.2 設(shè)計(jì)要求（1）共有 3 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。（2）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。（3）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。（4）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

9、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。（5）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。2.3 PLC 的選型P 根據(jù)設(shè)計(jì)要求可以得知，PLC 的輸入信號(hào)有：一號(hào)病房呼叫信號(hào) 14 床位 4 個(gè)，一號(hào)病房復(fù)位信號(hào) 14 床 4 個(gè)，二號(hào)病房呼叫信號(hào) 14 床位 4 個(gè)，二號(hào)病房復(fù)位信號(hào)14 床 4 個(gè)，三號(hào)病房呼叫信號(hào) 14 床位 4 個(gè)，三號(hào)病房復(fù)位信號(hào) 14 床 4 個(gè)，護(hù)士站13 號(hào)病房復(fù)位信號(hào) 3 個(gè)，病床呼叫系統(tǒng)輸入信號(hào)總共有 27 個(gè)；輸出信號(hào)有：一號(hào)病房 14 號(hào)床位顯示 4 個(gè)，二號(hào)病房

10、14 號(hào)床位顯示 4 個(gè)，三號(hào)病房 14 號(hào)床位顯示 4個(gè)，護(hù)士站 13 呼叫顯示 6 個(gè)，輸出信號(hào)總共有 20 個(gè)。根據(jù) I/O 信號(hào)數(shù)量、類型以及控制要求，所以選擇 FX2N-64MR 型 PLC,輸入單元為64 點(diǎn)。2.4 警報(bào)燈的選擇 警報(bào)燈的選擇分為兩部分，一部分為病房警報(bào)燈的選擇，另一部分為護(hù)士站警報(bào)的選擇。病房警報(bào)燈的選擇：考慮到病房警報(bào)燈的亮度對(duì)病人休息的影響，所以病房警報(bào)燈的選擇其功率不宜過(guò)大，因選擇亮度較小功率小的 LED 燈，所以發(fā)光二極管選擇型號(hào)為：IN4007SOT-23 。發(fā)光二極管的壓降為 1.72.5V，工作電流為 1020mA, 其使用的工作電源為 PLC 自

11、帶的 24V 電源，要發(fā)光二極管正常工作得串聯(lián)一個(gè)電阻，根據(jù)工作電流（以 10mA 計(jì)算）與工作電壓 24V 可計(jì)算串聯(lián)的電阻大小為 2.4K。護(hù)士站警報(bào)的選擇：因護(hù)士站警報(bào)燈的選擇是要提醒護(hù)士有病人呼叫，所以應(yīng)選擇亮度功率較大的警報(bào)燈，所以其工作電壓使用 PLC 自帶的 220V 電源，警報(bào)燈的選擇為：AD38-22B-R/08,其光源為紅色 LED 光，工作電壓為 AC,DC220V（交直流雙用） ，工作電流為 18mA，以防值班護(hù)士沒(méi)注意警報(bào)燈的提示，另設(shè)一鈴聲警示，便于警報(bào)燈與警報(bào)鈴的同步，電鈴工作電壓為 220V 的 PLC 的自帶電源。病床呼叫系統(tǒng)的總體線路設(shè)計(jì)圖見(jiàn) PLC 接線圖

12、。5 第三章第三章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)3.1 PLC 簡(jiǎn)介及工作原理3.1.1 PLC 的概述可編程序控制器（PLC）是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序、執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字和模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程可編程序控制器及其有關(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。3.1.2 PLC 的組成PLC 主要由 CPU 模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源和編程器（或編程軟件）組成，如圖 3.1 所示。6 圖圖 3.13.1

13、PLCPLC 控制系統(tǒng)的示意圖控制系統(tǒng)的示意圖1、中央處理單元（CPU）CPU 作為整個(gè) PLC 的核心，起著總指揮的作用。CPU 一般由控制電路、運(yùn)算器和寄存器組成。這些電路通常都被封裝在一個(gè)集成電路的芯片上。CPU 通過(guò)地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線與存儲(chǔ)單元、輸入輸出接口電路連接。CPU 的功能有以下一些：從存儲(chǔ)器中讀取指令，執(zhí)行指令，取下一條指令，處理中斷。2、輸入輸出模塊（I/O 模塊）I/O 模塊實(shí)際上是 PLC 與被控對(duì)象間傳遞輸入輸出信號(hào)的接口部件。I/O 模塊有良好的電隔離和濾波作用。接到 PLC 輸入接口的輸入器件是各種開(kāi)關(guān)、按鈕、傳感器等。PLC 的各輸出控制器件往往是電磁

14、閥、接觸器、繼電器，而繼電器有交流和直流型，高電壓型和低電壓型，電壓型和電流型。 3、編程器編程器用來(lái)生成用戶程序，并用它進(jìn)行編輯、檢查、修改和監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行情況。手持式編程器不能直接輸入和編輯梯形圖，只能輸入和編輯指令表程序，因此又叫做指令編程器。它的體積小，價(jià)格便宜，一般用來(lái)給小型 PLC 編程，或者用于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)。使用編程軟件可以在計(jì)算機(jī)的屏幕上直接生成和編輯梯形圖、指令表、功能塊圖和順序功能圖程序，并可以實(shí)現(xiàn)不同編程語(yǔ)言的相互轉(zhuǎn)換。程序被編譯后下載到 PLC，也可以將 PLC 中的程序上傳到計(jì)算機(jī)。程序可以存盤或打印，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程編程和傳送。4、電源PLC 一般使用

15、 220V 交流電源或 24V 直流電源。內(nèi)部的開(kāi)關(guān)電源為各模塊提供DC5V，12V，24V 等直流點(diǎn)與昂。小型 PLC 一般都可以為輸入電路和外部的電子傳感器（如接近開(kāi)關(guān)）提供 24V 直流電源，驅(qū)動(dòng) PLC 負(fù)載的直流電源一般由用戶提供。75、編程器編程器是 PLC 的最重要外圍設(shè)備。利用編程器將用戶程序送入 PLC 的存儲(chǔ)器，還可以用編程器檢查程序，修改程序，監(jiān)視 PLC 的工作狀態(tài)。除此以外，在個(gè)人計(jì)算機(jī)上添加適當(dāng)?shù)挠布涌诤蛙浖纯捎脗€(gè)人計(jì)算機(jī)對(duì) PLC 編程。利用微機(jī)作為編程器，可以直接編制并顯示梯形圖。3.1.3 PLC 的工作方式 PLC 雖然以微處理器為核心，具有微型計(jì)算

16、機(jī)的許多特點(diǎn)，但它的工作方式卻與微型計(jì)算機(jī)有很大的不同，微型計(jì)算機(jī)一般采用等待命令或中斷的工作方式，如常見(jiàn)的鍵盤掃描方式或 I/O 掃描方式，當(dāng)有鍵按下或 I/O 動(dòng)作，則轉(zhuǎn)入相應(yīng)的子程序或中斷服務(wù)程序，無(wú)鍵按下，則繼續(xù)掃描等待。PLC 采用循環(huán)掃描的工作方式，即順序掃描，不斷循環(huán)這種工作方式是在系統(tǒng)軟件控制下進(jìn)行的。當(dāng) PLC 運(yùn)行時(shí)，CPU 根據(jù)用戶按控制要求編寫好并存于用戶存儲(chǔ)器中的程序，按序號(hào)作周期性的程序循環(huán)掃描，程序從第一條指令開(kāi)始，逐條順序執(zhí)行用戶的程序直到程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令，再開(kāi)始下一次掃描；如此周而復(fù)始。實(shí)際上，PLC 掃描工作除了執(zhí)行用戶程序外，還要完成其他工

17、作，整個(gè)工作過(guò)程分為自診斷、通訊服務(wù)、輸入處理、輸出處理、程序執(zhí)行五個(gè)階段。如圖 3.2 所示。 8 圖圖 3.23.2 PLCPLC 循環(huán)掃描示意圖循環(huán)掃描示意圖1、自診斷 每次掃描用戶程序之前，都先執(zhí)行故障自診斷程序。自診斷內(nèi)容包括 I/O 部分、存儲(chǔ)器、CPU 等，并通過(guò) CPU 設(shè)置定時(shí)器來(lái)監(jiān)視每次掃描是否超過(guò)規(guī)定的時(shí)間，如果發(fā)現(xiàn)異常，則停機(jī)并顯示出錯(cuò)。若自診斷正常，則繼續(xù)向下掃描。 2、通訊服務(wù) PLC 檢查是否有與編程器、計(jì)算機(jī)等的通訊要求，若有則進(jìn)行相應(yīng)處理。 3、輸入處理 9PLC 在輸入刷新階段，首先以掃描方式按順序從輸入縮存器中寫入所有輸入端子的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并將其存入內(nèi)存中

18、為其專門開(kāi)辟的暫存區(qū)輸入狀態(tài)映像區(qū)中，這一過(guò)程稱為輸入采樣，或是如刷新，隨后關(guān)閉輸入端口，進(jìn)入程序執(zhí)行階段，即使輸入端有變化，輸入映像區(qū)的內(nèi)容也不會(huì)改變。變化的輸入信號(hào)的狀態(tài)只能在下一個(gè)掃描周期的輸入刷新階段被讀入。 4、輸出處理 同輸入狀態(tài)映像區(qū)一樣，PLC 內(nèi)存中也有一塊專門的區(qū)域稱為輸出狀態(tài)映像區(qū)。當(dāng)程序的所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)映像區(qū)中所有輸出繼電器的狀態(tài)就在 CPU 的控制下被一次集中送至輸出鎖存器中，并通過(guò)一定的輸出方式輸出，推動(dòng)外部的相應(yīng)執(zhí)行器件工作，這就是 PLC 輸出刷新階段。 5、程序執(zhí)行 PLC 在程序執(zhí)行階段，按用戶程序順序掃描執(zhí)行每條指令。從輸入狀態(tài)映像區(qū)讀出輸入信

19、號(hào)的狀態(tài)，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的運(yùn)算處理等，將結(jié)果寫入輸出狀態(tài)映像區(qū)。通常將自診斷和通訊服務(wù)合稱為監(jiān)視服務(wù)。輸入刷新和輸出刷新稱為 I/O 刷新。可以看出，PLC在一個(gè)掃描周期內(nèi)，對(duì)輸入狀態(tài)的掃描只是在輸入采樣階段進(jìn)行，對(duì)輸出賦的值也只有在輸出刷新階段才能被送出，而在程序執(zhí)行階段輸入、輸出會(huì)被封鎖。這種方式稱作集中采樣、集中輸出。 3.1.4 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域 目前，PLC 在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況主要分為如下幾類：1、開(kāi)關(guān)量邏輯控制10取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用

20、于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。2、工業(yè)過(guò)程控制在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，存在一些如溫度、壓力、流量、液位和速度等連續(xù)變化的量（即模擬量），PLC 采用相應(yīng)的 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換模塊及各種各樣的控制算法程序來(lái)處理模擬量，完成閉環(huán)控制。PID 調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種調(diào)節(jié)方法。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。3、運(yùn)動(dòng)控制PLC 可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊，如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。4、數(shù)

21、據(jù)處理PLC 具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。數(shù)據(jù)處理一般用于如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。5、通信及聯(lián)網(wǎng)PLC 通信含 PLC 間的通信及 PLC 與其它智能設(shè)備間的通信。隨著工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，現(xiàn)在的 PLC 都具有通信接口，通信非常方便。3.2 設(shè)計(jì)方案說(shuō)明（1）設(shè)計(jì)原則 最大限度的滿足機(jī)械電氣設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程的控制要求； 在滿足控制要求的情況下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)；11 保證控制系統(tǒng)的安全可靠； 考慮到實(shí)際情況和工藝的改進(jìn)，在選擇 PLC 容量時(shí)，應(yīng)當(dāng)留有余地。（2）設(shè)計(jì)內(nèi)

22、容 擬定控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)要求； 選擇電氣傳動(dòng)形式等執(zhí)行元件； 選定 PLC 型號(hào)； 編制 PLC 的輸入/輸出端子接線圖； 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求編寫軟件規(guī)格說(shuō)明書，然后在用相應(yīng)的編程語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。 （3）設(shè)計(jì)步驟 深入了解和分析被控制對(duì)象的工藝條件及控制要求； 選擇適合的的 PLC 類型； 分配 I/O 點(diǎn)； 設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)梯形圖； 輸入并調(diào)試程序。3.3 病床呼叫系統(tǒng)的組成及工作方式共有 3 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，

23、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12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被重置。出現(xiàn)相應(yīng)的聲、光報(bào)警指示，以便提示醫(yī)護(hù)人員盡快趕到現(xiàn)場(chǎng)。3.4 I/O 分配表 表表 3.13.1 分配表分配表 輸入：名稱1 房 1-4 床緊急按鈕輸

24、入變量K0-K3PLC 對(duì)應(yīng)輸入X0000-X00032 房 1-4 床緊急按鈕K4-K7X0004-X00073 房 1-4 床緊急按鈕K8-K11 X0010-X00131 房 1-4 床重置按鈕K12-K15X0014-X00172 房 1-4 床重置按鈕K16-K19X0020-X00233 房 1-4 床重置按鈕K20-K23X0024-X0027護(hù)士站 1 房 1-4 床取消緊急呼叫及閃燈按鈕K24X0030護(hù)士站 2 房 1-4 床取消緊急呼叫及閃燈按鈕K25X0031護(hù)士站 3 房 1-4 床取消緊急呼叫及閃燈按鈕K26X0032輸出：名稱護(hù)士站顯示 1 房閃燈輸出變量LD0P

25、LC 對(duì)應(yīng)輸出Y000113護(hù)士站顯示 2 房閃燈LD1Y0002護(hù)士站顯示 3 房閃燈LD2Y0003護(hù)士站顯示 1 房響鈴P1Y0004護(hù)士站顯示 2 房響鈴P2Y0005護(hù)士站顯示 3 房響鈴P3Y00061 房 1-4 床燈亮LD3-LD6Y0010-Y00132 房 1-4 床燈亮LD7-LD10Y0014-Y00173 房 1-4 床燈亮LA11-LD4Y0020-Y00231 房燈閃LD15Y00242 房燈閃LD16Y00253 房燈閃LD17Y0026 143.5 系統(tǒng)接線圖設(shè)計(jì)X00X01X02X03X04X05X06X07X10X11X12X13X14X15X16X17X

26、20X21X22X23X24X25X26X27X30X31X32COMY01Y02Y03Y04Y05Y06Y10Y11Y12Y13Y14Y15Y16Y17Y20Y21Y22Y23Y24Y25Y26COM1COM2FX2N-64MR1號(hào)房1床呼叫1號(hào)房2床呼叫1號(hào)房3床呼叫1號(hào)房4床呼叫2號(hào)房1床呼叫2號(hào)房2床呼叫2號(hào)房3床呼叫2號(hào)房4床呼叫3號(hào)房1床呼叫3號(hào)房2床呼叫3號(hào)房3床呼叫3號(hào)房4床呼叫1號(hào)房1床復(fù)位1號(hào)房2床復(fù)位1號(hào)房3床復(fù)位1號(hào)房4床復(fù)位2號(hào)房1床復(fù)位2號(hào)房2床復(fù)位2號(hào)房3床復(fù)位2號(hào)房4床復(fù)位3號(hào)房1床復(fù)位3號(hào)房2床復(fù)位3號(hào)房3床復(fù)位3號(hào)房4床復(fù)位護(hù)士站1房復(fù)位護(hù)士站2房復(fù)位護(hù)士站

27、3房復(fù)位24V220V護(hù)士站1號(hào)房顯示護(hù)士站2號(hào)房顯示護(hù)士站3號(hào)房顯示護(hù)士站1號(hào)房鈴聲護(hù)士站2號(hào)房鈴聲護(hù)士站3號(hào)房鈴聲1號(hào)房1床燈1號(hào)房2床燈1號(hào)房3床燈1號(hào)房4床燈2號(hào)房1床燈2號(hào)房2床燈2號(hào)房3床燈2號(hào)房4床燈3號(hào)房1床燈3號(hào)房2床燈3號(hào)房3床燈3號(hào)房4床燈1號(hào)房門燈2號(hào)房門燈3號(hào)房門燈PLC電器接線圖2.4K24V 3.33.3 系系統(tǒng)接線圖設(shè)計(jì)統(tǒng)接線圖設(shè)計(jì)15第四章第四章 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1 控制程序流程圖設(shè)計(jì)16圖圖 4.14.1 控制程序流程圖設(shè)計(jì)控制程序流程圖設(shè)計(jì)4.2 病床呼叫系統(tǒng)時(shí)序圖以 1 床病人為例：病人 5 秒中未按下重置按鈕：呼叫按鈕X00呼叫復(fù)位X1

28、4護(hù)士站復(fù)位X30護(hù)士站1號(hào)房顯示1號(hào)房1床顯示燈1號(hào)房顯示燈5S20S護(hù)士站1號(hào)房響鈴175 秒鐘內(nèi)按下重置按鈕呼叫按鈕X00呼叫復(fù)位X14護(hù)士站復(fù)位X30護(hù)士站1號(hào)房顯示1號(hào)房1床顯示燈1號(hào)房顯示燈小于5S護(hù)士站1號(hào)房響鈴圖圖 4.24.2 病床呼叫系統(tǒng)時(shí)序圖病床呼叫系統(tǒng)時(shí)序圖4.3 程序設(shè)計(jì)（如圖）以病房為例：當(dāng) 14 號(hào)床按下呼叫按鈕時(shí)，護(hù)士房中的一號(hào)房指示燈亮起，相應(yīng)的計(jì)時(shí)器（T0T3）記時(shí)，計(jì)時(shí) 5 秒內(nèi)按下相應(yīng)重啟按鈕（X14X17）計(jì)時(shí)停止，計(jì)時(shí)5 秒相應(yīng)床位燈與病房門口指示燈亮起。護(hù)士按下重啟按鈕，護(hù)士房指示燈熄滅同時(shí)計(jì)時(shí)器 T30 計(jì)時(shí)開(kāi)始，計(jì)時(shí) 20 秒后斷開(kāi)床位與病房門

29、口的指示燈，系統(tǒng)恢復(fù)原始狀態(tài)。18圖圖 4.34.3 程序設(shè)計(jì)圖程序設(shè)計(jì)圖194.4 總體 PLC 控制程序202122 圖圖 4.44.4 總體總體 PLCPLC 控制程序控制程序234.4 創(chuàng)新設(shè)計(jì)內(nèi)容本設(shè)計(jì)加入了以下兩項(xiàng)創(chuàng)新內(nèi)容：此設(shè)計(jì)中在護(hù)士房中加入了三個(gè)電鈴，在病人按下緊急呼叫按鈕時(shí)，護(hù)士房中的對(duì)應(yīng)三個(gè)病房的相應(yīng)電鈴會(huì)響起，提示值班護(hù)士有人按下緊急呼叫按鈕，從而防止值班護(hù)士未注意亮燈情況而引發(fā)的意外事故。此設(shè)計(jì)中還加入了延時(shí)熄滅病房門口的指示燈的延時(shí)設(shè)計(jì)，當(dāng)病人按下緊急呼叫按鈕后，5 秒內(nèi)沒(méi)按下重置按鈕時(shí)，該病房門口的指示燈亮起，護(hù)士房中的護(hù)士按下該病房的重置按鈕后，該病房門口的指示

30、燈不會(huì)立即熄滅，它會(huì)延時(shí) 20 秒后再熄滅，在此期間該指示燈可以為到來(lái)的護(hù)士及醫(yī)生指示按下緊急呼叫按鈕的病人所在的病房。24第五章第五章 程序調(diào)試和仿真程序調(diào)試和仿真5.1 調(diào)試先將程序輸入試驗(yàn)機(jī)，再用模擬信號(hào)調(diào)試，調(diào)試成功后再投入使用，再模擬調(diào)試時(shí)，我們最常用的是輸入短接法調(diào)試。用輸入短接法調(diào)試程序用一根導(dǎo)線將電”+”和 PLC 輸入端的 COM 端短接；另用一根導(dǎo)線的一端接電源“-”,另一端做活動(dòng)端。將一根活動(dòng)端與 00000 短接，觀察到所對(duì)應(yīng)的 HL 燈亮，然后將活動(dòng)端與 00001 接通。5.2 仿真程序測(cè)試是檢驗(yàn)所設(shè)計(jì)的程序是否達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。測(cè)試結(jié)果：以 1 號(hào)病房 1 號(hào)床為

31、例說(shuō)明 當(dāng) 1 號(hào)床病人按下呼叫按鍵 5S 內(nèi)沒(méi)有按下 1 號(hào)房 1 號(hào)床的復(fù)位按鍵時(shí)，按下呼叫按鍵時(shí)，護(hù)士站中的 1 號(hào)病房所對(duì)應(yīng)的燈亮起同時(shí)所對(duì)應(yīng)的電鈴響起，提示護(hù)士病人呼叫，5S 后 1 號(hào)病房 1 號(hào)床的床頭燈亮起，同時(shí) 1 號(hào)病房房門燈亮起，提示護(hù)士與醫(yī)生呼叫病人所在的位置。當(dāng)護(hù)士在護(hù)士站按下相應(yīng)的復(fù)位按鈕時(shí)，護(hù)士站亮起的燈與響起的鈴聲關(guān)閉，同時(shí) 1 號(hào)病房 1 號(hào)床的床頭燈熄滅，提示病人護(hù)士已接收到呼叫，此時(shí) 1 號(hào)病房房門燈繼續(xù)亮 20S，以便為護(hù)士與醫(yī)生指明呼叫病房，20S 后此燈自動(dòng)熄滅，程序結(jié)束。當(dāng) 1 號(hào)床病人按下呼叫按鍵 5S 內(nèi)按下 1 號(hào)房 1 號(hào)床的復(fù)位按鍵時(shí)，按

32、下呼叫按鍵時(shí)，護(hù)士站中的 1 號(hào)病房所對(duì)應(yīng)的燈亮起同時(shí)所對(duì)應(yīng)的電鈴響起，提示護(hù)士病人呼叫，25在 5S 內(nèi)病人按下復(fù)位按鍵時(shí)，護(hù)士站亮起的燈與響起的鈴聲關(guān)閉，提示護(hù)士此次呼叫屬于誤按。在這種情況下，1 號(hào)病房 1 號(hào)床的床頭燈與 1 號(hào)病房房門燈均都不亮，程序結(jié)束。其他病床與其他病房的病床同 1 號(hào)病房 1 號(hào)床情況相同。仿真圖如下： 當(dāng) 1 號(hào)病房 1 號(hào)床呼叫時(shí)程序響應(yīng)如圖所示：26圖圖 5.15.1 呼叫程序響應(yīng)圖呼叫程序響應(yīng)圖 當(dāng) 1 號(hào)病房 1 號(hào)床病人呼叫完后，護(hù)士按下復(fù)位按鍵時(shí)程序響應(yīng)如圖所示：27圖圖 5.25.2 病床呼叫后按下復(fù)位響應(yīng)圖病床呼叫后按下復(fù)位響應(yīng)圖28第六章第六

33、章 結(jié)論與體會(huì)結(jié)論與體會(huì)通過(guò)本次醫(yī)院病床系統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我熟悉了 PLC 的基本編程方法，對(duì) PLC 的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對(duì)理論的運(yùn)用中，提高了我們的工程素質(zhì)，提高了我的理論知識(shí)，工程應(yīng)用能力、系統(tǒng)調(diào)試能力、分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。通過(guò)在網(wǎng)上查找資料以及到圖書館學(xué)習(xí)，也使我更好的理解和認(rèn)識(shí)了關(guān)于 PLC 設(shè)計(jì)原理和實(shí)際中的應(yīng)用過(guò)程。在沒(méi)有做實(shí)踐設(shè)計(jì)以前，我們對(duì)知道的撐握都是思想上的，對(duì)一些細(xì)節(jié)不加重視，當(dāng)我們把自己想出來(lái)的程序與到 PLC 中的時(shí)候，問(wèn)題出現(xiàn)了，不是不能運(yùn)行，就是運(yùn)行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合。能過(guò)解決一個(gè)個(gè)在調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題，我們對(duì) PLC 的理解得到加強(qiáng)，看到了實(shí)踐與理論的差距。從動(dòng)手調(diào)試的過(guò)程中，增加了我們對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的了解，使我們體會(huì)到了只有好好學(xué)習(xí)，才能解決問(wèn)題，才能讓我們更能站在工作崗位上。作為學(xué)生面對(duì)的無(wú)非是同學(xué)、老師、家長(zhǎng)，而工作后就要面對(duì)更為復(fù)雜的關(guān)系。無(wú)論是和領(lǐng)導(dǎo)、同事還是客戶接觸，都要做到妥善處理，要多溝通，并要設(shè)身處地從對(duì)方角度換位思考，而不是只是考慮自己的事。同時(shí)我也懂得了理論和實(shí)際相