目錄TOC\o"1-2"\u第1章控制工藝流程分析 11.1病床呼叫系統控制過程描述 11.2.病床呼叫系統控制工藝分析 1第二章控制系統總體方案設計 22.1系統硬件組成 22.4系統結線圖設計 3第3章控制系統梯形圖程序設計 53.1控制程序流程圖設計 53.2控制程序時序圖設計 53.3控制程序設計思路 7第4章監控系統設計 84.1PLC與上位監控軟件通訊 84.2上位監控系統組態設計及實現效果 9第5章系統調試及結果分析 105.1系統調試及解決的問題 105.2結果分析 10第6章課程設計心得 11參考文獻 12附錄 13

第1章控制工藝流程分析1.1病床呼叫系統控制過程描述患者在住院期間，可能會在任意時間請求醫生或護士進行診斷或護理。臨床救助呼叫是傳送臨床信息的重要手段，病床呼叫系統是患者向值班醫生或護士發出緊急呼叫的工具，要將患者的請求快速傳送給值班醫生或護士，并在護士站的監控中心留下準確完整的記錄，是提高醫院和病室護理水平的必備設備之一。病床呼叫系統要求及時、準確、可靠，簡便可行，利于推廣，其性能的優劣直接關系到病員的安危，因此歷來受到各大醫院的普遍重視。本實驗應用可編程控制，以一種以PLC為核心的智能化病床呼叫系統。該系統利用PLC特殊的I/O接口，是系統構成更加簡單，充分展示了它的特色和應用前景。該系統具有呼叫、燈光報警、振鈴、先是排隊、優先權設定等功能，可滿足醫院對病房管理和護理的要求。1.2.病床呼叫系統控制工藝分析1．共有3個病房，每間病房4個床位。每一病床床頭均有緊急呼叫按鈕及重置按鈕，以利病人不適時緊急呼叫。2．設每一層樓有一護士站，每一護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內按下重置按鈕時，該病床床頭緊急指示燈動作且病房門口緊急指示燈閃爍，同時同樓層的護士站顯示病房緊急呼叫并閃爍指示燈。4．在護士站的病房緊急呼叫中心，每一病房都有編號，用指示燈顯示哪一病房先按下病人緊急呼叫按鈕，并要具有優先級判別的能力。5．一旦護士看見護士站緊急呼叫閃爍燈后，須先按下護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，若事故處理妥當后，病房緊急閃爍指示燈和病床上的緊急指示燈方町被重置。

第二章控制系統總體方案設計2.1系統硬件組成1.I/O點的統計輸入點共38個，輸出點共22個，具體情況如圖所示。表2-1I/O統計表緊急呼叫按鈕12重置按鈕12護士站復位按鈕12取消緊急呼叫及閃燈按鈕3護士站顯示病房燈3病房燈3病床燈12護士站顯示響鈴32.plc的選型I/O點數估算時應考慮適當的余量，通常根據統計的輸入輸出點數，再增加10%～20%的可擴展余量后，作為輸入輸出點數估算數據。本設計需要輸入點共36個，輸出點共27個，所以應選擇40入/40出的plc，型號為歐姆龍CJ1W-ID261，24VDC。2.2I/O分配輸入：表2-2輸入點列表1房1-4床緊急呼叫按鈕00000-000032房1-4床緊急呼叫按鈕00004-000073房1-4床緊急呼叫按鈕00008-000111房1-4床重置按鈕00012-000152房1-4床重置按鈕00016-000193房1-4床重置按鈕00020-00023護士站1房1-4床復位按鈕00024-00027護士站2房1-4床復位按鈕00028-00031護士站3房1-4床復位按鈕00032-00035護士站1房1-4床取消緊急呼叫及閃燈按鈕00036護士站2房1-4床取消緊急呼叫及閃燈按鈕00037護士站3房1-4床取消急呼叫及閃燈按鈕00038輸出：表2-3輸出點列表護士站顯示1房閃燈01000護士站顯示2房閃燈01001護士站顯示3房閃燈01002護士站顯示1房響鈴01003護士站顯示2房響鈴01004護士站顯示3房響鈴010051房1-4床燈亮01006-010092房1-4床燈亮01010-010133房1-4床燈亮01014-010171房燈閃010182房燈閃010193房燈閃01020輸出保持01021存儲器外設接口I/O存儲器外設接口I/O擴展口CPU輸入設備輸出設備電源輸入單元輸出單元圖2-1plc結構圖2.4系統結線圖設計IO.0Q0.0IO.1Q0.1IO.2Q0.2IO.3Q0.3IO.4Q0.4IO.5Q0.5IO.6Q0.6IO.7Q0.7IO.8Q0.8IO.9Q0.9IO.10Q1.0IO.11Q1.1IO.12Q1.2IO.13Q1.3IO.14Q1.4IO.15Q1.5IO.16Q1.6IO.17Q1.7IO.18Q1.8IO.19Q1.9IO.20Q2.0IO.21Q2.1IO.22IO.23IO.24IO.25IO.26IO.27IO.28IO.29IO.30 IO.31IO.32IO.33IO.34IO.35IO.36IO.37IO.38COMCOM24V220V圖2-2系統結線圖第3章控制系統梯形圖程序設計3.1控制程序流程圖設計開始分析控制要求確定用戶I/O開始分析控制要求確定用戶I/O設備PLC硬件系統配置分配I/O點繪制流程表梯形圖程序輸入PLC修改程序軟件測試滿足要求？交付使用3.2控制程序時序圖設計以1床病人為例病人5s鐘未按下重置按鈕：5s5s0000000012010060101801003010000003600024010215s鐘按下重置按鈕：00000000000001201006010180100301000000360002401021圖3-2病床呼叫系統時序圖

啟動復位按鈕關閉各個指示燈醫護人員處理完畢不存在報警醫護人員響應，解除報警NPLC按下呼叫按鈕啟動復位按鈕關閉各個指示燈醫護人員處理完畢不存在報警醫護人員響應，解除報警NPLC按下呼叫按鈕點亮床頭和手柄指示燈5s期間是否按下重置按鈕Y關閉床頭指示燈床頭燈、病房燈、護士站燈閃爍啟動報警鈴記錄呼叫順序NY圖3-3病床呼叫系統控制流程圖

第4章監控系統設計4.1PLC與上位監控軟件通訊上位機與CMP2A的通信有兩種方式：上位機命令與PLC通信命令。上位機命令方式上位機處于主動,命令由上位機發往PLC。采用上位機命令方式能方便的實現上位機對PLC的監控。CPM2A的數據是以幀的格式發送的，其中正文最多122個字符。當命令塊內容大于一幀時，由起始幀、中間幀、及結果幀組成。起始幀最多131個字符，中間幀及結束幀最多128個字符。起始幀由設備號、命令碼、正文、FCS、和分界符構成。中間幀有正文、FCS、分界符組成。結束幀由正文FCS、結束符組成。上位機每發送完一幀，在收到PLC發回的分界符后再發送下一幀。命令塊中的校驗碼FCS是８位二進制數轉換成的２位ASCⅡ字符。這８位數據是將一幀數據中校驗碼前的所有字符的ASCⅡ碼位按連續異或的結果。轉換成字符時，按照２位十六進制數轉換成對應的數字字符。PLC接收到上位機發送的命令幀后，自動產生響應塊，響應塊的格式與圖２格式類似，只是在命令碼后面多了兩位的響應碼，響應碼表示了上位機命令的出錯信息。響應碼00表示PLC正常完成上位機命令。生成命令幀發送命令幀生成命令幀發送命令幀通信有效接受命令幀開始初始化串口檢查響應碼圖4-1串口通信流程圖4.2上位監控系統組態設計及實現效果通過上位機對PLC控制系統進行監控，上位機只需要設置PLC的相應工作位即可實現對PLC的控制，PLC正常工作時的輸入位均可由上位機指令來完成，如下圖所示aPLC正常工作b上位機控制圖4-1PLC上位機控制圖a表示上位機正常工作時輸出由輸入0.00控制，當需要把PLC控制專程由上位機來控制時，只需要通過向PLC輸入@00RR00030001，置3.00為ON，切斷0.00的通路，這樣輸出的10.00就轉由4.00控制，當輸入@00WR00040001時，4.00為ON，輸出位10.00產生輸出。

第5章系統調試及結果分析5.1系統調試及解決的問題先將程序輸入試驗機，再用模擬信號調試，調試成功后再投入使用，再模擬調試時，我們最常用的是輸入短接法調試。用輸入短接法調試程序用一根導線將電“+”和PLC輸入端的COM端短接；另用一根導線的一端接電源“—”，另一端做活動端。將一根活動端與00000短接，觀察到所對應的HL燈亮，然后將活動端與00001接通。5.2結果分析當按下00000按鈕時01021燈接通，01021觸電常開變為常閉。此時定時器TIM0000計時開始，到5秒鐘時，T0000觸點由常開變為常閉，01006燈接通，常開觸點01006由常開變為常閉，01006燈常亮（1房1床燈亮）。當T0000接通時，TIM0001開始計時，1秒后計時器記滿。T0001由常開變為常閉，01018小燈點亮，TIM0002開始計時，1秒后計時器記滿，T0002由常閉變為常開，計時器TIM0001復位，T0001由常閉變為常開，01018小燈熄滅。此后一直循環，小燈為閃爍狀態（1病房燈閃爍）。當5秒鐘時，01003輸出接通（護士站顯示1房響鈴），TIM0003開始計時與上面分析01006燈一樣，10000燈閃爍(護士站顯示1房閃燈)。其余運行結果與1房1床燈相同。

第6章課程設計心得選擇PLC時首先要對生產工藝和被控對象進行分析，進行I/O點數和I/O點的類型(數字量、模擬量等)統計，適當進行內存容量的估計，確定適當的留有余量而不浪費資源的機型。在進行設計前應首先進行I/O分配，以確定這個程序該如何編寫，梯形圖如何繪制，各個按鈕和指示燈所對應的指令等。在設計完成后，還要將之與上位機連接，進行監控與調試，這讓我學會了如何在調試過程中檢驗系統的缺陷與故障，并能對其進行及時的修改，對整個控制系統的的各個器件的作用和程序的使用了解的更多，并且得到了大量的練習，大大增加了熟練度，已經能夠較為熟練地進行操作。經過此次課程設計，我才知道，我對plc的了解少之又少。從一開始對plc的選型，就需要根據項目的性能，考慮所需的plc。然后根據所需的選型考慮那個牌子最適合，然后選取最適合，最性價比高的plc。其次，需要對題目考慮，編程。編程的過程需要縝密的思索，每一步都是有聯系的。讓我對plc的編程基礎又有復習了一遍。在設計的過程中我們還得到了老師的幫助與意見。在學習的過程中，不是每一個問題都能自己解決，向老師請教