病床呼叫系統(tǒng)--plc課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　2014 ~ 2015 學(xué)年 第 1 學(xué)期</p><p>　　《 電氣控制及PLC 》</p><p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告</p><p>　　題 目： 病床呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p>　　專 業(yè)： 自動(dòng)化

2、 </p><p><b>　　任務(wù)書</b></p><p>　課題名稱病床呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　指導(dǎo)教師（職稱）</p><p>　執(zhí)行時(shí)間2014 ~ 2015 學(xué)年 第1 學(xué)期 第 9 周</p><p>　學(xué)生姓名學(xué)號(hào)承擔(dān)任務(wù)</p><p>

3、　利用PLC軟件作圖</p><p>　對(duì)整體課程設(shè)計(jì)進(jìn)行略微修改</p><p>　制作I/O分配表</p><p>　去圖書館查詢資料</p><p>　構(gòu)建設(shè)計(jì)大致整體方案</p><p>　設(shè)計(jì)梯形圖</p><p>　去圖書館查詢資料</p><p>　設(shè)計(jì)目的

4、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、分析問題與解決問題的能力。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. 系統(tǒng)有啟動(dòng)、停止功能；3. 運(yùn)用功能指令進(jìn)行PLC控制程序設(shè)計(jì)，并有主程序、子程序和中斷程序；4. 程序結(jié)構(gòu)與控制功能自行創(chuàng)新設(shè)計(jì)；5. 進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)病床呼

5、叫系統(tǒng)的控制要求。</p><p>　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

6、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。5．一旦護(hù)士看見護(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被重置。</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次課程

7、設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)一款病床呼叫控制系統(tǒng)，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)，用數(shù)

8、碼管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被重置。 </p><p>　　本控制系統(tǒng)采用西門子S7-200PLC進(jìn)行設(shè)計(jì)。目前，PLC 已在工業(yè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制中得到了廣泛的應(yīng)用。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于編

9、程、性能優(yōu)越、可靠性高、維修方便和使用方便等一系列優(yōu)點(diǎn)。通過PLC可以完美的實(shí)現(xiàn)該控制系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的全部功能。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：簡(jiǎn)單；經(jīng)濟(jì)；及時(shí)；準(zhǔn)確；優(yōu)先級(jí)判別的能力</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p&

10、gt;　　概 述┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄3</p><p>　　1 病床呼叫系統(tǒng)的目的3</p><p><b>　　2 硬件選擇3</b></p><p>　　3 病床呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟3</p><p>　　4 病床呼叫系統(tǒng)的組成及工作方式3</p>

11、<p>　　第1章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4</p><p>　　1.1 PLC的工作原理4</p><p>　　1.2 I/O分配4</p><p>　　1.3 病床呼叫系統(tǒng)流程圖5</p><p>　　1.4 病床呼叫系統(tǒng)接線圖6</p><p>　　第2章 PLC監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)8</p&g

12、t;<p>　　2.1 病床呼叫系統(tǒng)時(shí)序圖8</p><p>　　2.2 梯形圖的設(shè)計(jì)9</p><p>　　第三章 結(jié)論與體會(huì)19</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)20</b></p><p><b>　　附 錄21</b></p><p>　

13、　答辯記錄及評(píng)分表25</p><p><b>　　概述</b></p><p>　　1 病床呼叫系統(tǒng)的目的</p><p>　　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

14、開關(guān)將病床及病房的燈復(fù)位。</p><p><b>　　2 硬件選擇</b></p><p>　　病床呼叫系統(tǒng)有主機(jī)、從機(jī)等兩部分組成。從機(jī)（呼叫源）即病床按鈕，主機(jī)包括PLC及顯示和監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。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，PLC立即響應(yīng)，通過設(shè)置的程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控

15、制。</p><p>　　本設(shè)計(jì)需要38個(gè)輸入端，所以PLC采用歐姆龍CJ1W-ID261,24VDC,輸入單元為64點(diǎn)。</p><p>　　3 病床呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟</p><p>　　① 擬定控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)要求；</p><p>　?、?選擇電氣傳動(dòng)形式和電動(dòng)機(jī)、電磁閥等執(zhí)行元件；</p><p>　?、?選

16、定PLC型號(hào)；</p><p>　?、?編制PLC的輸入/輸出端子接線圖；</p><p>　?、?根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求編寫軟件規(guī)格說明書，然后在用相應(yīng)編程語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)；</p><p>　?、?設(shè)計(jì)操作臺(tái)、電氣柜及非標(biāo)準(zhǔn)電器元件；</p><p>　?、?編寫設(shè)計(jì)說明書和使用說明書。</p><p>　　4 病床呼

17、叫系統(tǒng)的組成及工作方式</p><p>　　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。</p><p>　?、?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。</p><p>　?、?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

18、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。</p><p>　　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。</p><p>　?、?一旦護(hù)士看見護(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

19、指示燈和病床上的緊急指示燈方重置。</p><p>　　第1章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　1.1 PLC的工作原理</p><p>　　編程 通 系統(tǒng)程序 I/O I/O</p><p>　　設(shè)備 信

20、 用戶程序 存儲(chǔ)器 擴(kuò)展 擴(kuò)展</p><p>　　接 用戶數(shù)據(jù) 接口 單元</p><p><b>　　網(wǎng)絡(luò) 口</b></p><p><b>　　微處理器CPU

21、</b></p><p>　　現(xiàn)場(chǎng) 輸 輸 驅(qū)動(dòng)</p><p>　　信號(hào) 入 出 被控</p><p&

22、gt;　　單 電源部件 單 對(duì)象</p><p>　　元 元</p><p>　　圖1-1 PLC的結(jié)構(gòu)框圖</p><p><b>　　1.2 I/

23、O分配</b></p><p><b>　　輸入：</b></p><p><b>　　輸出：</b></p><p>　　1.3 病床呼叫系統(tǒng)流程圖</p><p><b>　　PLC</b></p><p><b>　　無狀況&

24、lt;/b></p><p><b>　　N</b></p><p>　　是否有病人按下緊急呼叫按鈕</p><p>　　Y Y</p><p>　　5秒內(nèi)是否按下重置按鈕 </p><p><b>　　N</b></p>

25、<p><b>　　病床指示燈亮；</b></p><p><b>　　病房指示燈閃爍；</b></p><p>　　護(hù)士站緊急呼叫并閃燈；</p><p><b>　　顯示各病床呼叫順序</b></p><p><b>　　N</b><

26、/p><p>　　是否按下護(hù)士站處理按鈕</p><p><b>　　Y</b></p><p>　　護(hù)士站緊急燈熄滅響鈴?fù)Ｖ?</p><p>　　依順序處理個(gè)病房的病床， N</p><p>　　完成后，按下處理完畢按鈕</p><p><b>　

27、　Y</b></p><p>　　圖1-2 病床呼叫系統(tǒng)流程圖</p><p>　　1.4 病床呼叫系統(tǒng)接線圖</p><p>　　IO.0 Q0.0</p><p>　　IO.1 Q0.1 </p><p>

28、;　　IO.2 Q0.2</p><p>　　IO.3 Q0.3</p><p>　　IO.4 Q0.4</p><p>　　IO.5 Q0.5</p>

29、<p>　　IO.6 Q0.6 </p><p>　　IO.7 Q0.7</p><p>　　IO.8 Q0.8</p><p>　　IO.9 Q0.9&l

30、t;/p><p>　　IO.10 Q1.0</p><p>　　IO.11 Q1.1</p><p>　　IO.12 Q1.2</p><p>　　IO.13

31、 Q1.3</p><p>　　IO.14 Q1.4</p><p>　　IO.15 Q1.5</p><p>　　IO.16 Q1.6</p><p>　　IO.17

32、 Q1.7</p><p>　　IO.18 Q1.8</p><p>　　IO.19 Q1.9</p><p>　　IO.20 Q2.0</p><p>　　IO.21

33、 Q2.1</p><p><b>　　IO.22 </b></p><p><b>　　IO.23 </b></p><p><b>　　IO.24 </b></p><p><b>　　IO.25 </b></p

34、><p><b>　　IO.26 </b></p><p><b>　　IO.27</b></p><p><b>　　IO.28</b></p><p><b>　　IO.29 </b></p><p><b>　　IO

35、.30</b></p><p><b>　　IO.31 </b></p><p><b>　　IO.32 </b></p><p><b>　　IO.33</b></p><p><b>　　IO.34</b></p>

36、<p><b>　　IO.35</b></p><p><b>　　IO.36</b></p><p><b>　　IO.37</b></p><p><b>　　IO.38</b></p><p>　　COM

37、 COM</p><p>　　24V 220V</p><p>　　圖1-3 CJ1W-ID261接線圖</p><p>　　第2章 PLC監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 病床呼叫系統(tǒng)時(shí)序圖</p><p>

38、;<b>　　以1床病人為例：</b></p><p>　　病人5秒中未按下重置按鈕：</p><p><b>　　00000</b></p><p><b>　　00012</b></p><p><b>　　5s</b></p><

39、p><b>　　01006</b></p><p><b>　　01018</b></p><p><b>　　01003</b></p><p><b>　　01000</b></p><p><b>　　00036</b>&

40、lt;/p><p><b>　　00024</b></p><p><b>　　01021</b></p><p>　　5秒鐘內(nèi)按下重置按鈕：</p><p><b>　　00000</b></p><p><b>　　00012</b>

41、;</p><p><b>　　01006</b></p><p><b>　　01018</b></p><p><b>　　01003</b></p><p><b>　　01000</b></p><p><b>　

42、　00036</b></p><p><b>　　00024</b></p><p><b>　　01021</b></p><p>　　圖2-1 病床呼叫系統(tǒng)時(shí)序圖</p><p>　　2.2 梯形圖的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　第三章 結(jié)論與體

43、會(huì)</b></p><p>　　通過本次醫(yī)院病床系統(tǒng)的課程設(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、分析問題與解決問題的能力。通過在網(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)用過程。</p><p>　　在沒

44、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)我們把自己想出來的程序與到PLC中的時(shí)候，問題出現(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。能過解決一個(gè)個(gè)在調(diào)試中出現(xiàn)的問題，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。</p><p>　　從動(dòng)手調(diào)試的過程中，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)，才能解決問題，才能讓我們更能站在工作崗位上。作為學(xué)生面對(duì)

45、的無非是同學(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)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正的學(xué)到知識(shí)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。</p><p>　　在本次課程設(shè)計(jì)中，培養(yǎng)了我們實(shí)際

46、動(dòng)手能力和解決問題的能力，這使我們更深層次的接觸到了我們以后的工作方向，而且這次實(shí)習(xí)更接近于我們以后的工作內(nèi)容，所以這些都為我們以后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]張鳳珊，電氣控制及可編程序控制器[M].北京: 中國(guó)輕工業(yè)出版社，2003．</p><p>　　[2]郁漢琪

47、，電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)[M].南京: 東南大學(xué)出版社，2003．</p><p>　　[3]王宗才.機(jī)電傳動(dòng)與控制.北京:電子工業(yè)出版社，2011:213-284.</p><p>　　[4]馬志溪，電氣工程設(shè)計(jì)[M].北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，2002．</p><p>　　[5]董德發(fā)，張?zhí)齑?自控工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].大慶：大慶石油學(xué)院，1999. &