病床呼叫系統(tǒng)--plc課程設計

1、<p>　　2014 ~ 2015 學年 第 1 學期</p><p>　　《 電氣控制及PLC 》</p><p>　　課 程 設 計 報 告</p><p>　　題 目： 病床呼叫系統(tǒng)設計 </p><p>　　專 業(yè)： 自動化

2、 </p><p><b>　　任務書</b></p><p>　課題名稱病床呼叫系統(tǒng)設計</p><p>　指導教師（職稱）</p><p>　執(zhí)行時間2014 ~ 2015 學年 第1 學期 第 9 周</p><p>　學生姓名學號承擔任務</p><p>

3、　利用PLC軟件作圖</p><p>　對整體課程設計進行略微修改</p><p>　制作I/O分配表</p><p>　去圖書館查詢資料</p><p>　構建設計大致整體方案</p><p>　設計梯形圖</p><p>　去圖書館查詢資料</p><p>　設計目的

4、學生根據(jù)控制要求，明確設計任務，擬定設計方案與進度計劃，運用所學的理論知識，進行病床呼叫系統(tǒng)運行原理設計、硬件系統(tǒng)設計、軟件系統(tǒng)設計、創(chuàng)新設計，提高理論知識工程應用能力、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. 設計出硬件系統(tǒng)的結構圖、接線圖、時序圖等；2. 系統(tǒng)有啟動、停止功能；3. 運用功能指令進行PLC控制程序設計，并有主程序、子程序和中斷程序；4. 程序結構與控制功能自行創(chuàng)新設計；5. 進行系統(tǒng)調(diào)試，實現(xiàn)病床呼

5、叫系統(tǒng)的控制要求。</p><p>　設計要求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(nèi)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

6、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(yōu)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被重置。</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次課程

7、設計的主要內(nèi)容是設計一款病床呼叫控制系統(tǒng)，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及重置按鈕，以利病人不適時緊急呼叫。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。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，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。在護士站的病房緊急呼叫中心，每一病房都有編號，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)先級判別的能力。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被重置。 </p><p>　　本控制系統(tǒng)采用西門子S7-200PLC進行設計。目前，PLC 已在工業(yè)生產(chǎn)過程的自動控制中得到了廣泛的應用。它具有結構簡單、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。通過PLC可以完美的實現(xiàn)該控制系統(tǒng)所要實現(xiàn)的全部功能。 </p><p>　　關鍵詞：簡單；經(jīng)濟；及時；準確；優(yōu)先級判別的能力</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)設計步驟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)設計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)設計8</p&g

12、t;<p>　　2.1 病床呼叫系統(tǒng)時序圖8</p><p>　　2.2 梯形圖的設計9</p><p>　　第三章 結論與體會19</p><p><b>　　參考文獻20</b></p><p><b>　　附 錄21</b></p><p>　

13、　答辯記錄及評分表25</p><p><b>　　概述</b></p><p>　　1 病床呼叫系統(tǒng)的目的</p><p>　　本課程設計主要用于醫(yī)院病務區(qū)的病人有緊急或自己不方便的事件時呼叫護士站尋求幫助，護士根據(jù)站內(nèi)指示燈及響鈴獲取求助信息的來源，并能及時的給其提供幫助。護士在站內(nèi)發(fā)現(xiàn)信號時及時將站內(nèi)燈及響鈴復位，在處理完后再在病床前的

14、開關將病床及病房的燈復位。</p><p><b>　　2 硬件選擇</b></p><p>　　病床呼叫系統(tǒng)有主機、從機等兩部分組成。從機（呼叫源）即病床按鈕，主機包括PLC及顯示和監(jiān)護系統(tǒng)。主機中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，通過設置的程序實現(xiàn)對系統(tǒng)的控

15、制。</p><p>　　本設計需要38個輸入端，所以PLC采用歐姆龍CJ1W-ID261,24VDC,輸入單元為64點。</p><p>　　3 病床呼叫系統(tǒng)設計步驟</p><p>　?、?擬定控制系統(tǒng)設計的技術要求；</p><p>　　② 選擇電氣傳動形式和電動機、電磁閥等執(zhí)行元件；</p><p>　?、?選

16、定PLC型號；</p><p>　?、?編制PLC的輸入/輸出端子接線圖；</p><p>　?、?根據(jù)系統(tǒng)設計的要求編寫軟件規(guī)格說明書，然后在用相應編程語言進行程序設計；</p><p>　?、?設計操作臺、電氣柜及非標準電器元件；</p><p>　?、?編寫設計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。</p><p>　?、?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。</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，該病床床頭緊急

18、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。</p><p>　　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(yōu)先級判別的能力。</p><p>　　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

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)設計</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>　　設備 信

20、 用戶程序 存儲器 擴展 擴展</p><p>　　接 用戶數(shù)據(jù) 接口 單元</p><p><b>　　網(wǎng)絡 口</b></p><p><b>　　微處理器CPU

21、</b></p><p>　　現(xiàn)場 輸 輸 驅動</p><p>　　信號 入 出 被控</p><p&

22、gt;　　單 電源部件 單 對象</p><p>　　元 元</p><p>　　圖1-1 PLC的結構框圖</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>　　是否按下護士站處理按鈕</p><p><b>　　Y</b></p><p>　　護士站緊急燈熄滅響鈴停止 </p><p>　　依順序處理個病房的病床， 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)設計</p><p>　　2.1 病床呼叫系統(tǒng)時序圖</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)時序圖</p><p>　　2.2 梯形圖的設計</p><p><b>　　第三章 結論與體

43、會</b></p><p>　　通過本次醫(yī)院病床系統(tǒng)的課程設計，我熟悉了PLC的基本編程方法，對PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對理論的運用中，提高了我們的工程素質，提高了我的理論知識，工程應用能力、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習，也使我更好的理解和認識了關于PLC設計原理和實際中的應用過程。</p><p>　　在沒

44、有做實踐設計以前，我們對知道的撐握都是思想上的，對一些細節(jié)不加重視，當我們把自己想出來的程序與到PLC中的時候，問題出現(xiàn)了，不是不能運行，就是運行的結果和要求的結果不相符合。能過解決一個個在調(diào)試中出現(xiàn)的問題，我們對PLC 的理解得到加強，看到了實踐與理論的差距。</p><p>　　從動手調(diào)試的過程中，增加了我們對這項技術的了解，使我們體會到了只有好好學習，才能解決問題，才能讓我們更能站在工作崗位上。作為學生面對

45、的無非是同學、老師、家長，而工作后就要面對更為復雜的關系。無論是和領導、同事還是客戶接觸，都要做到妥善處理，要多溝通，并要設身處地從對方角度換位思考，而不是只是考慮自己的事。同時我也懂得了理論和實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正的學到知識，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。</p><p>　　在本次課程設計中，培養(yǎng)了我們實際

46、動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，而且這次實習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習和工作打下了堅實的基礎。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]張鳳珊，電氣控制及可編程序控制器[M].北京: 中國輕工業(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用技術[M].南京: 東南大學出版社，2003．</p><p>　　[3]王宗才.機電傳動與控制.北京:電子工業(yè)出版社，2011:213-284.</p><p>　　[4]馬志溪，電氣工程設計[M].北京: 機械工業(yè)出版社，2002．</p><p>　　[5]董德發(fā)，張?zhí)齑?自控工程設計基礎[M].大慶：大慶石油學院，1999. &