PLC课程设计(论文)_ 病床呼叫控制系统设计.doc
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1、机电工程学院课程设计说明书设计题目: 病床呼叫控制系统设计 学生姓名: 学 号: 专业班级: 机制F0809 指导教师: 2011年 12 月 2 日内容摘要 随着社会的进步和开展,医疗水平的不断提高,现代医院护理需要简易及时地获知并处理病人的突发病况,实现患者在住院的任意时间可请求医生或护士进行诊断或护理。医院病床呼叫系统是患者向值班医生或护士发出紧急呼叫的工具,提高管理效率与医护水平,是现代医院提高护理水平必不可少的设备。 有了病床呼叫控制系统,医院的护理工作变得更加方便全面,不用再为值班医生和护士未能及时发现突发病况而烦恼。基于PLC设计的病床呼叫系统可以及时、准确、可靠地实现病房呼叫管
2、理,具有良好的实践应用。本文论及PLC的性能,型号选用,程序分析,外部接线等控制应用。主要探讨了医院病房64型的PLC设计可行性方案,编制了逻辑呼叫控制程序与人员响应程序,列出了电气元件清单,绘出了硬件接线图和I-O分配表,根本满足了设计目标要求,仅供参考。 关键词: PLC控制;医院应用;病房呼叫;PLC与医护管理目 录 第1章 引言.1第2章 系统方案设计.2 2.1 PLC控制优点.2 2.2 PLC的工作原理.2第3章 病床PLC控制系统设计论证.3 3.1 控制要求分析.3 3.2 确定I/O信号数量,选择PLC类型.3 3.3 I/O点的分配与编号.3 3.4 绘制PLC应用系统电
3、气图.6第4章 程序设计.7 4.1 程序梯形图.7 4.2 控制程序调试.23 4.3 程序语句表.24设计总结.32谢辞.33附录.34参考文献.35 第1章 引 言随着科学技术的开展,病床呼叫器也在不断改进设计。PLC控制系统运行可靠性高,使用维修方便,抗干扰性强,设计和调试周期较短等优点,已成为目前在呼叫控制系统中使用最多的控制方式,对呼叫控制进行研究,具有十分重要的社会意义和经济效益。PLC病床呼叫器作为医院的重要工具与医院人员的工作和生活日益紧密联系,从而由传统的控制方式开展为智能控制的方向,成为当前医院的热点之一。病床呼叫控制系统分为控制局部和逻辑局部。本文主要探讨了医院病房64
4、型的PLC设计可行性方案,编制了逻辑呼叫控制程序与人员响应程序,列出了电气元件清单,绘出了硬件接线图和I-O分配表,根本满足了设计目标要求,是一次设计的历练。由于时间仓促,难免有错误和缺乏之处,恳请读者指正。 第2章 系统总体方案设计2.1 PLC控制优点(1) 在采用PLC控制,主要是用软件实现对其运行的自动控制,可靠性大大提高。(2)控制系统结构简单,外部线路简化。(3)PLC可实现各种复杂的控制系统,方便地增加或改变控制功能。 (4) PLC可进行故障自动检测与报警显示,提高运行平安性,并便于检修。(5)用于群控调配和管理,并提高病床呼叫运行效率。(6) 更改控制方案时不需改动硬件接线。
5、2.2 PLC的工作原理 PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时,又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路,并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算,然后根据逻辑运算的结果,刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态;或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态;或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。 即在用户程序执行过程中,只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化,而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化,而且排在上面的梯形图,其程序执行结果会对排在下面的但凡
6、用到这些线圈或数据的梯形图起作用;相反,排在下面的梯形图,其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。第3章 病床PLC系统设计分析3.1 控制要求分析通过对病床呼叫系统的PLC控制的设计任务和控制要求进行分析,可以初步得出设计方案:该病床呼叫系统由从机、主机等两局部组成,呼叫源即病床按钮,主机包括PLC 及指示灯报警系统。每张病床配备一个呼叫源,一般放在病床床头。患者有呼叫请求时,按下手持式按钮向护士站呼叫。主机中PLC 工作方式为循环扫描方式,在系统程序控制下,PLC 顺序读入输入端口各呼叫源的状态, 并且不断地循环扫描。一旦有呼叫按钮按下且未在5秒内按
7、下重置按钮,PLC 立即响应, 通过设置的程序实现对系统的控制:点亮床头指示灯和护士站报警指示灯,并通过报警指示灯指出病房号;同时,病房门口报警指示灯也被点亮。本次设计采用通过病房互锁实现优先级别判断的能力即只有在护士处理完首先呼叫的病床后进行按钮置位后,其他病床方可继续呼叫,以实现优先级判别。护士站监控系统响应后,将出现相应的报警指示,以便提示医护人员尽快赶到现场。当医护人员听到呼叫后,可按下呼叫响应按钮SF25,呼叫指示灯在20S后停止显示。此外,系统采用主从结构形式后,主机中的PLC 还可以通过网线与计算机相接,将多个护士站联网构成病房监护管理中心。3.2 确定I/O信号数量,选择PLC
8、类型由分析初步选定如下装置:启动/复位按钮25个病床24个,护士站1个,停止开关1个,指示灯42个病床24个,病房门口6个,护士站12个,并带有计时功能;设计要求PLC控制器为25入/16出,可以选用SIMATIC-S7-200系列的CPU226和一个EM222扩展模块接口留以后功能扩展。通过互锁实现优先级别判断的能力。3.3 I/O点的分配与编号病房呼叫系统PLC的外部I/O的分配图如下:PLC I-0地址分配表控制信号 信号名称 元件名称元件符号地址编号有效状态输入信号 1号病房1号病人呼叫-重置信号置-复位按钮 SF01有效-0有效 1号病房2号病人呼叫-重置信号置-复位按钮 SF11有
9、效-0有效 1号病房3号病人呼叫-重置信号置-复位按钮 SF21有效-0有效 1号病房4号病人呼叫-重置信号置-复位按钮 SF31有效-0有效 2号病房1号病人呼叫-重置信号置-复位按钮 SF41有效-0有效 2号病房2号病人呼叫-重置信号置-复位按钮 SF51有效-0有效 2号病房3号病人呼叫-重置信号置-复位按钮 SF61有效-0有效 2号病房4号病人呼叫-重置信号置-复位按钮 SF71有效-0有效 3号病房1号病人呼叫-重置信号置-复位按钮 SF81有效-0有效 3号病房2号病人呼叫-重置信号置-复位按钮 SF91有效-0有效 3号病房3号病人呼叫-重置信号置-复位按钮 SF101有效-
10、0有效 3号病房4号病人呼叫-重置信号置-复位按钮 SF111有效-0有效 4号病房1号病人呼叫-重置信号置-复位按钮 SF121有效-0有效 4号病房2号病人呼叫-重置信号置-复位按钮 SF131有效-0有效 4号病房3号病人呼叫-重置信号置-复位按钮 SF141有效-0有效 4号病房4号病人呼叫-重置信号置-复位按钮 SF151有效-0有效 5号病房1号病人呼叫-重置信号置-复位按钮 SF161有效-0有效 5号病房2号病人呼叫-重置信号置-复位按钮 SF171有效-0有效 5号病房3号病人呼叫-重置信号置-复位按钮 SF181有效-0有效 5号病房4号病人呼叫-重置信号置-复位按钮 SF
11、191有效-0有效 6号病房1号病人呼叫-重置信号置-复位按钮 SF201有效-0有效 6号病房2号病人呼叫-重置信号置-复位按钮 SF211有效-0有效 6号病房3号病人呼叫-重置信号置-复位按钮 SF221有效-0有效 6号病房4号病人呼叫-重置信号置-复位按钮 SF231有效-0有效 护士站总开关置-复位按钮 SF241有效-0有效输出信号 1号病房1号病人显示信号 指示灯 PG1 1有效 2号病房1号病人显示信号 指示灯 PG2 1有效 3号病房1号病人显示信号 指示灯 PG3 1有效 4号病房1号病人显示信号 指示灯 PG4 1有效 5号病房1号病人显示信号 指示灯 PG5 1有效
12、6号病房1号病人显示信号 指示灯 PG6 1有效 1号病房2号病人显示信号 指示灯 PG7 1有效 2号病房2号病人显示信号 指示灯 PG8 1有效 3号病房2号病人显示信号 指示灯 PG9 1有效 4号病房2号病人显示信号 指示灯 PG10 1有效 5号病房2号病人显示信号 指示灯 PG11 1有效 6号病房2号病人显示信号 指示灯 PG12 1有效 1号病房3号病人显示信号 指示灯 PG13 1有效 2号病房3号病人显示信号 指示灯 PG14 1有效 3号病房3号病人显示信号 指示灯 PG15 1有效 4号病房3号病人显示信号 指示灯 PG16 1有效 5号病房3号病人显示信号 指示灯 P
13、G17 1有效 6号病房3号病人显示信号 指示灯 PG18 1有效 1号病房4号病人显示信号 指示灯 PG19 1有效 2号病房4号病人显示信号 指示灯 PG20 1有效 3号病房4号病人显示信号 指示灯 PG21 1有效 4号病房4号病人显示信号 指示灯 PG22 1有效 5号病房4号病人显示信号 指示灯 PG23 1有效 6号病房4号病人显示信号 指示灯PG24 1有效 1号病房的闪烁信号 指示灯 PG25 1有效 护士站1号病房信号 指示灯 PG26 1有效 护士站1号病房信号 指示灯 PG27 1有效 2号病房的闪烁信号 指示灯 PG28 1有效 护士站2号病房信号 指示灯 PG29
14、1有效 护士站2号病房信号 指示灯 PG30 1有效 3号病房的闪烁信号 指示灯 PG31 1有效 护士站3号病房信号 指示灯 PG32 1有效 护士站3号病房信号 指示灯 PG33 1有效 4号病房的闪烁信号 指示灯 PG34 1有效 护士站4号病房信号 指示灯 PG35 1有效 护士站4号病房信号 指示灯 PG36 1有效 5号病房的闪烁信号 指示灯 PG37 1有效 护士站5号病房信号 指示灯 PG38 1有效 护士站5号病房信号 指示灯 PG39 1有效 6号病房的闪烁信号 指示灯 PG40 1有效 护士站6号病房信号 指示灯 PG41 1有效 护士站6号病房信号 指示灯 PG42 1
15、有效1号病房1号病人计时器 T1012号病房1号病人计时器 T1053号病房1号病人计时器 T1094号病房1号病人计时器 T1135号病房1号病人计时器 T1176号病房1号病人计时器 T1211号病房2号病人计时器 T1022号病房2号病人计时器 T1063号病房2号病人计时器 T1104号病房2号病人计时器 T1145号病房2号病人计时器 T1186号病房2号病人计时器 T1221号病房3号病人计时器 T1032号病房3号病人计时器 T1073号病房3号病人计时器 T1114号病房3号病人计时器 T1155号病房3号病人计时器 T1196号病房3号病人计时器 T1231号病房4号病人计时
16、器 T1042号病房4号病人计时器 T1083号病房4号病人计时器 T1124号病房4号病人计时器 T1165号病房4号病人计时器 T1206号病房4号病人计时器 T1243.4 绘制PLC应用系统电气图控制柜应用布置图(见附录第4章 程序设计 4.1 程序梯形图 程序梯形图:4.2 控制程序调试运用STEP 7-Micro/WIN V3.1(西门子S7-200编程软件)编写的梯形图程序,并注意选择对应的PLC型号CPU226。编译无错误后使用引出命令将梯形图程序存成后缀为.awl格式的可执行程序文件并保存在你设定的文件夹中如bchjxt.awl。翻开西门子S7-200仿真程序汉化版,输入密码
17、,设定PLC的CPU型号为CPU226,翻开“程序使用“装载程序命令将bchjxt.awl程序文件载入仿真程序软件中,点击命令“切换到运行状态,翻开“查看“使用内存监视“命令输入你所要观察的输入输出的位。通过对仿真程序中指示灯的运行状态的观察来检验程序是否准确,并对错误局部进行修改,完成程序。在程序运行过程中可以配合秒表,手表等器材大概的估计时间的准确性,并实时的对错误的程序段进行标记,以方便后面的修正工作。最好有两个人分工协作对程序校验,以免一个人分心做不同的事而造成不必要的错误。语句表:TITLE=程序注释Network 1 / 网络标题/ 网络注释TON T101, 50Network
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