基于PLC设计的病床呼叫系统

电气控制与PLC课程设计课题：病床呼叫系统系别：电气与电子工程系专业：自动化姓名：学号：指导教师：河南城建学院2013年6月21日目录一、引言............................................................11.1、课程设计的目的.............................................11.2、课程设计内容...............................................1二、系统总体方案设计................................................12.1、系统硬件配置及组成原理.....................................12.2、系统变量定义及分配表.......................................22.3、系统接线图设计.............................................3三、控制系统设计....................................................43.1、控制程序流程图设计.........................................43.2、控制程序时序图设计.........................................43.3、控制程序设计思路...........................................53.4、控制程序梯形图.............................................6四、系统调试及结果分析.............................................144.1、系统调试及解决的问题......................................144.2、结果分析..................................................16结束语.............................................................17参考文献...........................................................181一、引言1.1、课程设计的目的本课程设计主要用于医院病务区的病人有紧急或自己不方便的事件时呼叫护士站寻求帮助，护士根据站内指示灯获取求助信息的来源，并能及时的给其提供帮助。护士在站内发现信号时及时将站内灯复位，在处理完后再在病床前的开关将病床及病房的灯复位。1.2、课程设计内容1)共有3个病房，每间病房4个床位。每一病床床头均有紧急呼叫按钮及重置按钮，以利病人不适时紧急呼叫。2)设每一层楼有一护士站，每一护士站均有该层楼病人紧急呼叫与处理完毕的重置按钮。3)每一病床床头均有一紧急指示灯，一旦病人按下紧急呼叫按钮且未在5s内按下重置按钮时，该病床床头紧急指示灯动作且病房门口紧急指示灯闪烁，同时同楼层的护士站显示病房紧急呼叫并闪烁指示灯。4)在护士站的病房紧急呼叫中心，每一病房都有编号，用指示灯显示哪一病房先按下病人紧急呼叫按钮，并要具有优先级判别的能力。5)一旦护士看见护士站紧急呼叫闪烁灯后，须先按下护士处理按钮以取消闪烁情况，再依病房紧急呼叫顺序处理病房紧急事故，若事故处理妥当后，病房紧急闪烁指示灯和病床上的紧急指示灯方可被重置。二、系统总体方案设计2.1、系统硬件配置及组成原理根据设计要求可知，PLC点数的选择，不管是输入点数还是输出点数都要留有10%的余量，根据I/O口分配情况可知：输入信号有36个，输出信号有27个，根据I/O点数可选择001802MRFXN可编程控制器，以满足控制要求，而且输入输出都留有一定的余量。PLC的结构框图如下图所示：2图2.1.1PLC的结构框图2.2、系统变量定义及分配表输入：1房1-4床紧急按钮X0,X2,X4,X61房1-4床重置按钮X1,X3,X5,X72房1-4床紧急按钮X10,X12,X14,X162房1-4床重置按钮X11,X13,X15,X173房1-4床紧急按钮X20,X22,X24,X263房1-4床重置按钮X21,X23,X25,X27护士站1房1-4床复位按钮X30,X31,X32,X33护士站2房1-4床复位按钮X34,X35,X36,X37护士站3房1-4床复位按钮X40,X41,X42,X43输出：1房1-4床灯亮Y0,Y1,Y2,Y32房1-4床灯亮Y5,Y6,Y7,Y103房1-4床灯亮Y12,y13,y14,y15护士站显示1房灯闪y4护士站显示2房灯闪Y11护士站显示3房灯闪Y16护士站显示1房1-4床灯亮Y20,y21,y22,y23护士站显示2房1-4床灯亮y24,y25,y26,y27护士站显示3房1-4床灯亮Y30,y31,y32,y33表2.2.1I/O分配表32.3、系统接线图设计Y000Y001Y002Y003Y004Y005Y006Y007Y008Y009Y010Y011Y012Y013Y014Y015Y016Y017Y018X000X001X002X003X004X005X006X007X008X009X010X011X012X013X014X015X016X017X018X019X020X021X022X023X024X025X026X027X028X029X030X031X032X033X034X035COMCOM24VSB2SB3SB4SB5SB6SB7SB8SB9SB10SB11SB12SB13SB14SB15SB16SB17SB18SB19SB20SB21SB22SB23SB24SB25SB26SB27SB28SB29SB30SB31SB32SB33SB34SB35SB36SB1HL1HL2HL3HL4HL5HL6HL7HL8HL9HL10HL11HL12HL13HL14HL15HL16HL17HL18HL19图2.3.1I/O接线图4三、控制系统设计3.1、控制程序流程图设计PLC无状况N是否有病人按下紧急呼叫按钮YY5秒内是否按下重置按钮N病床指示灯亮；病房指示灯闪烁；护士站紧急呼叫并闪灯；显示各病床呼叫顺序N是否按下护士站处理按钮Y护士站紧急灯熄灭响铃停止依顺序处理个病房的病床，N完成后，按下处理完毕按钮Y图3.1.1控制程序流程图3.2、控制程序时序图设计以1号房1号床病人为例：病人5秒中未按下重置按钮：5图3.2.1控制程序时序图（1）5秒钟内按下重置按钮：图3.2.2控制程序时序图（2）3.3、控制程序设计思路当一号病房一号床位需要帮助时，他可以按下按钮即x0，他所在床位的继电器线圈就会得电，它的常开触点就会闭合，即m12闭合，然后t0同时开始计时，同时一号病房的等就会发亮，即y4得电，同时医护室所对应的病床的灯也在闪烁，即y20得电。当医护人员接到信号，他们可以按下复位按钮即x30，使信号停止呼叫。然6后医护站灯就熄灭，之后到病人那里解决并按下床头重置按钮x1。其他床位工作原理同上。当同时有多个人在呼叫时，医护人员如果来不及按复位按钮，则各个病床对应的灯会一直亮，之至医护人员提供帮助并按下重置按钮。3.4、控制程序梯形图7891011121314四、系统调试及结果分析4.1、系统调试及解决的问题系统部分仿真图：以1号房1号床病人为例：病人5秒中未按下重置按钮：15图4.1.1X0紧急按钮启动图4.1.2Y0、Y4、Y20灯亮在程序仿真过程中，出现了好几处二重线圈的问题，致使程序不能完美的实现预定的功能。但经过请教老师及同学，最终更改了那几处程序，程序基本能够16实现了本次课程设计（病床呼叫系统）的功能。4.2、结果分析程序基本实现了病床呼叫系统的功能，病人按下床头的呼叫按钮后，医护站内就会有相应的灯闪亮，以便于医生及时对病人进行帮助。但也有一些不够理想的地方，比如有多位病人同时呼叫的时候，不能保证病情严重的病人优先呼叫，只能同时给医护站提醒有哪几位病人呼叫。17结束语通过本次病床系统的课程设计，我熟悉了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，提高了我的理论知识，工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。通过在网上查找资料以及到图书馆学习，也使我更好的理解和认识了关于PLC设计原理和实际中的应用过程。程序基本实现了病床呼叫系统的功能，病人按下床头的呼叫按钮后，医护站内就会有相应的灯闪亮，以便于医生及时对病人进行帮助。但也有一些不够理想的地方，比如有多位病人同时呼叫的时候，不能保证病情严重的病人优先呼叫，只能同时给医护站提醒有哪几位病人呼叫。从动手调试的过程中，增加了我们对这项技术的了解，使我们体会到了只有踏踏实实学习，才能解决问题，才能让我们更能站在工作岗位上。同时我也懂得了理论和实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正的学到知识，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在本次课程设计中，培养了我们实际动手能力和解决问题的能力，这使我们更深层次的接触到了我们以后的工作方向，而且这次实习更接近于我们以后的工作内容，所以这些都为我们以后的学习和工作打下了坚实的基础。18参考文献[1]秦春斌.PLC基础及应用教程.北京:机械工业出版社，2012.[2]范永胜.电气控制与PLC应用.北京:机械工业出版社，2012.[3]张万忠.可编程控制器应用技术.北京：化学工业出版社，2005.[4]张培志.电气控制与可编程序控制器.北京：化学工业出版社,2007.[5]张万忠.可编程控制器应用技术.北京：化学工业出版社,2002.[6]张凤珊.电气控制及可编程序控制器.北京：中国轻工业出版社,2001.成绩评定·一、指导教师评语（根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定）。二、评分课程设计成绩评定成绩：（五级制）指导教师签字年月日