lc课程设计病床呼叫系统.doc

目 录第1章 设计任务与要求11.1 任务描述11.2 设计任务及要求11.3 采用plc控制的优点1第2章可编程控制器(PLC)的特点22.1 硬件的可靠性22.2 配套齐全，功能完善，适用性强22.3 编程简单，使用方便22.4 易于安装，便于维护3第3章 基本方案分析43.1 Plc编程方法43.2 Plc工作原理43.3 病床呼叫器控制系统设计流程图4第4章 病床呼叫系统设计方案64.1 病床呼叫器示意图64.2 病床呼叫系统框图64.3 呼叫控制系统的I/O通道分配74.4 Plc的I/O接线图84.5 梯形图94.6 指令表114.7 程序调试13结束语 14参考文献15第1章 设计任务与要求1.1 任务描述 在很多医院的住院病房里，病房的每一张病床与护士站都需要随时进行联系，通过呼叫器可实现远距离呼叫，以便使病人在急需时向医护人员发出救助信号。 某住院病房有14个房间，每个房间有4张病床，每张病床配有一个呼叫按钮。护士站安装蜂鸣器HA和呼叫指示灯，每个呼叫指示灯对应一个病床的呼叫按钮。1.2 设计任务及要求1当某个病床发出救助信号（按下呼叫按钮）后，护士站的蜂鸣器发出短促音，与呼叫信号对应的指示灯闪烁（闪烁频率自定）。 2当医护人员听到呼叫后，可按下呼叫响应按钮SB0，蜂鸣器停止工作，呼叫指示灯在20s后停止显示。 3如果同时或者在一段时间内有多个呼叫信号，护士站的蜂鸣器仍发出短促音，与这些呼叫信号对应的那些指示灯均闪烁，医护人员按下呼叫响应按钮后，蜂鸣器停止工作，呼叫指示灯在20s后停止显示。 4尽可能少地占用PLC的外部资源。1.3 采用plc控制的优点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，提高运行安全性，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。第2章 可编程控制器(PLC)的特点2.1 硬件的可靠性高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统将极高的可靠性。2.2 配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。多种多样的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。2.3 编程简单，使用方便用微机实现自动控制，常使用汇编语言编程，难于掌握，要求使用者具有一定水平的计算机硬件和软件知识。PLC采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”编程，容易掌握。例如，目前打多数PLC均采用的梯形图语言编程方式，既继承了传统控制线路的清晰直观感，又顾及了大多数电气技术人员的读图习惯及应用微机的水平很容易被电气技术人员所接受，易于编程，程序改变时也容易修改，很灵活方便。这种面向控制过程、面向问题的编程方式，与目前微机控制常用的汇编语言相比，虽然在PLC内部增加了解释程序，增加了程序执行时间，但对大多数的机电控制设备来说，这是微不足道的。2.4 易于安装，便于维护PLC安装简单而且功能有效，其相对小的体积使之能安装在通常继电器控制箱所需空间的一半的地方，在从继电器系统改换到PLC系统的情况下，PLC小的模块结构使之能安装在继电器附近并将连线向已有接线端，其实改换很方便，只要将输入/输出设备连向接线端即可。在大型安装中，长距离输入/输出站点安放在最优地点。长距离站通过同轴电缆获双扭线连向CPU,这种配置大大减少了物料和劳力，长距离子系统方法也意味着系统不同部分可在到达安装场地前由PLC制造商预先连好线，这一方法大大减少了电气技术人员的现场安装时间。从一开始，PLC便以易维护作为设计目标。由于几乎所有器件都是固态的，维护时只需更换模块级插入式部件，故障检测电路将诊断指示器嵌在每一部件中，就能指示器是否正常工作，借助于编程设备可见输入/输出是ON还是OFF，还可写编程指令来报告故障。PLC的这些及其他特性使之成为任何一个控制系统的有益部分。一旦安装后，其作用立即显现，其收益也马上实现，向其他智能设备一样,PLC的潜在优点还取决于应用时的创造性。第3章 基本方案分析3.1 Plc编程方法经验法编程：经验法是运用自己的或别人的经验进行设计。多数是设计前先选择与自己工艺要求相近的程序，把这些程序看成是自己的“试验程序”。结合自己工程的情况，对这些“试验程序”逐一修改，使之适合自己的工程要求。这里所说的经验，有的是来自自己的经验总结，有的可能是别人的设计经验，就需要日积月累，善于总结。图解法编程：图解法是靠画图进行PLC程序设计。常见的主要有梯形图法、逻辑流程图法、时序流程图法和步进顺控法。 3.2 Plc工作原理在PLC中，用户程序按先后顺序存放，CPU从第一条指令开始执行程序，直至遇到结束符后又返回第一条。如此周而不断循环。每一个循环称为一个扫描周期。一个扫描周期大致可分为I/O刷新和执行指令两个阶段。所谓I/O刷新即对PLC的输入进行一次读取，将输入端各变量的状态重新读入PLC中存入内部寄存器，同时将新的运算结果送到输出端。这实际是将存入输入、输出状态的寄存器内容进行了一次更新，故称为“I（输入）/O(输出) 刷新”。由此可见，若输入变量在I/O刷新期间状态发生变化，则本次扫描期间输出端也会相应的发生变化，或者说输出队输入产生了响应。反之，若在本次I/O刷新之后，输入变量才发生变化，则本次扫描输出不变，即不响应，而要到下一次扫描期间输出才会产生响应。由于PLC采用循环扫描的工作方式，所以它的输出对输入的响应速度要受扫描周期的影响。3.3 病床呼叫器控制系统设计流程图在系统设计之前,我们对系统的控制流程与设计的步骤做一个思想的统筹,以下是我们的设计一个病床呼叫器控制系统的流程图。开始 分析控制要求确定用户I/O设备PLC硬件系统配置配分配I/O点绘制流程表设计梯形图修改程序程序输入PLC 软件测试满足要求？整体测试满足要求?交付使用图 3-1第4章 病床呼叫系统设计方案4.1 病床呼叫器示意图图 4-14.2 病床呼叫系统框图PLC病房通道病房号显示呼叫次数统计显示病床指示灯护士站病床号指示灯护士站病床报警指示灯手柄按钮指示灯护士站病床号显示呼叫源从机医护人员响应按钮复位按钮图 4-24.3 呼叫控制系统的I/O通道分配类别元件端子号作用输入SB00000一号病房一号床的置位按钮SB10001一号病房一号床的复位按钮SB20002一号病房二号床的置位按钮SB30003一号病房二号床的复位按钮SB40004医护室一号病房一号床的复位按钮SB50005医护室一号病房二号床的复位按钮SB60006二号病房一号床的置位按钮SB70007二号病房一号床的复位按钮SB80008二号病房二号床的置位按钮SB90009二号病房二号床的复位按钮SB100010医护室二号病房一号床的复位按钮SB110011医护室二号病房二号床的复位按钮SB120012三号病房一号床的置位按钮SB130013三号病房一号床的复位按钮SB140014三号病房二号床的置位按钮SB150015三号病房二号床的复位按钮SB160016医护室三号病房一号床的复位按钮SB170017医护室三号病房二号床的复位按钮 输出HL01000一号病房一号床的指示灯HL11001一号病房二号床的指示灯HL21002一号病房的指示灯HL31003医护室一号病房一号床的指示灯HL41004医护室一号病房二号床的指示灯HL51005二号病房一号床的指示灯HL61006二号病房二号床的指示灯HL71007二号病房的指示灯HL81008医护室二号病房一号床的指示灯HL91009医护室二号病房二号床的指示灯HL101010三号病房一号床的指示灯HL111011三号病房二号床的指示灯HL121012三号病房的指示灯HL131013医护室三号病房一号床的指示灯HL141014医护室三号病房二号床的指示灯HL151015蜂鸣器4.4 Plc的I/O接线图图 4-34.5 梯形图图 4-44.6 指令表1LD00002OR10003AND NOT00014OUT10005TIM000#00206LD00027OR10018ANDNOT00039OUT100110TIM001#002011LD100012OR100113LD NOT TIM00014AND NOT TIM00115OR NOTTIM00616AND LD17OUT 100218LD100019ANDNOT000420LD NOTTIM00021ORNOTTIM00622ANDLD23OUT100424LD000625OR100526ANDNOT000727OUT100528TIM002#002029LD000830OR100631ANDNOT000932OUT100633TIM003#002034LD100535OR100636LDNOTTIM00237ANDNOTTIM00338ORNOTTIM00639ANDLD40OUT100741LD100542ANDNOT001043LDNOTTIM00244ORNOTTIM00645ANDLD46OUT100847LD100648ANDNOT001149LDNOTTIM00350ORNOTTIM00651ANDLD52OUT100953LD001254OR101055ANDNOT001356OUT101057TIM004#002058LD001459OR101160ANDNOT001561OUT101162TIM005#002063LD101064OR101165LDNOTTIM00466ANDNOTTIM00567ORNOTTIM00668OUT101269LD101070ANDNOT001671LDNOTTIM00472ORNOTTIM00673ANDLA74OUT101375LD101176ANDNOT001777LDNOTTIM00578ORNOTTIM00679ANDLD80OUT101481LD100082OR100183OR100584OR100685OR101086OR101187ANDNOTTIM00688OUT101589TIM006#02004.7 程序调试先将程序输入试验机，再用模拟信号调试，调试成功后再投入使用，再模拟调试时，我们最常用的是输入短接法调试。用输入短接法调试程序用一根导线将电”+”和PLC输入端的COM端短接；另用一根导线的一端接电源“-”,另一端做活动端。将一根活动端与00000短接，观察到所对应的HL灯亮，然后将活动端与00001接通。结束语本系统主要以PLC为核心，经实验验证，表面呼叫及时、准确、可靠、可以满足医院的病房管理和护理要求，同时充实了病床呼叫系统的控制方式。利用可编程控制器控制，具有接线简单、编程直观、扩展容易等特点。当建筑物的层楼增加时，硬件接线上只需增加楼层，病房相应的输入信号。原来接线不需改变，软件上只需增加相应楼层，房间，床位的功能，要改动的地方也较少 通过本次课程设计，使我加深了对PLC梯形图、指令表、外部接线图的理解，还有经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。在课程设计过程中我们互相讨论，请教老师，在不断的调试各自的程序中，发现了很多各自的问题并进行研究解决。 我们试着用不同的设计方法来实现我们的课题，这样不仅可以拓宽我们的思 路，还可以使我们的设计成果更加严谨。本次课程设计可以为我工作打下基础。参考文献1 张华林，林达明. 无线病房呼叫系统的设计。国外电子元器件，200