基于PLC的医用病房多路呼叫系统的设计.doc

电 子 科 技 大 学毕 业 设 计（论 文）论文题目： 基于PLC的医用病房多路呼叫系统的设计 教学中心： 电子科技大学网络教育重庆学习中心 指导老师： 刘小凤 职 称： 讲 师 学生姓名： 陈强 学 号: V08640742534 专 业： 电子信息工程 电子科技大学继续教育学院制网络教育学院2010年05月10日电 子 科 技 大 学毕业设计（论文）任务书题目： 基于PLC的医用病房多路呼叫系统的设计任务与要求：本系统要求表面呼叫及时、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。与单片机控制相比，其结构更简单，利于推广。相信随着PLC的功能不断增加，价格不断下降，基于PLC的病床呼叫系统将会走入医院病房。时间： 2010 年 3月5 日 至 2010年 5 月 20 日 共 12 周 办学单位： 电子科技大学网络教育重庆学习中心 学生姓名： 陈强 学 号： V08640742534 专业： 电子信息工程 指导单位或教研室： 重庆科创职业学院指导教师： 刘小凤 职 称： 讲师电子科技大学继续教育学院制网络教育学院2010年3月5日毕业设计(论文)进度计划表日 期工 作 内 容执 行 情 况指导教师签 字03月02日至03月10日选题03月11日至03月25日论文提纲写作04月10日至04月11日初稿写作04月12日至 04月26日二稿写作04月27日至05月19日定稿并上交论文的电子文档05月20日至06月12日做好论文答辩准备教师对进度计划实施情况总评 签名 年 月 日 电子科技大学毕业设计(论文)中期检查记录表学生填写毕业设计(论文)题目: 基于PLC的医用病房多路呼叫系统的设计学生姓名:陈强 学号：v08640742534专业：电子信息工程 层次: 专升本教学中心名称: 电子科技大学网络教育重庆学习中心指导教师姓名及职称: 刘小凤 讲师教师指导毕业设计(论文)时间及地点:电子科技大学网络教育重庆学习中心检查教师填写毕业设计(论文)题目工作量饱满一般不够毕业设计(论文)题目难度大适中不够毕业设计(论文)题目涉及知识点丰富比较丰富较少毕业设计(论文)题目价值很有价值一般价值不大学生是否按计划进度独立完成工作任务学生毕业设计(论文)工作进度填写情况学生出勤情况及出勤的考核办法学生与指导教师见面接受指导次数5次学生工作态度认真一般较差教师毕业设计(论文)指导日志是否齐全其他检查内容：存在问题及采取措施:检查教师签字: 年 月 日教学中心意见:学院审核意见(加盖公章):年 月 日 年 月 日摘 要信息化时代的发展，智能化的医院建设的将目前国内外先进的计算机技术、通信技术、网络技术、信息技术、自动化控制技术、办公自动化技术等运用在医院中。而目前国内外的呼叫器系统都选用无线网络，受到地域的限制和环境的限制。信号接收不是很好，这样有可能病人会呼叫不到医生，造成病人病情的恶化。无线网络当然也有它的好处，呼叫方便，在一定的地域内可以随时呼叫医生，以便医生及时到达病人身边进行护理治疗。为丰富病床呼叫系统的控制方式，在满足病房与护士站实时通信时，能够方便地了解各病房的情况，实现医院对全院的病房科学化管理。采用PLC可编程控制器替代单片机作为核心控制件，设计实现新型PLC病床呼叫系统。本文采用的PLC可编程控制器构成的病床呼叫系统结构更简单，更易于管理，可编程控制器病床呼叫系统可以及时，准确的实现病房呼叫管理，具有良好的应用前景。关键词：病房呼叫系统 PLC 病房管理AbstractThe age of information, intelligent current hospital building will be advanced in computer technology, communication technology, network technology, information technology, automatic control technology, office automation technology Deng Yun Yong in the hospital. The pager system at home and abroad have used the wireless network, subject to geographical constraints and environmental constraints. Signal reception is not very good, so that patients may be less than calling a doctor, resulting in deterioration of patient condition. Wireless network of course, has its benefits, call convenient, in a certain area at any time to call a doctor to get timely medical care and treatment of patients is being conducted aroundRich beds call system control, in meeting rooms and nurses station real-time communication, the ability to easily understand the various wards in the hospital on hospital-wide to achieve the scientific management of the ward. Replaced by single chip programmable logic controller PLC control as a core piece, designed and implemented a new call system PLC beds.PLC programmable controller used in this paper constitute the structure of hospital beds call system simpler and easier to manage, PLC beds call system can timely and accurate implementation of call management unit has a good prospect.Key words: Ward Calling System PLC Ward management目 录第一章 绪言1第二章 系统设计方案2第三章 系统软件流程图3第一节 单按钮结构3第二节 监控系统启动3第三节 增加系统处理能力3第四节 医院科学管理3第四章 网络信息传输6第五章 系统特点7第六章 流程中几个关键环节8第一节 单按钮控制的实现8第二节 患者呼叫次数统计9第七章 程序的调试10第一节 程序的模拟调试10第二节 程序的现场调试10结束语11谢 辞12参考文献131电子科技大学毕业论文（设计） 基于PLC的医用病房多路呼叫系统的设计第一章 绪言患者在住院期间，可能会在任意时间请求医生或护士进行诊断或护理。临床求助呼叫是传送临床信息的重要手段，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，要将患者的请求快速传送给值班医生或护士，并在护士站的监控中心留下准确完整的记录，是提高医院和病房护理水平的必备设备之一。病床呼叫系统要求及时、准确、可靠，简便可行，利于推广，其性能的优劣直接关系到病员的安危，因此受到各大医院的重视。目前，医院病床呼叫装置大多数由单片机及低压电力线等传输煤质所构成。本研究从可编程控制器PLC的应用出发，提出一种以PLC为核心的病床呼叫系统。该系统利用PLC特殊的I/O接口，使系统结构更加简单，充分展示了它的特色和应用前景。该系统具有呼叫、灯光报警、振铃、显示排队、优先权设定等功能，可满足医院对病房管理和护理的要求。该系统还可以通过计算机将全院各病房区呼叫子系统连接一起，够成病房监护管理中心，使病区管理更趋规范和合理。13第二章 系统设计方案病床呼叫系统由从机、主机等两部分组成。从机(呼叫源)即病床按钮，主机包括PLC及显示和监护系统，如图2-1所示。呼叫源每长病床配备一个，呼叫源一般放在病床床头。患者有呼叫请求时，按下手持式按纽向护士站呼叫。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。一旦有呼叫按纽按下，PLC立即响应，通过设置的程序实现对系统的控制，启动振铃，并通过报警指示灯指出病号房；同时。在病房通道显示呼叫病床号。此外，还将显示某个时间段内患者呼叫次数。主机监控系统响应后，将出现相应的声、光报警指示，以便提示医护人员尽快赶到现场。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连，将多个护士站连网构成病房监护管理中心。PLC病房通道病房号显示呼叫次数统计显示病床指示灯对讲机护士站病床号指示灯护士站病床报警指示灯护士站振铃复位按钮医护人员响应按钮手柄按钮指示灯护士站病床号显示呼叫源从机图2-1 系统框图第三章 系统软件流程图第一节 单按钮结构为方便患者使用，呼叫按钮采用手持式单按钮结构。当患者第1次按下按钮时，病床指示灯、手柄按钮指示灯点亮,提示患者已发出呼叫请求。但监控系统并不立即响应，延迟6s后监控系统才自行启动。如果是患者误操作，在6S时间内第2次按下按钮可解除呼叫，同时关断病床指示灯、手柄按钮指示灯。目前病房中使用的呼叫按钮大多为双按钮，一个呼叫，一个关断，通过颜色来区分。显然，对重病卧床的患者来说，分辨其不同作用十分不便。在PLC的程序中利用记忆功能，记录下按钮被按动的先后次序，使得用单按钮启动呼叫和解除呼叫成为可能。第二节 监控系统启动在患者呼叫时监控系统启动，护士站病房报警指示灯开始闪烁，振铃启动，同时护士站和病房通道显示器显示呼叫病床号，指示医护人员立即响应。执行医护人员首先按动响应按钮切断振铃，将闪烁病房报警指示灯变为常亮，同时启动对讲机，可以向患者发出询问或直接到现场处理。常亮的病房号指示灯用来表明医护人员已经响应患者的呼叫，或正在现场处理中。医护人员处理完毕。通过复位按钮清楚所有信号。被清楚信号包括病床指示灯、手柄按钮指示灯、护士站病房报警指示灯、对讲机。护士站显示器和通道显示器可以显示当前的时间或被消隐。第三节 增加系统处理能力为增加实时处理能力，当医护人员在响应某一呼叫时，允许其他患者呼叫。此时护士站相应的病房报警指示灯开始闪烁、振铃启动，同时显示出新的病床号。而前一次呼叫的病房报警指示灯仍然常亮。闪烁和常亮指示灯的区别为：闪烁灯告知相应的病房有患者呼叫，常亮灯记录了另一病房有医护人员正在现场处理中。第四节 医院科学管理为提高医院的科学化管理，掌握所辖病区患者护理情况，也便于了解当班医护人员的工作强度，本系统增加了在某个时间段内对患者呼叫次数统计。可以根据院方要求，任意设定统计时间，如8h或24h等。在锁定时间内将随时显示该病区的呼叫次数。呼叫次数加“1”信号取自医护人员处理完呼叫后的复位按钮，以保证记录的准确性。设定统计时间，清除呼叫次数工作时间到否点亮床头和手柄指示灯6s过没开启对讲机，指示灯变为常亮现场出理结束第2次按下吗开始第1次按下呼叫按钮存储呼叫次数医护人员响应，解除报警关闭床头和手柄指示灯YN启动复位按钮YN关断各指示灯、对讲机显示当前时间或消隐呼叫次数加1，并显示护士站显示呼叫病床号通道显示呼叫病床号病房报警灯闪烁启动振铃图3-1 系统流程图第四章 网络信息传输每一病区够成一个呼叫系统，全院各病房区呼叫系统与计算机可组成网络，通过软件设计实现呼叫系统的病床信息管理，形成病房监护管理中心。由医院管理部门及时了解和掌握各病区的工作情况，调配医护人员。网络信息传输途径如图4-1所示图4-1 网络信息传输途径第五章 系统特点目前，医院病房中使用的呼叫装置有无线式和有线式两种形式。其中，有线式一般采用单片机作为核心控制部件。本研究提出的呼叫系统也属于有线式，但是核心部件为PLC，该系统主要解决了目前呼叫系统中存在的以下问题：(1)无线式呼叫系统由于需要“发射”和“接收”两个系统，存在传输距离、可靠性、设备体积与价格、占用无线频道资源以及发射的电磁波可能会影响医疗设备的正常使用等问题。因此，目前医院中很少采用。(2)单片机构成的呼叫系统如果采用低电压电力线作为传输质，必须解决信息衰减、电平转换、信息偶合、滤波等问题，使得外围接口电路非常复杂。在软件设计上还要确定单片机与外设之间的通信方式，以保证在任意时刻只要有呼叫源发出请求系统立刻响应。软件设计和硬件设计的繁琐，给开发和维护带来了极大不便。近年来，PLC的功能不断趋向与计算机化，价格不断下降，体积不断缩小。特殊的I/O接口可以使呼叫按钮直接与PLC输入相接，输出可以直接带报警器、显示装置等。与计算机联网通信十分方便。独具特色的编程方式，非常易于普及。PLC的应用已不再局限于工业控制领域，在其他控制领域也获得广泛应用。第六章 流程中几个关键环节PLC病床呼叫系统采用松下FPO可编程控制器实现，该机型可靠性高，维修方便，价格低廉，指令集功能强大，扩展容易，I/O模块可根据需要配置。第一节 单按钮控制的实现以一个病床呼叫为例，进行I/O地址分配，如表6-1所示。采用F132取反指令设计的单按钮控制梯形图如图6-1所示。表1-1 I/O地址分配表输入点说明输出点说明XO1号病床呼叫按钮YO1号病床呼叫按钮指示灯X1护士站响应按钮Y11号病床指示灯X2护士站复位按钮Y2护士站病房报警指示灯WY1病床号七段显示输出WY2患者呼叫次数七段显示输出图6-1 单按钮控制梯形图第二节 患者呼叫次数统计患者呼叫次数统计梯形图如图6-2所示，程序中设定统计时间为8h。图6-2 患者呼叫次数统计梯形图第七章 程序的调试第一节 程序的模拟调试将设计好的程序写入PLC后，首先逐条仔细检查，并改正写入时出现的错误。用户程序一般先在实验室模拟调试，实际的输入信号可以用钮子开关和按钮来模拟，各输出量的通断状态用PLC上有关的发光二极管来显示，一般不用接PLC实际的负载(如接触器、电磁阀等)。可以根据功能表图，在适当的时候用开关或按钮来模拟实际的反馈信号。对于顺序控制程序，调试程序的主要任务是检查程序的运行是否符合功能表图的规定。在调试时应充分考虑各种可能的情况，对系统各种不同的工作方式、有选择序列的功能表图中的每一条支路、各种可能的进展路线，都应逐一检查，不能遗漏。发现问题后应及时修改梯形图和PLC中的程序，直到在各种可能的情况下输入量与输出量之间的关系完全符合要求。如果程序中某些定时器或计数器的设定值过大，为了缩短调试时间，可以在调试时将它们减小，模拟调试结束后再写入它们的实际设定值。在设计和模拟调试程序的同时，可以设计、制作控制台，PLC之外的其他硬件的安装、接线工作也可以同时进行。第二节 程序的现场调试完成上述的工作后，将PLC安装在控制现场进行联机总调试，在调试过程中将暴露出系统中可能存在硬接线等方面的问题，以及PLC的外部接线图和梯形图程序设计中的问题，应对出现的问题及时加以解决。如果调试达不到指标要求，则对相应硬件和软件部分作适当调整，通常只需要修改程序就可能达到调整的目的。调试结果是成功实现了一个数码管的显示,并实现了多个输入点的矩阵输入,经过一段时间的调试,系统一定能正常运行。结束语本系统经实验验证，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。与单片机控制相比，其结构更简单，利于推广。相信随着PLC的功能不断增加，价格不断下降，基于PLC的病床呼叫系统将会走入医院病房。谢 辞经过几个月的查资料、整理材料、写作论文，今天终于可以顺利的