基于PLC的病床呼叫器控制系统设计

1、第一章绪论第二章设计任务及要求2.1 设计任务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，护士根据站指示灯及响铃获取求助信息的来源，并能及时的给其提供帮助。护士在站发现信号时及时将站灯及响铃复位，在处理完后再在病床前的灯和病房前的灯复位。学生根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行病床呼叫系统运行原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提 高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。主要容包括：(1)设计该系统的电气控制硬件系统；(2) PLC选择及其它电器元件的选型；(3)设计该系统PLC控制

2、梯形图；(4)进行系统仿真测试，并要有测试记录；(5)编辑设计说明书。2.2 设计要求(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

3、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被重置。2.3 PLC的选型P根据设计要求可以得知，PLC的输入信号有：一号病房呼叫信号 14床位4个， 一号病房复位信号14床4个，二号病房呼叫信号14床位4个，二号病房复位信号14 床4个，三号病房呼叫信号14床位4个，三号病房复位信号14床4个，护士站13 号病房复位信号3个，病床呼叫系统输入信号总共有27个；输出信号有：一号病房14 号床位显示4个，二号病房14号床位显示4个，三号病房14号床位显示4个，护士 站13呼叫显示6个

4、，输出信号总共有20个。根据I/O信号数量、类型以及控制要求，所以选择FX2N-64M® PLC,输入单元为64点。2.4 警报灯的选择警报灯的选择分为两部分，一部分为病房警报灯的选择，另一部分为护士站警报的 选择。病房警报灯的选择：考虑到病房警报灯的亮度对病人休息的影响，所以病房警报灯 的选择其功率不宜过大，因选择亮度较小功率小的LED灯，所以发光二极管选择型号为： IN4007SOT-23。发光二极管的压降为 1.72.5V,工作电流为1020mA,其使用的工作 电源为PLC自带的24V电源，要发光二极管正常工作得串联一个电阻，根据工作电流(以Word文档10mA算）与工作电压2

5、4V可计算串联的电阻大小为2.4KQ护士站警报的选择：因护士站警报灯的选择是要提醒护士有病人呼叫，所以应选择 亮度功率较大的警报灯，所以其工作电压使用PLC自带的220V电源，警报灯的选择为：AD38-22B-R/08,其光源为红色LED光，工作电压为AC,DC220V交直流双用），工作电流 为18mA以防值班护士没注意警报灯的提示，另设一铃声警示，便于警报灯与警报铃的 同步，电铃工作电压为220V的PLC的自带电源。Word文档3.3 病床呼叫系统的组成及工作方式共有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。设每一层楼有一护士站，每一护士站

6、均有该层楼病人紧急呼 叫与处理完毕的重置按钮。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。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。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被重置。 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。3.4 I/O

7、 分配表表3.1分配表输入：名称输入变量PLC对应输入1房1-4床紧急按钮K0-K3X000-X0032房1-4床紧急按钮K4-K7X004-X0073房1-4床紧急按钮K8-K11X010-X0131房1-4床重置按钮K12-K15X014-X0172房1-4床重置按钮K16-K19X020-X0233房1-4床重置按钮K20-K23X024-X027护士站1房1-4床取消紧急呼叫及闪灯按钮K24X030护士站2房1-4床取消紧急呼叫及闪灯按钮K25X031护士站3房1-4床取消紧急呼叫及闪灯按钮K26X032输出:名称输出变量PLC对应输出护士站显示1房闪灯LD0Y001护士站显示2房闪灯

8、LD1Y002护士站显示3房闪灯LD2Y0031房1-4床久凫LD3-LD6Y010-Y0132房1-4床久凫LD7-LD10Y014-Y0173房1-4床久凫LD11-LD14Y020-Y0231房灯闪LD15Y0242房灯闪LD16Y0253房灯闪LD17Y026Word文档Word文档3.5系统接线图设计1号房1床呼叫1号房2JW叫1号房3JW叫1号房4床W叫2号房1JW叫一o2号2床呼叫a,2号3床呼叫2号房4床呼叫3号房1JW叫-*3号2床呼叫"3号3床呼叫3号房4床呼叫1号房1床复位1号2床复位1号3床复位1号4床复位2号房1床复位2号2床复位2号3床复位一片,2号4床复

9、位L(3号房1床复位3号2床复位3号3床复位-1s3号4床复位一八护士如房复位护士旌房复位>L" c护士诲房复位24VX00X01X02X03X04X05X06X07X10Y01Y02Y03Y04Y05Y06Y10Y11Y12X11Y13X12 FX2N-64MRy14X13X14X15X16X17X20X21X22Y15Y16Y17Y20Y21Y22Y23Y24X23Y25X24X25X26X27X30X31X32Y26!1t1:COM'COM2.4KQL24V220VPLC电器接线图3.3系统接线图设计护士却号房显示 护士旌号房显示 护士站3号房显示 护士却号房铃声

10、 护士旌号房铃声 护士诲号房铃声1号1床灯1号房2床灯1号房3床灯1号房4床灯2号1床灯2号房2床灯2号房3床灯2号房4床灯3号1床灯3号房2床灯3号房3床灯3号房4床灯1号房门灯2号房门灯3号房门灯第四章控制系统的设计4.1控制程序流程图设计N病床指示灯耳？病房指亲灯闪烁;士站翠急呼叫灯闪烁并显示病床呼叫咂是否按下护士站姓理括制台倡止俅顺序处理八病房的病床p完J第五章程序调试和仿真5.2仿真程序测试是检验所设计的程序是否达到了设计的要求。测试结果：以1号病房1号床为例说明当1号床病人按下呼叫按键5s没有按下1号房1号床的复位按键时，按下呼叫按 键时，护士站中的1号病房所对应的灯亮，提示护士病

11、人呼叫，5s后1号病房1号床的 床头灯亮起，同时1号病房房门灯亮起，提示护士与医生呼叫病人所在的位置。当护士 在护士站按下相应的复位按钮时，护士站亮起的灯关闭。当1号床病人按下呼叫按键5s按下1号房1号床的复位按键时，按下呼叫按键时， 护士站中的1号病房所对应的灯亮起，提示护士病人呼叫，在 5s病人按下复位按键时， 护士站亮起的灯关闭，提示护士此次呼叫属于误按。在这种情况下， 1号病房1号床的 床头灯与1号病房房门灯均都不亮，程序结束。其他病床与其他病房的病床同1号病房1号床情况相同。仿真图如下：当 1 号病房 1 号床呼 叫时程序响应如图所示：当1号病房1号床病人呼叫完后，护士按下复位按键时

12、程序响应如图所示:图5.2病床呼叫后按下复位响应图第六章结论与体会通过本次医院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。在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视， 当我们把自己想出来的程序与到 PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行 的结果和要求的结果不相符合。能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC的理 解得到加强，看到了实践与理论的差距。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好好学 习，才能解决问题，才能让我们更能站在工作岗位