病房呼叫系统的PLC设计-毕业设计

1、0病房呼叫系统的病房呼叫系统的 PLC 设计设计目目 录录一、概 述.11、可编程控制器简介.12、可编程控制器的发展.13、可编程序控制器的基本结构及工作原理.1二、课题背景.21、课题背景.22、研究的目的和意义.2三、已知情况、控制要求、设计任务.31、已知情况.32、控制要求.33、设计任务.3四、总体设计思路.4五、程序设计与调试.41、I/O 分配 .42、实现功能图.73、外部接线图.74、梯形图.115 指令表 .136、运行及调试.17六、课程设计总结.18七、致谢.191八、参考文献.19摘要摘要在现代医院的医疗程序管理当中，拥有先进及现代化的病床呼叫中心系统能够更好地去完

2、善社会上各家医院的医疗服务体系，从而提升医院的名誉、地位。在以往的医疗进程管理体系里，当发生紧急事故或者需要呼叫护士的服务时，病人可能会因为继电器机械腐蚀的原因而无法有效及时地向候命的护士发出求助信号，从而导致一些不可挽回的医疗事故。在本次机电综合课程设计中，我对医疗建设中的病床呼叫系统进行了基于可编程控制器的改良系统设计。众所周知，可编程序控制器，也就是 PLC，具有响应速度快，控制简单，易于编程等优点。利用这些优点，将 PLC 控制系统融入病床呼叫控制系统的设计，就能够大大提升护士处理病人需求、处理紧急病情的效率，同时减少医疗事故发生的几率。由于每一张病床的控制流程都是相同的，所以在进行系

3、统程序设计的时候，只需要设计出一个响应模式，其他的病床只要套用这个模式去编写程序了。关键词：医疗 病床呼叫 可编程控制器2一、概一、概 述述1、可编程控制器简介、可编程控制器简介可编程序控制器是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。 PLC 是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器

4、的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是 PLC 的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。2、可编程控制器的发展、可编程控制器的发展1968 年美国 GM(通用汽车)公司提出取代继电器控制装置的要求，第二年美国数字公司研制出了第一代可编程序控制器，满足了 GM 公司装配线的要求。随着集成电路技术和计算机技术的发展，现在已有第五代 PLC 产品了。3、可编程序控制器的基本结构及工作原理、可编程序控制器的基本结构及工作原理PLC 主要是由输入与输出部件、中央处理单元（CP

5、U） 、存储器、电源部件、编程器组成。PLC 的结构框图如图 1-3-1 所示。3图 1-3-1 PLC 结构图二、课题背景二、课题背景1、课题背景、课题背景随着社会的进步和科技的发展，医疗水平的不断提高，现代医院护理需要快速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。用于医院病房区的病人有紧急情况或自己不方便处理的事件时呼叫医生或护士寻求帮助，医生或护士根据站内指示灯及响铃获取求助信息的来源，并及时的提供帮助。基于 PLC 设计的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,能及时、准确、可靠地实现病房呼叫管理，避免了人工呼叫的不便与效

6、果差等缺点，它是现代医院提高病室护理水平必不可少的设备。2、研究的目的和意义、研究的目的和意义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4班医生和护士未能及时发现突发病况而烦恼。基于可编程控制器 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理,具有良好的应用前景。研究病床呼叫系统的 PLC 程序设计，有利于更好的掌握所学的相关课程的知识。同时提高自身的学以致用的能力。三、已知情况、控制要求、设计任务三、已知情况、控制要求、设计任务1、已知情况、已知情况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。2、控制要求、控制要求（1）共有 3

7、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。（5）一旦护士看见护士站紧急呼叫闪烁灯后，须在事故处理妥当后，病房紧急闪烁指示灯和病床上的紧急指示灯方可被重置。3、设计任务、设计任务学生根

8、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、5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。主要内容包括：（1）设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等；（2）系统有启动、停止功能；（3）运用功能指令进行 PLC 控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程序；（4）程序结构与控制功能自行创新设计；（5）进行系统调试，实现病床呼叫系统的控制要求。四、总体设计思路四、总体设计思路基于课程设计题目提供的已知信息，初步设定病人置位按钮 12 个，病人复位按钮 12 个，护士站医护复位按钮 1

9、2 个，病房床头灯 12 个，病房灯 3 个，医护站内对应闪烁的房间灯 3 个，对应闪烁的病床灯 12 个。然后经过分析研究，三个房间的情况一样，每间病房内 4 张病床的工作方式一致。所以只要突破一个病房内一张病床的呼叫的设计，则其他病床和病房的的设计难题就迎刃而解了。五、程序设计与调试五、程序设计与调试1、I/O 分配分配输入X01 病房 1 床呼叫按钮X11 病房 1 床取消呼叫按钮X2护士站 1 病房 1 床处理完毕复位按钮X31 病房 2 床呼叫按钮X41 病房 2 床取消呼叫按钮6X5护士站 1 病房 2 床处理完毕复位按钮X61 病房 3 床呼叫按钮X71 病房 3 床取消呼叫按钮

10、X10护士站 1 病房 3 床处理完毕复位按钮X111 病房 4 床呼叫按钮X121 病房 4 床取消呼叫按钮X13护士站 1 病房 4 床处理完毕复位按钮X142 病房 1 床呼叫按钮X152 病房 1 床取消呼叫按钮X16护士站 2 病房 1 床处理完毕复位按钮X172 病房 2 床呼叫按钮X202 病房 2 床取消呼叫按钮X21护士站 2 病房 2 床处理完毕复位按钮X222 病房 3 床呼叫按钮X232 病房 3 床取消呼叫按钮X24护士站 2 病房 3 床处理完毕复位按钮X252 病房 4 床呼叫按钮X262 病房 4 床取消呼叫按钮X27护士站 2 病房 4 床处理完毕复位按钮X3

11、03 病房 1 床呼叫按钮X313 病房 1 床取消呼叫按钮X32护士站 3 病房 1 床处理完毕复位按钮X333 病房 2 床呼叫按钮X343 病房 2 床取消呼叫按钮X35护士站 3 病房 2 床处理完毕复位按钮X363 病房 3 床呼叫按钮X373 病房 3 床取消呼叫按钮X40护士站 3 病房 3 床处理完毕复位按钮X413 病房 4 床呼叫按钮7X423 病房 4 床取消呼叫按钮X43护士站 3 病房 4 床处理完毕复位按钮输出Y01 病房 1 床床头灯及报警Y1护士站 1 病房 1 床闪烁Y21 病房 2 床床头灯及报警Y3护士站 1 病房 2 床闪烁Y41 病房 3 床床头灯及报

12、警Y5护士站 1 病房 3 床闪烁Y61 病房 4 床床头灯及报警Y7护士站 1 病房 4 床闪烁Y101 病房灯Y11护士站 1 病房闪烁Y122 病房 1 床床头灯及报警Y13护士站 2 病房 1 床闪烁Y142 病房 2 床床头灯及报警Y15护士站 2 病房 2 床闪烁Y162 病房 3 床床头灯及报警Y17护士站 2 病房 3 床闪烁Y202 病房 4 床床头灯及报警Y21护士站 2 病房 4 床闪烁Y222 病房灯Y23护士站 2 病房闪烁Y243 病房 1 床床头灯及报警Y25护士站 3 病房 1 床闪烁Y263 病房 2 床床头灯及报警Y27护士站 3 病房 2 床闪烁Y303

13、病房 3 床床头灯及报警Y31护士站 3 病房 3 床闪烁8Y323 病房 4 床床头灯及报警Y33护士站 3 病房 4 床闪烁Y343 病房灯Y35护士站 3 病房闪烁2、实现功能图实现功能图护士站对应 1号病房护士站对应 3号病房护士站对应 2号病房3 号病房门口1 病房门口2 号病房门口1 号病房 1 号2 号 3 号 4 号床2 号病房 1 号2 号 3 号 4 号床3 号病房 1 号2 号 3 号 4 号床图 5-2-1 实现的功能图3、外部接线图、外部接线图下图 5-3-1 为病房 1 的外部接线图、图 5-3-2 为病房 2 的外部接线图、图 5-3-3 为病房 3 的外部接线图

14、9SB1 常开SB2 常闭SB3 常闭SB4 常开SB5 常闭SB6 常闭SB7 常开SB8 常闭SB9 常闭SB10 常开SB11 常闭SB12 常闭COMCOMCOMCOMCOML1L2L3L4L5L6L7L8L9L10COM图 5-3-1 病房 1 的外部接线图1 病房中 1 病床用到常开开关 SB1，常闭开关 SB2、SB3。其中 SB1 是病人呼叫按钮，即呼叫开关，是置位按钮。SB2 是病人取消呼叫的按钮，即是呼叫动作的复位按钮。若按下呼叫按钮 SB1，则 1 病床的床头灯亮和护士站对应的报警器报警，并未在 5 秒内按下呼叫复位（取消）按钮，则病房的灯、医护站内和病房对应的灯闪烁、和

15、病床对应的灯闪烁。医生或护士按下 SB2 取消报警动作和关闭床头灯。SB3 是医护站内医生或护士处理完病人的紧急呼叫后的总的复位按钮。当医生或护士处理完病人的紧急情况。按下总复位按钮。恢复到呼叫前的状态，为下一次的呼叫做准备。X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6X7 X10X11X12X13 COMCOMY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y10Y11COM101 病房中的 2 病床、病 3 床、病 4 床的情况和 1 病床的情况一样。SB13 常开SB14 常闭SB15 常闭SB16 常开SB17 常闭SB18 常闭SB19 常开SB20 常闭SB21 常闭SB22 常开SB23 常闭SB2

16、4 常闭COML11L12L13L14L15L16L17L18L19L20COMX14X15X16X17X20X21X22X23X24X25X26X27COMY12Y13Y14Y15Y16Y17Y20Y21Y22Y23COM图 5-3-2 病房 2 的外部接线图2 病房中 1 病床用到常开开关 SB13，常闭开关 SB14、SB15。其中 SB13 是病人呼叫按钮，即呼叫开关，是置位按钮。SB14 是病人取消呼叫的按钮，即是呼叫动作的复位按钮。若按下呼叫按钮 SB13，则 1 病床的床头灯亮和护士站对应的报警器报警，并未在 5 秒内按下呼叫复位（取消）按钮，则病房的灯、医护站内和病房对应的灯闪

17、烁、和病床对应的灯闪烁。医生或护士按下 SB14 取消报警动作和关闭床头灯。SB15 是医护站内医生或护士处理完病人的紧急呼叫11后的总的复位按钮。当医生或护士处理完病人的紧急情况。按下总复位按钮。恢复到呼叫前的状态，为下一次的呼叫做准备。2 病房中的 2 病床、病 3 床、病 4 床的情况和 1 病床的情况一样。SB25 常开SB26 常闭SB27 常闭SB28 常开SB29 常闭SB30 常闭SB31 常开SB32 常闭SB33 常闭SB34 常开SB35 常闭SB36 常闭COML21L22L23L24L25L26L27L28L29L30COMX30X31X32X33X34X35X36X

18、37X40X41X42X43COMY24Y25Y26Y27Y30Y31Y32Y33Y34Y35COM图 5-3-3 为病房 3 的外部接线图3 病房中各床的情况和 1、2 病房各床的情况一样。124、梯形图、梯形图 13145 指令表指令表151617186、运行及调试、运行及调试（1）运行1 病房中 1 病床用到常开开关 SB1，常闭开关 SB2、SB3。其中 SB1 是病人呼叫按钮，即呼叫开关，是置位按钮。SB2 是病人取消呼叫的按钮，即是呼叫动作的复位按钮。若按下呼叫按钮 SB1，则 1 病床的床头灯亮和护士站对应的报警器报警，并未在 5 秒内按下呼叫复位（取消）按钮，则病房的灯、医护站

19、内和病房对应的灯闪烁、和病床对应的灯闪烁。医生或护士按下 SB2 取消报警动作和关闭床头灯。SB3 是医护站内医生或护士处理完病人的紧急呼叫后的总的复位按钮。当医生或护士处理完病人的紧急情况。按下总复位按钮。恢复到呼叫前的状态，为下一次的呼叫做准备。191 病房中的 2 病床、病 3 床、病 4 床的情况和 1 病床的情况一样。2 病房中 1 病床用到常开开关 SB13，常闭开关 SB14、SB15。其中 SB13 是病人呼叫按钮，即呼叫开关，是置位按钮。SB14 是病人取消呼叫的按钮，即是呼叫动作的复位按钮。若按下呼叫按钮 SB13，则 1 病床的床头灯亮和护士站对应的报警器报警，并未在 5

20、 秒内按下呼叫复位（取消）按钮，则病房的灯、医护站内和病房对应的灯闪烁、和病床对应的灯闪烁。医生或护士按下 SB14 取消报警动作和关闭床头灯。SB15 是医护站内医生或护士处理完病人的紧急呼叫后的总的复位按钮。当医生或护士处理完病人的紧急情况。按下总复位按钮。恢复到呼叫前的状态，为下一次的呼叫做准备。2 病房中的 2 病床、病 3 床、病 4 床的情况和 1 病床的情况一样。3 病房中 1 病床用到常开开关 SB25，常闭开关 SB26、SB27。其中 SB25 是病人呼叫按钮，即呼叫开关，是置位按钮。SB26 是病人取消呼叫的按钮，即是呼叫动作的复位按钮。若按下呼叫按钮 SB25，则 1

21、病床的床头灯亮和护士站对应的报警器报警，并未在 5 秒内按下呼叫复位（取消）按钮，则病房的灯、医护站内和病房对应的灯闪烁、和病床对应的灯闪烁。医生或护士按下 SB26 取消报警动作和关闭床头灯。SB27 是医护站内医生或护士处理完病人的紧急呼叫后的总的复位按钮。当医生或护士处理完病人的紧急情况。按下总复位按钮。恢复到呼叫前的状态，为下一次的呼叫做准备。3 病房中的 2 病床、病 3 床、病 4 床的情况和 1 病床的情况一样。（2）调试在输入梯形图时误把 1 病房 2 好 病床的常开 X3 的自锁 Y002 输入成M002，造成呼叫系统工作不正常的情况。经过检查，发现错误改正后，呼叫系统可以正

22、常工作。六、课程设计总结六、课程设计总结我这次 PLC 课程设计的题目是“病床呼叫系统” 。本次 PLC 的课程设计对我具有很重要的作用。首先做这次 PLC 小学期，初步全面的应用了本学期学到的 PLC 理论知识，而且还锻炼了动手能力，独立思考的能力，以前的东西，都是老师讲，自己记，并没有多少自己思考的东西，通过课程设计，我们得到了自己思考问题，解决问题的机会。20再次通过本次设计，让我很好的锻炼了理论联系实际，与具体项目、课题相结合开发、设计产品的能力。既让我们懂得了怎样把理论应用于实际，又让我们懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。在本次设计中，我们还需要大量的以前没有学到过的知识，于是图书馆和网络成了我们很好的助手。在查阅资料的过程中，我们要判断优劣、取舍相关