病床呼叫器的PLC的控制

1、病床呼叫器的PLC的控制指导教师（签名）：年月日实训报告题目名称：病床呼叫器的PLC的控制系部：电气与信息工程系专业班级：学生姓名：学号：指导教师：完成日期：新疆工程学院实训评定意见设计题目病床呼叫器的PLC的控制系部：_电气与信息工程系_专业班级学生学号学生姓名：评定意见：评定成绩：新疆工程学院.电气与信息工程系（部）实训任务书2017学年1学期2017年6月21日专业班级课程名称设计题目病床呼叫器的PLC的控制指导教师起止时间2017.6周数1周设计地点教学楼实训目的：一、实训目的1、掌握PLC软件使用以及画面、动画和程序的编制2、掌握控制系统的设计设计任务或主要技术指标：（1）用PLC完

2、成数据库和表的设计。（2）表中的记录数应该能满足数据测试的要求。（3）实体的属性和约束设计合理，实体间的外键约束满足系统要求。（4）能够实现系统要求的数据操纵和数据控制操作，其中包括：索引、视图、存储过程及PLC的设计。实训进度与要求：一周之内完成布置任务，按设计报告指定的格式要求去完成。周一至周二：查阅资料。周三至周四：整理资料，并完成设计报告。周五至周天：修改报告。周三：扌日导老师提问答辩。主要参考书及参考资料：1李芝液压传动M机械工艺出版社20072汪志锋可编程控制器原理与应用M西安电子科技大学出版社20043汪炳实机床电气控制M机械工艺出版社20074黄坚自动控制原理与应用M高等教育出

3、版社20055张万中可编程控制器应用技术M化学工业出版社2002教研室主任（签名）系（部）主任（签名）病床呼叫器的PLC的控制病床呼叫器的PLC的控制摘要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，以便使病人在急需时向医护人员发出救助信号。本文主要以PLC来实现病床对护士站的紧急呼叫，以达到及时准确的传递报警信息的目的。通过PLC控制系统，护士站也能够及时准确的知道具体哪个病床哪个病人需要帮助，也能够判断哪个病人需要优先处理，及时解决病人的困难。通过配合PLC6.55应用于报警系统，能极大的改善监护系统的工作效率。关键词：紧急呼叫；PLC；优先级；护士站；目录TOC o

4、 1-5 h z HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 1Protel99se软件学习6 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document Protel99SE的基本概况6 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 1.2新建文件61.2.1选择元件库91.2.2选取放置元件91.2.3删除元件及调整元件91.2.4布局连线101.2.5PCB板的制作11 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 2.常用封装形式12 HYPERL

5、INK l bookmark20 o Current Document 2.1生成网络表122.2.1新建PCB文件13 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 2.2自动布线14 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 3绪论15 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 病床紧急呼叫系统的意义15 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 病床紧急呼叫系统的概念153.2.1病床紧急呼叫系统的工作过程15 HYPERLI

6、NK l bookmark30 o Current Document 4.程序设计16 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document PLC简介16 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document CPU处理模块17 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 4.3病床紧急呼叫系统的I/O分配表17 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 病床紧急呼叫系统的硬件配置18 HYPERLINK l bookmark46 o Current

7、Document STEP7介绍18 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 病床紧急呼叫系统的硬件配置18 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 6.1STEP7介绍18 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document STEP7介绍18 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 西门子STEP718 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 定义数据词典19用户界面的制作207.4命

8、令语言的编写21 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 程序调试24 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 9.实验体会24总结26 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 致谢27参考文献28病床呼叫器的PLC的控制病床呼叫器的PLC的控制 1Protel99se软件学习Protel99SE的基本概况Protel99SE是ProtelTechnology公司1999年推出的，基于Windows9X/20000/NT操作系统下的32位EDA设计软件，他集强大的

9、设计能力、复杂工艺的可生产性、设计过程管理于一体，可完整实现电子产品从电学概念设计到生成物理生产数据的全过程。既满足了产品的高可靠性，有极大缩短了设计周期，降低了设计成本。Protel99SE是当今最流行的电子电路计算机辅助设计（电子CAD）软件之一。您可以控制这个物理驱动，并读/写驱动参数。可以在STEP7-Micro/WIN指令树的库文件夹中找到这些指令。当您选择一个USS指令时，系统会自动增加一个或多个相关的子程序（USS1到USS7）。西门子库在一张单独的CD上出售，STEP7-Micro/WIN附加件它需要一定的软件环境和硬件环境。随着集成电路向超大规模和高密度方向发展，EDA软件已

10、经成为人们进行电子设计不可缺少的工具。随着计算机技术的进步，EDA技术也很好的适应并促进者电子技术的发展。Protel以其卓越的功能和旺盛的生命力紧跟计算机操作系统和EDA技术的发展步伐，其发展技术软件环境主要是指对操作系统的要求。Protel99SE要求运行在Windows95/98/2000、WindowsNT4.0或者更高版本操作系统。1.2新建文件1.启动Protel99se，出现以下启动界面，如图1.1所示。图1.1protel99se界面视图启动后将出现如图1.2所示窗口：2可编程逻辑器件设计模块ProtelAdvancedPLD99,包括具有语法处理的文本编辑器、编译和仿真设计结

11、果的PLD及用来观察仿真波形的Wave。3.电路仿真模块AdvancdSIM99,包括数/模混合信号电路仿真器、可提供连续的模拟信号和离散的数字信号仿真。图1.2Protel主窗口点击File中的newEip-liivi.Wy*!IdBwcIrhuiknrsiazjidfdiifriist.丄川口*丹zriIl町Mfaita才1V4肌rkiauriBliJIdlairdIIB4LiftIliidlpfcJI11.l.&tjldjjkIhr-.n.JUI&-.*.1rJL.JlkLribbBiiliidGhUiUiLlMEMNfiQiiJir5hoi|T；b(tmi*DrtM4ir*JmJkwV

12、filianaall4諾*JictraarauInhiAuxilriHDbJKI.图1.3新建文件窗口在DatabaseFileName后可以重新命名新建的文件名，例如：常以人名命名可以更改为姓名点击Documents,然后再点击File中的New,出现如图1.5所示:rA8=-WJ)UCUK1河Doc-umentsWi-ZardfiresILixryhociinimtJSmciwnmtozIJnr_iam#injt甸鬥avtf|nfqvnin.片图1.4“NewDocument窗口在上图选择Schematic将文件夹Sheet1.sch重新命名为自己的姓名如：.sch.打开此文件夹，将出现如

13、图1.7所示的窗口：i.nPaolJ.D*普n口电mFralLpririt:AXIAL3AXIALOHEAJCRADO.3A.KIALOAXIALHKAXIAL03AXIAL312100u07RJE32J.411：414Dlj-C：HMH-:Vd141OOu壬Sv心6RB.2J.L15lOOu2-&VlOClu3C2RO2丿斗RADO3RAOG.317100uC41H1UOlj1-iAlCJi1即1OC?uC1flFWD0.3210DuC-3RJDO31khuciAMIA.IH22COM2J2SIP224CON2CQN3JiJSIPSre25LEZEH1R/VDCOJilTVR5VRiRB2-

14、出图1.5绘图窗口在设计管理器中选择BrowseSch页面，在该页面的Browse中的下拉菜单中选Libraries,单击Add/Remove，出现图1.8所示对话框:TOC o 1-5 h zHChiangeLitjraryFiluListJ3EI磺55宙牡）：|QSJ|+f_l亡*詞f垩蚤借A-cte-lUse?sr上du寻r口raL?Dg_z-Ef键可以对涉及的图中所有标注进行设置。E-tf图1.10“NetLabel”对话框在Net后输入自己所需要的字母，将其移到图中正确的位置，经过以上的程序，就可以完成基本的电路原理图了。1.2.5PCB板的制作原理图的封装画原理图注意每个元件都必须

15、有封装，封装形式见表。例如：在Footorint后进行封装，如是电阻，那么电阻的封装名称为AXIAL0.3,则变成FoototintAXLIA0.3。同一类型的元器件也可以同一封装。例如图1.13所示图1.11封装设计对话框aadtr:hen*ra1sHLivLdUMeI冏言台咅IILfrnInnjti1II尸口r产inQK(-nv-i&1=4=1jUTl|*1IHVIddonPln-lAviv-lHIrlrlnrs|FielvJMisriijftnv|01LrIIhn;lifl!iG：ni戸1l-lhUiatc-iiiiLFinldl4P2.常用封装形式电阻类无源元件：AXIAL0.3AXI

16、AL1.0。数字表示焊盘间距，单位是英寸。无极性电容元件：RAD0.1RAD0.4o有极性电容元件：RB.2/.4RB.5/1.0。斜杠前的数字表示焊盘间距，斜杠后的数字表示电容外直径。二极管元件：DI0DE0.4、DI0DE0.7、DO-41。三极管、FET、UJT：TO-xxx。xxx为数字，表示不同的封装。双排包装的连接头（牛脚连接器）：IDCxx。xx表示管脚数。石英晶体：XTAL1。可变电阻：VR1VR5。按键开关、指拨开关：SIP2、RAD0.3、DIPx。电源连接头：POWER4、P0WER6、SIPx。双列直插：DIP4DIP64。单排包装的元件或连接头：FLY4、SIP2SI

17、P20。D型连接头：DB9x、DB15x、DB25x、DB37x。生成网络表对原理图进行TOOL/ERC下检查后，生成原理图网络表。方法:（1）点Design/CreateNetlist/OK确定。（2）对照网络表、原理图对照检查是否正确正确就同时保存原理图。亡1LuC93-uf111aiTG-9fJtR1.LXIALQ7kfR1JhXlALa447KIR3AXI&LQ4图1.12生成网络表对话框2.2.1新建PCB文件1.点File中的New再双击然后重命名双击PCBDocument进入。PCB系统设计试设计图所示的电路的电路板。设计要求:使用单层电路板。电源地线铜膜线的宽度为50mil。一

18、般布线的宽度为25mil。人工放置元件封装。布线时考虑只能单层走线。单层电路的顶层为元件面，底层为焊接面，同时还需要有丝网层、底层阻焊膜层、禁止层和穿透层。布线时只要在底层布线就可以了，而线宽可以在铜膜线属性中设置。2.在顶层调元件Toplayer页放元件使用菜单Design/LoadNets将网络表调如1.15所示：病床呼叫器的PLC的控制病床呼叫器的plc的控制 匚甘口C62D1-2J2-2K5-2KSJ.3(NestC2_2Q2-2RMZLea-2R33Dl-1.FJ42NatJI丄Jl-1K22bltitJ7_SCfi-EL图1.13网络表调入对话框3点Browse双击所调用文件若有错

19、查明原因，返回原理图并修改无错，点Execte生成。自动布线1在Design/Rules中Routing下点击RoutingLayers双击RoutingLayers后使Toolaver出现NotUsed。2.自动布线在底层BottomLayer下点击AutoRoute中的All然后点击RouteAll。使用菜单AutoRoute/All自动布线。在布线完成对话框中观察布线的布通率，若为100%，说明全部布通。若不能100%布通，则使用菜单Tools/Un-Route/All取消布线回到预拉线状态，重新布置元件、调整线宽后再布线。布完线可手工调整，但要先将Tools/preferences/o

20、ption/Mode的下拉框中选为pushobstaele推线，并且选中AutomaticallyRemove自动回线删除。需加粗的地线、电源线、功率输出线等加粗，某几根绕得太多的线重布一下，消除部分不必要的过孔，再次用VIEW3D功能察看实际效果。手工调整中可选Tools-DensityMap查看布线密度，红色为最密，黄色次之，绿色为较松，看完后可按键盘上的End键刷新屏幕。红色部分一般应将走线调整得松一些，直到变成黄色或绿色。切换到单层显示模式下（点击菜单命令Tools/Preferences，选中对话框中Display栏的SingleLayerMode）3绪论病床紧急呼叫系统的意义PLC

21、即可编程控制器(ProgRAMMAblelogicContRoller)是一种专门为工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。由于其具有可靠性高，抗干扰能力强，配套齐全，功能完善，适用性强，易学易用，建造工作量小，维护方便，容易改造，体积小，重量轻，能耗低等特点，PLC广泛用于、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱

22、乐等各个行业。目前国内七八十年代安装的许多呼叫控制系统，线路复杂，接线多，故障率高，维修保养难，许多已处于闲置状态，速，效率低，调速性能指标较差，严重影响运行质量。PLC作为新一代工业控制器，以其高可靠性和技术先进性，在许多领域中得到广泛应用，从而使病床呼叫器由传统的控制方式发展为计算机控制的一个重要方向，因此本次试验使用PLC作为病床紧急呼叫系统的基础。病床紧急呼叫系统病床紧急呼叫系统的概念我国医疗资源日趋紧张，医患关系也日趋紧张。在医院暂时不能做到每个病床每个病人都有护士24小时值班。当病人需要帮助的时候，可能消息不能及时的传递到护士耳中。这事就需要一个系统架设在病床和护士站之间及时的传递

23、信息。以便于在病人有需要的时候能够及时的呼叫到在护士站值班的护士，使病人的麻烦及时得到处理，避免病人的需求得不到及时的解决。也能够缓和医患关系。3.2.1病床紧急呼叫系统的工作过程病人按下床头的呼叫按钮后，延迟5秒后，护士站和病床床头的指示灯闪烁，提示报警。并且病房门口的指示灯常亮。护士站的数码管显示呼叫病床的编号。当护士看到后，按下护士站的处理按钮后，护士站的指示灯停止闪烁。护士到病床处理病人的病情。病人的困难解决之后，护士按下病床的重置按钮，所有亮的指示灯停止闪烁并恢复为不亮的状态，护士站的数码管也归零。当一个病房报警后，另一个病房也按下紧急报警的按钮，必须等待先按下的病房按下重置才能提示

24、报警信息。程序设计PLC简介第一台可编程控制器的设计规范是美国通用公司提出的。当时的目的是要求设计一种新的控制装置以取代继电器盘，在保留了继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点的基础上，同时具有现代化生产线所要求的时间响应快、控制精度高、可靠性好、控制程序、可随工艺改变、易于与计算机接口、维修方便等诸多高品质与功能。这一设想提出后，美国数字设备公司（DEC）于1969年研制成第一台PLC，型号为PDP-14，投入通用汽车公司的生产线控制中，取得了令人满意的效果，从此开创了PLC的新纪元。第一台PLC具有模块化、可扩充、可重编程及用于工业环境的特性。这些控制器易于安装，占用病床紧急呼

25、叫系统空间小，可重复使用。尽管控制器编程有些琐碎，但它具有公共的工厂标准梯形图编程语言，这样使得不熟悉计算机的人也能方便的使用它。在短时间内，PLC在其他工业部门也得到应用。到70年代初，食品、金属和制造等工业部门相继使用PLC代替继电器控制设备，迈出了其实用化阶段的第一步。70年代中期，由于大规模集成电路的出现，使8位微处理器和位片处理器相继问世，使可编程控制技术产生了飞跃。在逻辑运算功能的基础上，增加了数值运算、闭环控制、提高了运算速度，扩大了输入输出规模。在这个时期，日本、西德（原）和法国相继研制出了自己的PLC，我国在1974年也开始研制。70年代由于超大规模集成电路的出现，使PLC向

26、大规模、高速性能方向发展，形成了多种系列化品。这是面向工程技术人员的编程语言发展成熟，出现了工艺人员使用的图形语言。在功能上，PLC可以代替某些模拟控制装置和小型机DDC系统。进入八九十年代后，PLC的软硬件功能进一步得到加强，PLC已发展成为一种可提供诸多功能的成熟的控制系统，能与其他设备通信，生成报表，调度产生，可诊断自身故障及机器故障。这些改进使PLC符合今天对高质量高产出的要求。尽管PLC功能越来越强，但他仍然保留了先前的简单与易于使用的特点。随着PLC的应用，经过了近40年的发展，它对提高设备的运转率起到了重要的作用。它在工业领域的应用非常广泛，既有单片机作为继电器逻辑电路的替代品，

27、又有作为控制设备的核心部件。随着自动化程序的提高，它既可以作为现场控制的部件，又可以作为现场更高一级管理的控制部件。随着网络技术的发展，作为成熟技术，可编程序控制器已被广泛应用到机械，冶金，化工，石化，水泥，食品饮料，制药等各个领域，极大地提高了劳动生产率和自动化程度。随着时间的推移，PLC已经不再局限于最初设计的逻辑和顺序控制领域，越来越多的PLC产品向着满足更多更复杂病床呼叫器的PLC的控制病床呼叫器的PLC的控制 的控制需求迈进。随着现场总线和工业以太网技术出现和推广，更加有力地促进了PLC产品在工业领域的广泛应用。CPU处理模块CPU224模块输入、输出单元的接线图病床紧急呼叫系统图2

28、CPU224模块输入、输出单元的接线图4.3病床紧急呼叫系统的I/O分配表按照设计的要求，I/O分配如表1所示。表1元件地址I/O分配类整rbc地hl強祥混明讨网町叫禅团L-3掩Hi科10.0-10.2用阿料护1闻间呼叫畳胃擔卸11-312,0-Z.2用戶呼叫审谨护上鞏搭购灯披1-3war11.0-LZXif诛用问的护上帖灯旷七站為卿总股试按律1-5播tn螯13.0-13.2uq中祠童焙1TJt跟挣馆号cl-tlX阳FiS时唬叫陋電屮：(t戲i-a保抽01眸怕勺虫间护上站灯Jl保持护打亦幻f：;号誉唱Is!JTifirtwt硕frQO.O-QQiZvl-i甜狒TQI0QI-2用问护1rMfl-

29、Jfit示trCJ2D-Q22奶rri3IB郦1Q3.IKQ3.Z站邓1.氛1图1.14按照设计要求，外部接线图如图2所示图2病床紧急呼叫系统的外部接线图病床紧急呼叫系统的硬件配置STEP7介绍西门子STEP7是用于SIMATICS7-300/400站创建可编程逻辑控制程序的标准软件，可使用梯形图逻辑、功能块图和语句表进行编程操作。PCD1和PCD2SAIA-PCD控制设备也可以用SiemensStep7来编程。使用Step7编程可以在SAIAPCD上实现某些集成在Step7内的功能.不只是兼容。病床紧急呼叫系统的硬件配置6.1STEP7介绍西门子STEP7是用于SIMATICS7-300/4

30、00站创建可编程逻辑控制程序的标准软件，可使用梯形图逻辑、功能块图和语句表进行编程操作。PCD1和PCD2SAIA-PCD控制设备也可以用SiemensStep7来编程。使用Step7编程可以在SAIAPCD上实现某些集成在Step7内的功能.不只是兼容。6.2程序的梯形框图按照设计要求，做出的梯形框图如图3所示图2病床紧急呼叫系统的外部接线图STEP7介绍7.1西门子STEP7是用于SIMATICS7-300/400站创建可编程逻辑控制程序的标准软件，可使用梯形图逻辑、功能块图和语句表进行编程操作。PCD1和PCD2SAIA-PCD控制设备也可以用SiemensStep7来编程。使用Step

31、7编程可以在SAIAPCD上实现某些集成在Step7内的功能.不只是兼容。II图1.15:卩|亡第弋仃九灯岡悴徹1护I处艸厂悵卜孔再握切F1靖督段门久町闪愜已昕*4;敌字m卜飪沖击卜电冒九補图3程序的梯形框图组态软件的概述PLCkingview6.55是亚控科技根据当前的自动化技术的发展趋势，面向低端自动化市场及应用，以实现企业一体化为目标开发的一套产品。该产品以搭建战略性工业应用服务平台为目标，集成了对亚控科技自主研发的工业实时数据库的支持，可以为企业提供一个对整个生产流程进行数据汇总、分析及管理的有效平台，使企业能够及时有效地获取信息，及时地做出反应，以获得最优化的结果。PLC保持了其早期

32、版本功能强大、运行稳定且使用方便的特点，并根据国内众多用户的反馈及意见，对一些功能进行了完善和扩充。PLCkingview6.55提供了丰富的、简捷易用的配置界面，提供了大量的图形元素和图库精灵，同时也为用户创建图库精灵提供了简单易用的接口；该款产品的历史曲线、报表及web发布功能进行了大幅提升与改进，软件的功能性和可用性有了很大的提高。定义数据词典在系统中要先对不同类型的数据进行定义才能进行系统的设计。本系统实时数据的定义如图7-1至7-3所示。病床紧急呼叫系统内再翼it眄已覘(&老丑!*更1内m内耳巴嚳d內帚3豈0=5）本站点一号床床头灯=1;本站点一号床护士站灯=1;if（本站点处理按钮

33、=1）本站点一号床护士站灯中间变量=1;if（本站点一号床护士站灯中间变量=1）本站点一号床护士站灯=0;if（本站点一号床重置按钮=1）本站点一号床重置按钮中间变量=1;if（本站点一号床重置按钮中间变量=1）本站点一号床床头灯=0;本站点中间变量1=0;本站点一号床报警按钮=0;本站点一号床呼叫重置=0;本站点处理按钮=0;本站点一号床重置按钮=0;本站点cl=O;本站点一号床床头灯=0;本站点一号床护士站灯=0;本站点一号床护士站灯中间变量=0;本站点一号床重置按钮中间变量=0;if（本站点二号床报警按钮=1&本站点中间变量1=0&本站点中间变量3=0）本站点中间变量2=1;if（本站点

34、中间变量2=1）本站点c2=本站点c2+1;病床紧急呼叫系统if（本站点c2=5）本站点二号床床头灯=1;本站点二号床护士站灯=1;if（本站点处理按钮1=1）本站点二号床护士站灯中间变量=1;if（本站点二号床护士站灯中间变量=1）本站点二号床护士站灯=0;if（本站点二号床重置按钮=1）本站点二号床重置按钮中间变量=1;if（本站点二号床重置按钮中间变量=1）本站点二号床床头灯=0;本站点中间变量2=0;本站点二号床报警按钮=0;本站点二号床呼叫重置=0;本站点处理按钮=0;本站点二号床重置按钮=0;本站点c2=0;本站点二号床床头灯=0;本站点二号床护士站灯=0;本站点二号床重置按钮中间

35、变量=0;本站点二号床重置按钮中间变量=0;if（本站点三号床报警按钮=1&本站点中间变量1=0&本站点中间变量2=0）本站点中间变量3=1;if（本站点中间变量3=1）本站点c3=本站点c3+1;if（本站点c3=5）本站点三号床床头灯2=1;本站点三号床护士站灯=1;if（本站点处理按钮2=1）病床紧急呼叫系统本站点三号床护士站灯中间变量=1;if（本站点三号床护士站灯中间变量=1）本站点三号床护士站灯=0;if（本站点三号床重置按钮=1）本站点三号床重置按钮中间变量=1;if（本站点三号床重置按钮中间变量=1）本站点三号床床头灯2=0;本站点中间变量3=0;本站点三号床呼叫重置=0;本站点三号床重置按钮=0;本站点处理按钮2=0;本站点三号床重置按钮=0;本站点c3=0;本站点三号床床头灯2=0;本站点三号床护士站灯=0;本站点三号床护士站灯中间变量=