plc病床呼叫系统

-.z.目录TOC\o"1-2"\h\u4061绪论2317781.1病床紧急呼叫系统的意义2129141.2病床紧急呼叫系统的概念3240272.病床紧急呼叫系统的工作过程3286773.程序设计3158793.1PLC简介4167493.2CPU处理模块5159173.3病床紧急呼叫系统的I/O分配表614153.4病床紧急呼叫系统的外部接线图6162164.病床紧急呼叫系统的硬件配置7184844.1STEP7介绍763764.2程序的梯形框图7313365.1组态软件的概述8232355.2定义数据词典8276635.3用户界面的制作1077455.4命令语言的编写1476386.程序调试14172267.实验体会1429254参考文献149079附录程序梯形图14病床紧急呼叫系统的设计航空航天大学北方科技学院摘要：在很多医院的住院病房里，病房的每一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。通过配合组态王6.55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；1绪论1.1病床紧急呼叫系统的意义PLC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、环保及文化娱乐等各个行业。目前国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。1.2病床紧急呼叫系统的概念我国医疗资源日趋紧，医患关系也日趋紧。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。2.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报警信息。3.程序设计3.1PLC简介第一台可编程控制器的设计规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，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*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，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。3.2CPU处理模块CPU224模块输入、输出单元的接线图如图2所示。图2CPU224模块输入、输出单元的接线图3.3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分配数据对象类型PLC地址解释说明房间呼叫按钮1-3按钮型用于呼叫护士房间呼叫重置按钮1-3按钮型用于呼叫重置护士站房间灯按钮1-3按钮型关闭该房间的护士站灯护士站病房总重置按钮1-3按钮型重置该房间的呼叫中间变量1-3无无保持信号c1-c3数值型无用于延时房间呼叫重置中间变量1-3无无保持重置信号房间护士站灯中间变量无无保持护士站灯信号数据对象类型PLC地址解释说明房间床头灯1-3指示灯显示信号房间门头灯1-3指示灯显示信号房间护士站灯1-3指示灯显示信号数码管1-3指示灯显示1、2、33.4病床紧急呼叫系统的外部接线图按照设计要求，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4.病床紧急呼叫系统的硬件配置4.1STEP7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*些集成在Step7的功能.不只是兼容。4.2程序的梯形框图按照设计要求，做出的梯形框图如图3所示是护士处理后按下重置按钮护士处理后按下重置按钮护士站等及门头灯闪烁数码管显示数字是是是否报警？等待是否有另一个床位报警？按下报警按钮是否报警？结束否护士站等及门头灯闪烁数码管显示数字5s后开始是护士处理后按下重置按钮护士处理后按下重置按钮护士站等及门头灯闪烁数码管显示数字是是是否报警？等待是否有另一个床位报警？按下报警按钮是否报警？结束否护士站等及门头灯闪烁数码管显示数字5s后开始图3程序的梯形框图5.1组态软件的概述组态王kingview6.55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。组态王保持了其早期版本功能强大、运行稳定且使用方便的特点，并根据国众多用户的反馈及意见，对一些功能进行了完善和扩充。组态王kingview6.55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。5.2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4-1至4-3所示。图4-1数据词典的定义图4-2数据词典的定义图4-3数据词典的定义5.3用户界面的制作病床紧急呼叫系统工作界面如图5所示图5病床紧急呼叫系统的工作界面病床紧急呼叫报警界面如图6所示图5病床紧急呼叫系统的报警界面5.4命令语言的编写本界面编写命令语言如下所示：if(\\本站点\一号床报警按钮==1&&\\本站点\中间变量2==0&&\\本站点\中间变量3==0)\\本站点\中间变量1=1;if(\\本站点\中间变量1==1)\\本站点\c1=\\本站点\c1+1;if(\\本站点\c1>=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==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\c1=0;\\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\中间变量2==1)\\本站点\c2=\\本站点\c2+1;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)\\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=0;}if(\\本站点\一号床呼叫重置==1||\\本站点\一号床重置按钮==1)\\本站点\房间呼叫重置中间变量1=1;if(\\本站点\房间呼叫重置中间变量1==1)\\本站点\c1=0;if(\\本站点\二号床呼叫重置==1||\\本站点\二号床重置按钮==1)\\本站点\房间呼叫重置中间变量2=1;if(\\本站点\房间呼叫重置中间变量2==1)\\