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病床紧急呼叫系统PLC控制设计.doc

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1 引言 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。一般来说,医生都在护士站值班,会第 一时间听到呼叫,准时到达病人房间。呼叫系统主要设置在输液护理大厅,主机 设置于输液护理室,便于护理人员在接收到呼叫后及时去解决问题。呼叫按钮安 装在每个输液点的座位旁,为病人伸手可及的地方,病人可以随时呼叫护理人员。 2 可编程控制器简介 2.1 PLC 简介 PLC 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的优点,又 照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯,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。 2.2 可编程序控制器的基本结构及工作原理 PLC 种类繁多,但其组成结构和工作原理基本相同。用可编程序控制器实施 控制,其实质是按一定算法进行输入输出变换,并将这个变换予以物理实现,应 用于工业现场。PLC 专为工业现场应用而设计,采用了典型的计算机结构,它主 要是由 CPU、电源、存储器和专门设计的输入输出接口电路等组成。PLC 的结构 框图如图 2.2.1 所示。 第 1 页 共 15 页
图 2.1 PLC 的结构框图 2.3 可编程序控制器的发展前景 PLC 中国市场预期以 12.4%的年复合增长率(CAGR)增长,市场份额预计 从 2006 年的接近 7.5 亿美元增长到 2011 年的 13 亿美元。一些新兴行业的运用 以及新能源产生、储存和基础设施建设的需要,无疑给 PLC 带来了巨大的机遇, 特别是在 OEM、楼宇自控等低迷的行业中,将会有很大的起色。 3 课题简述 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,护士根据站内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。护士在站内发现信号时及时将站内灯及响铃复位,在处理完后再 在病床前的开关将病床及病房的灯及铃复位。 4 设计任务及设计方案说明 4.1 设计任务 病床呼叫系统有以下控制要求: 1、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,一旦按下病人紧急呼叫按钮时,且没在 5 秒内按下重置按钮时,该病床床头紧急指示灯动作,且病房门口紧急指示灯 第 2 页 共 15 页
闪烁。同时该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 7 段数码管显示哪 病房先按下病人紧急呼叫按钮,并要具有优先级判断能力。 5、一旦护士看见护士站紧急呼叫闪烁后,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,若处理妥当后,病房紧急 闪烁指示灯和病床床头指示灯方可被重置。 4.2 设计方案说明 4.2.1 设计原则 ① 最大限度的满足电气设备或生产过程的控制要求; ② 在满足控制要求的情况下,力求使控制系统简单、经济; ③ 保证控制系统的安全可靠; ④ 考虑到生产的发展和工艺的改进,在选择 PLC 容量时,应当留有余地。 4.2.2 设计内容 ① 拟定控制系统设计的技术要求; ② 选择电气执行元件; ③ 选定 PLC 型号; ④ 编制 PLC 的输入/输出端子接线图; ⑤ 根据系统设计的要求编写软件规格说明书,然后在用相应的编程语言进 行程序设计; ⑥ 编写设计说明书和使用说明书。 4.2.3 设计步骤 ① 深入了解和分析系统工作原理及各器件工作特性; ② 选择适合的的器件类型; ③ 合理分配 I/O 点; ④ 设计控制系统梯形图; ⑤ 输入并调试程序。 5 PLC 控制器的选择及编程元件的地址分配 第 3 页 共 15 页
输入变量 输出变量 内存变量 信号名称 有效状态 说明 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 XA XB XC XD XE XF X10 X11 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 1号病房1号床置位开关 1号病房1号床复位开关 1号病房2号床置位开关 1号病房2号床复位开关 2号病房1号床置位开关 2号病房1号床复位开关 2号病房2号床置位开关 2号病房2号床复位开关 3号病房1号床置位开关 3号病房1号床复位开关 3号病房2号床置位开关 3号病房2号床复位开关 1有效 0有效 1有效 0有效 1有效 0有效 1有效 0有效 1有效 0有效 1有效 0有效 医护站内1号病房1号床复位开关 0有效 医护站内1号病房2号床复位开关 0有效 医护站内2号病房1号床复位开关 0有效 医护站内2号病房2号床复位开关 0有效 医护站内3号病房1号床复位开关 0有效 医护站内3号病房2号床复位开关 0有效 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 1号病房1号床床头灯 1有效 信号灯及电铃 1号病房2号床床头灯 1有效 信号灯及电铃 1号病房灯 1有效 信号灯及电铃 2号病房1号床床头灯 1有效 信号灯 2号病房2号床床头灯 1有效 信号灯 2号病房灯 1有效 信号灯 3号病房1号床床头灯 1有效 信号灯 3号病房2号床床头灯 1有效 信号灯 第 4 页 共 15 页
Y8 Y9 YA YB YC YD YE R0 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 RA RB T0 T1 T2 T3 T4 T5 3号病房灯 1有效 信号灯 站内1号病房1号床灯及响铃 1有效 信号灯及电铃 站内1号病房2号床灯及响铃 1有效 信号灯及电铃 站内2号病房1号床灯及响铃 1有效 信号灯及电铃 站内2号病房2号床灯及响铃 1有效 信号灯及电铃 站内3号病房1号床灯及响铃 1有效 信号灯及电铃 站内3号病房2号床灯及响铃 1有效 信号灯及电铃 1号病房1号床按置位按钮 1有效 继电器 1号病房2号床按置位按钮 1有效 继电器 2号病房1号床按置位按钮 1有效 继电器 2号病房2号床按置位按钮 1有效 继电器 3号病房1号床按置位按钮 1有效 继电器 3号病房2号床按置位按钮 1有效 继电器 1号病房1号床计时到 1有效 继电器 1号病房2号床计时到 1有效 继电器 2号病房1号床计时到 1有效 继电器 2号病房2号床计时到 1有效 继电器 3号病房1号床计时到 1有效 继电器 3号病房2号床计时到 1有效 继电器 1号病房1号床计时器 记时间 定时器 1号病房2号床计时器 记时间 定时器 2号病房1号床计时器 记时间 定时器 2号病房2号床计时器 记时间 定时器 3号病房1号床计时器 记时间 定时器 3号病房2号床计时器 记时间 定时器 第 5 页 共 15 页
6 接线图及梯形图设计 6.1 I/O 接口外部设计图 第 6 页 共 15 页
6.2 梯形图设计 第 7 页 共 15 页
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