plc課程設(shè)計(jì)病床呼叫系統(tǒng)

目錄TOC\o"1-2"\u第1章控制工藝流程分析 11.1病床呼叫系統(tǒng)控制過(guò)程描述 11.2.病床呼叫系統(tǒng)控制工藝分析 1第二章控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 22.1系統(tǒng)硬件組成 22.4系統(tǒng)結(jié)線圖設(shè)計(jì) 3第3章控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計(jì) 53.1控制程序流程圖設(shè)計(jì) 53.2控制程序時(shí)序圖設(shè)計(jì) 53.3控制程序設(shè)計(jì)思路 7第4章監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 84.1PLC與上位監(jiān)控軟件通訊 84.2上位監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)效果 9第5章系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析 105.1系統(tǒng)調(diào)試及解決的問(wèn)題 105.2結(jié)果分析 10第6章課程設(shè)計(jì)心得 11參考文獻(xiàn) 12附錄 13

第1章控制工藝流程分析1.1病床呼叫系統(tǒng)控制過(guò)程描述患者在住院期間，可能會(huì)在任意時(shí)間請(qǐng)求醫(yī)生或護(hù)士進(jìn)行診斷或護(hù)理。臨床救助呼叫是傳送臨床信息的重要手段，病床呼叫系統(tǒng)是患者向值班醫(yī)生或護(hù)士發(fā)出緊急呼叫的工具，要將患者的請(qǐng)求快速傳送給值班醫(yī)生或護(hù)士，并在護(hù)士站的監(jiān)控中心留下準(zhǔn)確完整的記錄，是提高醫(yī)院和病室護(hù)理水平的必備設(shè)備之一。病床呼叫系統(tǒng)要求及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠，簡(jiǎn)便可行，利于推廣，其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到病員的安危，因此歷來(lái)受到各大醫(yī)院的普遍重視。本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用可編程控制，以一種以PLC為核心的智能化病床呼叫系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用PLC特殊的I/O接口，是系統(tǒng)構(gòu)成更加簡(jiǎn)單，充分展示了它的特色和應(yīng)用前景。該系統(tǒng)具有呼叫、燈光報(bào)警、振鈴、先是排隊(duì)、優(yōu)先權(quán)設(shè)定等功能，可滿足醫(yī)院對(duì)病房管理和護(hù)理的要求。1.2.病床呼叫系統(tǒng)控制工藝分析1．共有3個(gè)病房，每間病房4個(gè)床位。每一病床床頭均有緊急呼叫按鈕及重置按鈕，以利病人不適時(shí)緊急呼叫。2．設(shè)每一層樓有一護(hù)士站，每一護(hù)士站均有該層樓病人緊急呼叫與處理完畢的重置按鈕。3．每一病床床頭均有一緊急指示燈，一旦病人按下緊急呼叫按鈕且未在5s內(nèi)按下重置按鈕時(shí)，該病床床頭緊急指示燈動(dòng)作且病房門口緊急指示燈閃爍，同時(shí)同樓層的護(hù)士站顯示病房緊急呼叫并閃爍指示燈。4．在護(hù)士站的病房緊急呼叫中心，每一病房都有編號(hào)，用指示燈顯示哪一病房先按下病人緊急呼叫按鈕，并要具有優(yōu)先級(jí)判別的能力。5．一旦護(hù)士看見護(hù)士站緊急呼叫閃爍燈后，須先按下護(hù)士處理按鈕以取消閃爍情況，再依病房緊急呼叫順序處理病房緊急事故，若事故處理妥當(dāng)后，病房緊急閃爍指示燈和病床上的緊急指示燈方町被重置。

第二章控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)硬件組成1.I/O點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)輸入點(diǎn)共38個(gè)，輸出點(diǎn)共22個(gè)，具體情況如圖所示。表2-1I/O統(tǒng)計(jì)表緊急呼叫按鈕12重置按鈕12護(hù)士站復(fù)位按鈕12取消緊急呼叫及閃燈按鈕3護(hù)士站顯示病房燈3病房燈3病床燈12護(hù)士站顯示響鈴32.plc的選型I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔浚ǔ８鶕?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加10%～20%的可擴(kuò)展余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。本設(shè)計(jì)需要輸入點(diǎn)共36個(gè)，輸出點(diǎn)共27個(gè)，所以應(yīng)選擇40入/40出的plc，型號(hào)為歐姆龍CJ1W-ID261，24VDC。2.2I/O分配輸入：表2-2輸入點(diǎn)列表1房1-4床緊急呼叫按鈕00000-000032房1-4床緊急呼叫按鈕00004-000073房1-4床緊急呼叫按鈕00008-000111房1-4床重置按鈕00012-000152房1-4床重置按鈕00016-000193房1-4床重置按鈕00020-00023護(hù)士站1房1-4床復(fù)位按鈕00024-00027護(hù)士站2房1-4床復(fù)位按鈕00028-00031護(hù)士站3房1-4床復(fù)位按鈕00032-00035護(hù)士站1房1-4床取消緊急呼叫及閃燈按鈕00036護(hù)士站2房1-4床取消緊急呼叫及閃燈按鈕00037護(hù)士站3房1-4床取消急呼叫及閃燈按鈕00038輸出：表2-3輸出點(diǎn)列表護(hù)士站顯示1房閃燈01000護(hù)士站顯示2房閃燈01001護(hù)士站顯示3房閃燈01002護(hù)士站顯示1房響鈴01003護(hù)士站顯示2房響鈴01004護(hù)士站顯示3房響鈴010051房1-4床燈亮01006-010092房1-4床燈亮01010-010133房1-4床燈亮01014-010171房燈閃010182房燈閃010193房燈閃01020輸出保持01021存儲(chǔ)器外設(shè)接口I/O存儲(chǔ)器外設(shè)接口I/O擴(kuò)展口CPU輸入設(shè)備輸出設(shè)備電源輸入單元輸出單元圖2-1plc結(jié)構(gòu)圖2.4系統(tǒng)結(jié)線圖設(shè)計(jì)IO.0Q0.0IO.1Q0.1IO.2Q0.2IO.3Q0.3IO.4Q0.4IO.5Q0.5IO.6Q0.6IO.7Q0.7IO.8Q0.8IO.9Q0.9IO.10Q1.0IO.11Q1.1IO.12Q1.2IO.13Q1.3IO.14Q1.4IO.15Q1.5IO.16Q1.6IO.17Q1.7IO.18Q1.8IO.19Q1.9IO.20Q2.0IO.21Q2.1IO.22IO.23IO.24IO.25IO.26IO.27IO.28IO.29IO.30 IO.31IO.32IO.33IO.34IO.35IO.36IO.37IO.38COMCOM24V220V圖2-2系統(tǒng)結(jié)線圖第3章控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計(jì)3.1控制程序流程圖設(shè)計(jì)開始分析控制要求確定用戶I/O開始分析控制要求確定用戶I/O設(shè)備PLC硬件系統(tǒng)配置分配I/O點(diǎn)繪制流程表梯形圖程序輸入PLC修改程序軟件測(cè)試滿足要求？交付使用3.2控制程序時(shí)序圖設(shè)計(jì)以1床病人為例病人5s鐘未按下重置按鈕：5s5s0000000012010060101801003010000003600024010215s鐘按下重置按鈕：00000000000001201006010180100301000000360002401021圖3-2病床呼叫系統(tǒng)時(shí)序圖

啟動(dòng)復(fù)位按鈕關(guān)閉各個(gè)指示燈醫(yī)護(hù)人員處理完畢不存在報(bào)警醫(yī)護(hù)人員響應(yīng)，解除報(bào)警NPLC按下呼叫按鈕啟動(dòng)復(fù)位按鈕關(guān)閉各個(gè)指示燈醫(yī)護(hù)人員處理完畢不存在報(bào)警醫(yī)護(hù)人員響應(yīng)，解除報(bào)警NPLC按下呼叫按鈕點(diǎn)亮床頭和手柄指示燈5s期間是否按下重置按鈕Y關(guān)閉床頭指示燈床頭燈、病房燈、護(hù)士站燈閃爍啟動(dòng)報(bào)警鈴記錄呼叫順序NY圖3-3病床呼叫系統(tǒng)控制流程圖

第4章監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1PLC與上位監(jiān)控軟件通訊上位機(jī)與CMP2A的通信有兩種方式：上位機(jī)命令與PLC通信命令。上位機(jī)命令方式上位機(jī)處于主動(dòng),命令由上位機(jī)發(fā)往PLC。采用上位機(jī)命令方式能方便的實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)PLC的監(jiān)控。CPM2A的數(shù)據(jù)是以幀的格式發(fā)送的，其中正文最多122個(gè)字符。當(dāng)命令塊內(nèi)容大于一幀時(shí)，由起始幀、中間幀、及結(jié)果幀組成。起始幀最多131個(gè)字符，中間幀及結(jié)束幀最多128個(gè)字符。起始幀由設(shè)備號(hào)、命令碼、正文、FCS、和分界符構(gòu)成。中間幀有正文、FCS、分界符組成。結(jié)束幀由正文FCS、結(jié)束符組成。上位機(jī)每發(fā)送完一幀，在收到PLC發(fā)回的分界符后再發(fā)送下一幀。命令塊中的校驗(yàn)碼FCS是８位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成的２位ASCⅡ字符。這８位數(shù)據(jù)是將一幀數(shù)據(jù)中校驗(yàn)碼前的所有字符的ASCⅡ碼位按連續(xù)異或的結(jié)果。轉(zhuǎn)換成字符時(shí)，按照２位十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字字符。PLC接收到上位機(jī)發(fā)送的命令幀后，自動(dòng)產(chǎn)生響應(yīng)塊，響應(yīng)塊的格式與圖２格式類似，只是在命令碼后面多了兩位的響應(yīng)碼，響應(yīng)碼表示了上位機(jī)命令的出錯(cuò)信息。響應(yīng)碼00表示PLC正常完成上位機(jī)命令。生成命令幀發(fā)送命令幀生成命令幀發(fā)送命令幀通信有效接受命令幀開始初始化串口檢查響應(yīng)碼圖4-1串口通信流程圖4.2上位監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)效果通過(guò)上位機(jī)對(duì)PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，上位機(jī)只需要設(shè)置PLC的相應(yīng)工作位即可實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC的控制，PLC正常工作時(shí)的輸入位均可由上位機(jī)指令來(lái)完成，如下圖所示aPLC正常工作b上位機(jī)控制圖4-1PLC上位機(jī)控制圖a表示上位機(jī)正常工作時(shí)輸出由輸入0.00控制，當(dāng)需要把PLC控制專程由上位機(jī)來(lái)控制時(shí)，只需要通過(guò)向PLC輸入@00RR00030001，置3.00為ON，切斷0.00的通路，這樣輸出的10.00就轉(zhuǎn)由4.00控制，當(dāng)輸入@00WR00040001時(shí)，4.00為ON，輸出位10.00產(chǎn)生輸出。

第5章系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析5.1系統(tǒng)調(diào)試及解決的問(wèn)題先將程序輸入試驗(yàn)機(jī)，再用模擬信號(hào)調(diào)試，調(diào)試成功后再投入使用，再模擬調(diào)試時(shí)，我們最常用的是輸入短接法調(diào)試。用輸入短接法調(diào)試程序用一根導(dǎo)線將電“+”和PLC輸入端的COM端短接；另用一根導(dǎo)線的一端接電源“—”，另一端做活動(dòng)端。將一根活動(dòng)端與00000短接，觀察到所對(duì)應(yīng)的HL燈亮，然后將活動(dòng)端與00001接通。5.2結(jié)果分析當(dāng)按下00000按鈕時(shí)01021燈接通，01021觸電常開變?yōu)槌ｉ]。此時(shí)定時(shí)器TIM0000計(jì)時(shí)開始，到5秒鐘時(shí)，T0000觸點(diǎn)由常開變?yōu)槌ｉ]，01006燈接通，常開觸點(diǎn)01006由常開變?yōu)槌ｉ]，01006燈常亮（1房1床燈亮）。當(dāng)T0000接通時(shí)，TIM0001開始計(jì)時(shí)，1秒后計(jì)時(shí)器記滿。T0001由常開變?yōu)槌ｉ]，01018小燈點(diǎn)亮，TIM0002開始計(jì)時(shí)，1秒后計(jì)時(shí)器記滿，T0002由常閉變?yōu)槌ｉ_，計(jì)時(shí)器TIM0001復(fù)位，T0001由常閉變?yōu)槌ｉ_，01018小燈熄滅。此后一直循環(huán)，小燈為閃爍狀態(tài)（1病房燈閃爍）。當(dāng)5秒鐘時(shí)，01003輸出接通（護(hù)士站顯示1房響鈴），TIM0003開始計(jì)時(shí)與上面分析01006燈一樣，10000燈閃爍(護(hù)士站顯示1房閃燈)。其余運(yùn)行結(jié)果與1房1床燈相同。

第6章課程設(shè)計(jì)心得選擇PLC時(shí)首先要對(duì)生產(chǎn)工藝和被控對(duì)象進(jìn)行分析，進(jìn)行I/O點(diǎn)數(shù)和I/O點(diǎn)的類型(數(shù)字量、模擬量等)統(tǒng)計(jì)，適當(dāng)進(jìn)行內(nèi)存容量的估計(jì)，確定適當(dāng)?shù)牧粲杏嗔慷焕速M(fèi)資源的機(jī)型。在進(jìn)行設(shè)計(jì)前應(yīng)首先進(jìn)行I/O分配，以確定這個(gè)程序該如何編寫，梯形圖如何繪制，各個(gè)按鈕和指示燈所對(duì)應(yīng)的指令等。在設(shè)計(jì)完成后，還要將之與上位機(jī)連接，進(jìn)行監(jiān)控與調(diào)試，這讓我學(xué)會(huì)了如何在調(diào)試過(guò)程中檢驗(yàn)系統(tǒng)的缺陷與故障，并能對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的修改，對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的的各個(gè)器件的作用和程序的使用了解的更多，并且得到了大量的練習(xí)，大大增加了熟練度，已經(jīng)能夠較為熟練地進(jìn)行操作。經(jīng)過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，我才知道，我對(duì)plc的了解少之又少。從一開始對(duì)plc的選型，就需要根據(jù)項(xiàng)目的性能，考慮所需的plc。然后根據(jù)所需的選型考慮那個(gè)牌子最適合，然后選取最適合，最性價(jià)比高的plc。其次，需要對(duì)題目考慮，編程。編程的過(guò)程需要縝密的思索，每一步都是有聯(lián)系的。讓我對(duì)plc的編程基礎(chǔ)又有復(fù)習(xí)了一遍。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我們還得到了老師的幫助與意見。在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，不是每一個(gè)問(wèn)題都能自己解決，向老師請(qǐng)教