病房呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、目目 錄錄 一、概 述.1 1、可編程控制器簡介.1 2、可編程控制器的發(fā)展.1 3、可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理.1 二、課題背景.2 1、課題背景.2 2、研究的目的和意義.2 三、已知情況、控制要求、設(shè)計(jì)任務(wù).3 1、已知情況.3 2、控制要求.3 3、設(shè)計(jì)任務(wù).3 四、總體設(shè)計(jì)思路.4 五、程序設(shè)計(jì)與調(diào)試.4 1、i/o 分配 .4 2、實(shí)現(xiàn)功能圖.7 3、外部接線圖.7 4、梯形圖.11 5 指令表 .13 6、運(yùn)行及調(diào)試.17 六、課程設(shè)計(jì)總結(jié).18 七、致謝.19 八、參考文獻(xiàn).19 一、概一、概 述述 1、可編程控制器簡介、可編程控制器簡介 可編程序控制器是一個(gè)以微處理器

2、為核心的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)裝置， 專為在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用以在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí) 行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)/計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過數(shù)字式或模 擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 plc 是微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電 接觸控制系統(tǒng)中的機(jī)械觸點(diǎn)的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性 差的缺點(diǎn)，充分利用了微處理器的優(yōu)點(diǎn)，又照顧到現(xiàn)場(chǎng)電氣操作維修人員的技 能與習(xí)慣，特別是 plc 的程序編制，不需要專門的計(jì)算機(jī)編程語言知識(shí)，而是 采用了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡單指令形式，使用戶程序編制形象、直 觀、方便易

3、學(xué)；調(diào)試與查錯(cuò)也都很方便。 2、可編程控制器的發(fā)展、可編程控制器的發(fā)展 1968 年美國 gm(通用汽車)公司提出取代繼電器控制裝置的要求，第二年美 國數(shù)字公司研制出了第一代可編程序控制器，滿足了 gm 公司裝配線的要求。 隨著集成電路技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已有第五代 plc 產(chǎn)品了。 3、可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理、可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理 plc 主要是由輸入與輸出部件、中央處理單元（cpu） 、存儲(chǔ)器、電源部件、 編程器組成。 plc 的結(jié)構(gòu)框圖如圖 1-3-1 所示。 圖 1-3-1 plc 結(jié)構(gòu)圖 二、課題背景二、課題背景 1、課題背景、課題背景 隨著社會(huì)的進(jìn)

4、步和科技的發(fā)展，醫(yī)療水平的不斷提高，現(xiàn)代醫(yī)院護(hù)理需要 快速及時(shí)地獲知并處理病人的突發(fā)病況，實(shí)現(xiàn)患者在住院的任意時(shí)間可請(qǐng)求醫(yī) 生或護(hù)士進(jìn)行診斷或護(hù)理。用于醫(yī)院病房區(qū)的病人有緊急情況或自己不方便處 理的事件時(shí)呼叫醫(yī)生或護(hù)士尋求幫助，醫(yī)生或護(hù)士根據(jù)站內(nèi)指示燈及響鈴獲取 求助信息的來源，并及時(shí)的提供幫助。 基于 plc 設(shè)計(jì)的醫(yī)院病床呼叫系統(tǒng)是患者向值班醫(yī)生或護(hù)士發(fā)出緊急呼叫 的工具,能及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠地實(shí)現(xiàn)病房呼叫管理，避免了人工呼叫的不便與效 果差等缺點(diǎn)，它是現(xiàn)代醫(yī)院提高病室護(hù)理水平必不可少的設(shè)備。 2、研究的目的和意義、研究的目的和意義 有了病床呼叫控制系統(tǒng)，醫(yī)院的護(hù)理工作變得更加方便全面，不用

5、再為值 班醫(yī)生和護(hù)士未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)突發(fā)病況而煩惱。基于可編程控制器 plc 設(shè)計(jì)的病 床呼叫系統(tǒng)可以及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠地實(shí)現(xiàn)病房呼叫管理,具有良好的應(yīng)用前景。 研究病床呼叫系統(tǒng)的 plc 程序設(shè)計(jì)，有利于更好的掌握所學(xué)的相關(guān)課程的 知識(shí)。同時(shí)提高自身的學(xué)以致用的能力。 三、已知情況、控制要求、設(shè)計(jì)任務(wù)三、已知情況、控制要求、設(shè)計(jì)任務(wù) 1、已知情況、已知情況 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。 2、控制要求、控制要求 （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

6、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。 （5）一旦護(hù)士看見護(hù)士站緊急呼叫閃爍燈后，須在事故處理妥當(dāng)后，病房 緊急閃爍指示燈和病床上的緊急指示燈方可被重置。 3、設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)任務(wù) 學(xué)生根據(jù)控制要求，明確設(shè)計(jì)任務(wù)，擬定設(shè)計(jì)方案與進(jìn)度計(jì)劃，運(yùn)用所學(xué) 的理論知識(shí)，進(jìn)行病床呼叫系統(tǒng)運(yùn)行原理設(shè)計(jì)、硬件系統(tǒng)設(shè)

7、計(jì)、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、 創(chuàng)新設(shè)計(jì)，提高理論知識(shí)工程應(yīng)用能力、系統(tǒng)調(diào)試能力、分析問題與解決問題 的能力。 主要內(nèi)容包括： （1）設(shè)計(jì)出硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖、接線圖、時(shí)序圖等； （2）系統(tǒng)有啟動(dòng)、停止功能； （3）運(yùn)用功能指令進(jìn)行 plc 控制程序設(shè)計(jì)，并有主程序、子程序和中斷程 序； （4）程序結(jié)構(gòu)與控制功能自行創(chuàng)新設(shè)計(jì)； （5）進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)病床呼叫系統(tǒng)的控制要求。 四、總體設(shè)計(jì)思路四、總體設(shè)計(jì)思路 基于課程設(shè)計(jì)題目提供的已知信息，初步設(shè)定病人置位按鈕 12 個(gè)，病人復(fù) 位按鈕 12 個(gè)，護(hù)士站醫(yī)護(hù)復(fù)位按鈕 12 個(gè)，病房床頭燈 12 個(gè)，病房燈 3 個(gè)，醫(yī) 護(hù)站內(nèi)對(duì)應(yīng)閃爍的房間燈 3 個(gè)，對(duì)應(yīng)閃

8、爍的病床燈 12 個(gè)。 然后經(jīng)過分析研究，三個(gè)房間的情況一樣，每間病房內(nèi) 4 張病床的工作方 式一致。所以只要突破一個(gè)病房內(nèi)一張病床的呼叫的設(shè)計(jì)，則其他病床和病房 的的設(shè)計(jì)難題就迎刃而解了。 五、程序設(shè)計(jì)與調(diào)試五、程序設(shè)計(jì)與調(diào)試 1、i/o 分配分配 輸入 x01 病房 1 床呼叫按鈕 x11 病房 1 床取消呼叫按鈕 x2護(hù)士站 1 病房 1 床處理完畢復(fù)位按鈕 x31 病房 2 床呼叫按鈕 x41 病房 2 床取消呼叫按鈕 x5護(hù)士站 1 病房 2 床處理完畢復(fù)位按鈕 x61 病房 3 床呼叫按鈕 x71 病房 3 床取消呼叫按鈕 x10護(hù)士站 1 病房 3 床處理完畢復(fù)位按鈕 x111

9、病房 4 床呼叫按鈕 x121 病房 4 床取消呼叫按鈕 x13護(hù)士站 1 病房 4 床處理完畢復(fù)位按鈕 x142 病房 1 床呼叫按鈕 x152 病房 1 床取消呼叫按鈕 x16護(hù)士站 2 病房 1 床處理完畢復(fù)位按鈕 x172 病房 2 床呼叫按鈕 x202 病房 2 床取消呼叫按鈕 x21護(hù)士站 2 病房 2 床處理完畢復(fù)位按鈕 x222 病房 3 床呼叫按鈕 x232 病房 3 床取消呼叫按鈕 x24護(hù)士站 2 病房 3 床處理完畢復(fù)位按鈕 x252 病房 4 床呼叫按鈕 x262 病房 4 床取消呼叫按鈕 x27護(hù)士站 2 病房 4 床處理完畢復(fù)位按鈕 x303 病房 1 床呼叫按鈕

10、 x313 病房 1 床取消呼叫按鈕 x32護(hù)士站 3 病房 1 床處理完畢復(fù)位按鈕 x333 病房 2 床呼叫按鈕 x343 病房 2 床取消呼叫按鈕 x35護(hù)士站 3 病房 2 床處理完畢復(fù)位按鈕 x363 病房 3 床呼叫按鈕 x373 病房 3 床取消呼叫按鈕 x40護(hù)士站 3 病房 3 床處理完畢復(fù)位按鈕 x413 病房 4 床呼叫按鈕 x423 病房 4 床取消呼叫按鈕 x43護(hù)士站 3 病房 4 床處理完畢復(fù)位按鈕 輸出 y01 病房 1 床床頭燈及報(bào)警 y1護(hù)士站 1 病房 1 床閃爍 y21 病房 2 床床頭燈及報(bào)警 y3護(hù)士站 1 病房 2 床閃爍 y41 病房 3 床床頭

11、燈及報(bào)警 y5護(hù)士站 1 病房 3 床閃爍 y61 病房 4 床床頭燈及報(bào)警 y7護(hù)士站 1 病房 4 床閃爍 y101 病房燈 y11護(hù)士站 1 病房閃爍 y122 病房 1 床床頭燈及報(bào)警 y13護(hù)士站 2 病房 1 床閃爍 y142 病房 2 床床頭燈及報(bào)警 y15護(hù)士站 2 病房 2 床閃爍 y162 病房 3 床床頭燈及報(bào)警 y17護(hù)士站 2 病房 3 床閃爍 y202 病房 4 床床頭燈及報(bào)警 y21護(hù)士站 2 病房 4 床閃爍 y222 病房燈 y23護(hù)士站 2 病房閃爍 y243 病房 1 床床頭燈及報(bào)警 y25護(hù)士站 3 病房 1 床閃爍 y263 病房 2 床床頭燈及報(bào)警

12、y27護(hù)士站 3 病房 2 床閃爍 y303 病房 3 床床頭燈及報(bào)警 y31護(hù)士站 3 病房 3 床閃爍 y323 病房 4 床床頭燈及報(bào)警 y33護(hù)士站 3 病房 4 床閃爍 y343 病房燈 y35護(hù)士站 3 病房閃爍 2、實(shí)現(xiàn)功能圖實(shí)現(xiàn)功能圖 護(hù)士站對(duì)應(yīng) 1 號(hào)病房 護(hù)士站對(duì)應(yīng) 3 號(hào)病房 護(hù)士站對(duì)應(yīng) 2 號(hào)病房 3 號(hào)病房門口1 病房門口2 號(hào)病房門口 1 號(hào)病房 1 號(hào) 2 號(hào) 3 號(hào) 4 號(hào) 床 2 號(hào)病房 1 號(hào) 2 號(hào) 3 號(hào) 4 號(hào) 床 3 號(hào)病房 1 號(hào) 2 號(hào) 3 號(hào) 4 號(hào) 床 圖 5-2-1 實(shí)現(xiàn)的功能圖 3、外部接線圖、外部接線圖 下圖 5-3-1 為病房 1 的

13、外部接線圖、圖 5-3-2 為病房 2 的外部接線圖、 圖 5-3-3 為病房 3 的外部接線圖 sb1 常開 sb2 常閉 sb3 常閉 sb4 常開 sb5 常閉 sb6 常閉 sb7 常開 sb8 常閉 sb9 常閉 sb10 常開 sb11 常閉 sb12 常閉 com comcomcom com l1 l2 l3 l4 l5 l6 l7 l8 l9 l10 com 圖 5-3-1 病房 1 的外部接線圖 1 病房中 1 病床用到常開開關(guān) sb1，常閉開關(guān) sb2、sb3。其中 sb1 是病人 呼叫按鈕，即呼叫開關(guān)，是置位按鈕。sb2 是病人取消呼叫的按鈕，即是呼叫 動(dòng)作的復(fù)位按鈕。若

14、按下呼叫按鈕 sb1，則 1 病床的床頭燈亮和護(hù)士站對(duì)應(yīng)的 報(bào)警器報(bào)警，并未在 5 秒內(nèi)按下呼叫復(fù)位（取消）按鈕，則病房的燈、醫(yī)護(hù)站 內(nèi)和病房對(duì)應(yīng)的燈閃爍、和病床對(duì)應(yīng)的燈閃爍。醫(yī)生或護(hù)士按下 sb2 取消報(bào)警 動(dòng)作和關(guān)閉床頭燈。sb3 是醫(yī)護(hù)站內(nèi)醫(yī)生或護(hù)士處理完病人的緊急呼叫后的總 的復(fù)位按鈕。當(dāng)醫(yī)生或護(hù)士處理完病人的緊急情況。按下總復(fù)位按鈕?；謴?fù)到 呼叫前的狀態(tài)，為下一次的呼叫做準(zhǔn)備。 x0 x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x10 x11 x12 x13 com com y0 y1 y2 y3 y4 y5 y6 y7 y10 y11 com 1 病房中的 2 病床、病 3 床、病

15、4 床的情況和 1 病床的情況一樣。 sb13 常開 sb14 常閉 sb15 常閉 sb16 常開 sb17 常閉 sb18 常閉 sb19 常開 sb20 常閉 sb21 常閉 sb22 常開 sb23 常閉 sb24 常閉 com l11 l12 l13 l14 l15 l16 l17 l18 l19 l20 com x14 x15 x16 x17 x20 x21 x22 x23 x24 x25 x26 x27 com y12 y13 y14 y15 y16 y17 y20 y21 y22 y23 com 圖 5-3-2 病房 2 的外部接線圖 2 病房中 1 病床用到常開開關(guān) sb13

16、，常閉開關(guān) sb14、sb15。其中 sb13 是 病人呼叫按鈕，即呼叫開關(guān)，是置位按鈕。sb14 是病人取消呼叫的按鈕，即是 呼叫動(dòng)作的復(fù)位按鈕。若按下呼叫按鈕 sb13，則 1 病床的床頭燈亮和護(hù)士站對(duì) 應(yīng)的報(bào)警器報(bào)警，并未在 5 秒內(nèi)按下呼叫復(fù)位（取消）按鈕，則病房的燈、醫(yī) 護(hù)站內(nèi)和病房對(duì)應(yīng)的燈閃爍、和病床對(duì)應(yīng)的燈閃爍。醫(yī)生或護(hù)士按下 sb14 取 消報(bào)警動(dòng)作和關(guān)閉床頭燈。sb15 是醫(yī)護(hù)站內(nèi)醫(yī)生或護(hù)士處理完病人的緊急呼叫 后的總的復(fù)位按鈕。當(dāng)醫(yī)生或護(hù)士處理完病人的緊急情況。按下總復(fù)位按鈕。 恢復(fù)到呼叫前的狀態(tài)，為下一次的呼叫做準(zhǔn)備。 2 病房中的 2 病床、病 3 床、病 4 床的情況

17、和 1 病床的情況一樣。 sb25 常開 sb26 常閉 sb27 常閉 sb28 常開 sb29 常閉 sb30 常閉 sb31 常開 sb32 常閉 sb33 常閉 sb34 常開 sb35 常閉 sb36 常閉 com l21 l22 l23 l24 l25 l26 l27 l28 l29 l30 com x30 x31 x32 x33 x34 x35 x36 x37 x40 x41 x42 x43 com y24 y25 y26 y27 y30 y31 y32 y33 y34 y35 com 圖 5-3-3 為病房 3 的外部接線圖 3 病房中各床的情況和 1、2 病房各床的情況一樣。

18、 4、梯形圖、梯形圖 5 指令表指令表 6、運(yùn)行及調(diào)試、運(yùn)行及調(diào)試 （1）運(yùn)行 1 病房中 1 病床用到常開開關(guān) sb1，常閉開關(guān) sb2、sb3。其中 sb1 是病人 呼叫按鈕，即呼叫開關(guān)，是置位按鈕。sb2 是病人取消呼叫的按鈕，即是呼叫 動(dòng)作的復(fù)位按鈕。若按下呼叫按鈕 sb1，則 1 病床的床頭燈亮和護(hù)士站對(duì)應(yīng)的 報(bào)警器報(bào)警，并未在 5 秒內(nèi)按下呼叫復(fù)位（取消）按鈕，則病房的燈、醫(yī)護(hù)站 內(nèi)和病房對(duì)應(yīng)的燈閃爍、和病床對(duì)應(yīng)的燈閃爍。醫(yī)生或護(hù)士按下 sb2 取消報(bào)警 動(dòng)作和關(guān)閉床頭燈。sb3 是醫(yī)護(hù)站內(nèi)醫(yī)生或護(hù)士處理完病人的緊急呼叫后的總 的復(fù)位按鈕。當(dāng)醫(yī)生或護(hù)士處理完病人的緊急情況。按下總復(fù)

19、位按鈕?；謴?fù)到 呼叫前的狀態(tài)，為下一次的呼叫做準(zhǔn)備。 1 病房中的 2 病床、病 3 床、病 4 床的情況和 1 病床的情況一樣。 2 病房中 1 病床用到常開開關(guān) sb13，常閉開關(guān) sb14、sb15。其中 sb13 是 病人呼叫按鈕，即呼叫開關(guān)，是置位按鈕。sb14 是病人取消呼叫的按鈕，即是 呼叫動(dòng)作的復(fù)位按鈕。若按下呼叫按鈕 sb13，則 1 病床的床頭燈亮和護(hù)士站對(duì) 應(yīng)的報(bào)警器報(bào)警，并未在 5 秒內(nèi)按下呼叫復(fù)位（取消）按鈕，則病房的燈、醫(yī) 護(hù)站內(nèi)和病房對(duì)應(yīng)的燈閃爍、和病床對(duì)應(yīng)的燈閃爍。醫(yī)生或護(hù)士按下 sb14 取 消報(bào)警動(dòng)作和關(guān)閉床頭燈。sb15 是醫(yī)護(hù)站內(nèi)醫(yī)生或護(hù)士處理完病人的緊

20、急呼叫 后的總的復(fù)位按鈕。當(dāng)醫(yī)生或護(hù)士處理完病人的緊急情況。按下總復(fù)位按鈕。 恢復(fù)到呼叫前的狀態(tài)，為下一次的呼叫做準(zhǔn)備。 2 病房中的 2 病床、病 3 床、病 4 床的情況和 1 病床的情況一樣。 3 病房中 1 病床用到常開開關(guān) sb25，常閉開關(guān) sb26、sb27。其中 sb25 是 病人呼叫按鈕，即呼叫開關(guān)，是置位按鈕。sb26 是病人取消呼叫的按鈕，即是 呼叫動(dòng)作的復(fù)位按鈕。若按下呼叫按鈕 sb25，則 1 病床的床頭燈亮和護(hù)士站對(duì) 應(yīng)的報(bào)警器報(bào)警，并未在 5 秒內(nèi)按下呼叫復(fù)位（取消）按鈕，則病房的燈、醫(yī) 護(hù)站內(nèi)和病房對(duì)應(yīng)的燈閃爍、和病床對(duì)應(yīng)的燈閃爍。醫(yī)生或護(hù)士按下 sb26 取

21、消報(bào)警動(dòng)作和關(guān)閉床頭燈。sb27 是醫(yī)護(hù)站內(nèi)醫(yī)生或護(hù)士處理完病人的緊急呼叫 后的總的復(fù)位按鈕。當(dāng)醫(yī)生或護(hù)士處理完病人的緊急情況。按下總復(fù)位按鈕。 恢復(fù)到呼叫前的狀態(tài)，為下一次的呼叫做準(zhǔn)備。 3 病房中的 2 病床、病 3 床、病 4 床的情況和 1 病床的情況一樣。 （2）調(diào)試 在輸入梯形圖時(shí)誤把 1 病房 2 好 病床的常開 x3 的自鎖 y002 輸入成 m002，造成呼叫系統(tǒng)工作不正常的情況。經(jīng)過檢查，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤改正后，呼叫系 統(tǒng)可以正常工作。 六、課程設(shè)計(jì)總結(jié)六、課程設(shè)計(jì)總結(jié) 我這次 plc 課程設(shè)計(jì)的題目是“病床呼叫系統(tǒng)” 。本次 plc 的課程設(shè)計(jì)對(duì) 我具有很重要的作用。首先做這次

22、plc 小學(xué)期，初步全面的應(yīng)用了本學(xué)期學(xué)到 的 plc 理論知識(shí)，而且還鍛煉了動(dòng)手能力，獨(dú)立思考的能力，以前的東西，都 是老師講，自己記，并沒有多少自己思考的東西，通過課程設(shè)計(jì)，我們得到了 自己思考問題，解決問題的機(jī)會(huì)。 再次通過本次設(shè)計(jì)，讓我很好的鍛煉了理論聯(lián)系實(shí)際，與具體項(xiàng)目、課題 相結(jié)合開發(fā)、設(shè)計(jì)產(chǎn)品的能力。既讓我們懂得了怎樣把理論應(yīng)用于實(shí)際，又讓 我們懂得了在實(shí)踐中遇到的問題怎樣用理論去解決。 在本次設(shè)計(jì)中，我們還需要大量的以前沒有學(xué)到過的知識(shí)，于是圖書館和 網(wǎng)絡(luò)成了我們很好的助手。在查閱資料的過程中，我們要判斷優(yōu)劣、取舍相關(guān) 知識(shí)，不知不覺中我們查閱資料的能力也得到了很好的鍛煉。我們學(xué)習(xí)的知