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
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文檔簡介
1、目錄1、引言21.1、課題設(shè)計的目的21.2、課題設(shè)計的任務(wù)21.3、課題設(shè)計的內(nèi)容22、系統(tǒng)總體設(shè)計方案32.1、系統(tǒng)硬件配置及組成原理32.2、系統(tǒng)變量定義及分配表42.3、系統(tǒng)接線圖設(shè)計113、控制系統(tǒng)設(shè)計143.1、控制程序流程圖143.2、控制程序設(shè)計思路153.3、控制程序154、課程設(shè)計的意義165、參考文獻16附錄171、引言1.1、課題設(shè)計的目的本課程設(shè)計主要用于醫(yī)院病務(wù)區(qū)的病人有緊急或自己不方便的事件時呼叫護士站尋求幫助,護士根據(jù)站內(nèi)指示燈及響鈴獲取求助信息的來源,并能及時的給其提供幫助。護士在站內(nèi)發(fā)現(xiàn)信號時及時將站內(nèi)燈及響鈴復位,在處理完后再在病床前的開關(guān)將病床及病房的燈
2、復位。1.2、課題設(shè)計的任務(wù)學生根據(jù)控制要求,明確設(shè)計任務(wù),擬定設(shè)計方案與進度計劃,運用所學的理論知識,進行病床呼叫系統(tǒng)運行原理設(shè)計、硬件系統(tǒng)設(shè)計、軟件系統(tǒng)設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計,提高理論知識工程應用能力、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:設(shè)計出硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖、接線圖等;系統(tǒng)有啟動、停止功能;運用功能指令進行PLC控制程序設(shè)計,主要是主程序;程序結(jié)構(gòu)與控制功能自行創(chuàng)新設(shè)計;1.3、課題設(shè)計的內(nèi)容本課程設(shè)計主要用于醫(yī)院病房區(qū)的病人有緊急或自己不方便的事件時呼叫護士站尋求幫助,護士根據(jù)站內(nèi)指示燈及指示燈閃爍的頻率獲取求助信息的來源和求助的先后順序,并能及時的給其提供幫助。護士在站內(nèi)發(fā)
3、現(xiàn)信號時及時將站內(nèi)燈復位,在處理完后再在病床前的開關(guān)將病床及病房的燈復位。本系統(tǒng)的控制要求:、共有3個病房,每間病房4個床位。每一病床床頭均有緊急呼叫按鈕及重置按鈕,以利病人不適時緊急呼叫。、設(shè)每一層樓有一護士站,每一護士站均有該層樓病人緊急呼叫與處理完畢的重置按鈕。、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,該病床床頭緊急指示燈動作且病房門口緊急指示燈閃爍,同時同樓層的護士站顯示病房緊急呼叫并閃爍指示燈。、在護士站的病房緊急呼叫中心,每一病房都有編號,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)先級判別的能力。、一旦護士看見護士站緊急呼叫閃爍
4、燈后,須先按下護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,若事故處理妥當后,病房緊急閃爍指示燈和病床上的緊急指示燈方能被重置。2、系統(tǒng)總體設(shè)計方案2.1、系統(tǒng)硬件配置及組成原理病床呼叫系統(tǒng)有主機、從機等兩部分組成。從機呼叫源)即病床按鈕,主機包括PLC及各輸入輸出擴展模塊。主機中PLC工作方式為循環(huán)掃描方式,在系統(tǒng)程序控制下,PLC順序讀入輸入端口各呼叫源的狀態(tài),并且不斷地循環(huán)掃描。一旦有呼叫按鈕按下,PLC立即響應,通過設(shè)置的程序?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)的控制。根據(jù)課程設(shè)計要求,基于PLC控制各病床呼叫系統(tǒng),需要輸入點27個,輸出點18個,并且所有的輸入點和輸出點都是直流的。下表是I
5、/O口統(tǒng)計表。I/O口統(tǒng)計表輸入輸出名稱數(shù)量名稱數(shù)量病人呼叫按鈕12病床指示燈恒亮)12病人重置按鈕12病房指示燈等頻閃爍)3護士站病房指示燈重置按鈕1護士站病房指示燈、模塊1EM223(DI8/DO8、模塊2EM221(DI8組成的硬件系統(tǒng)完全滿足設(shè)計要求并且略有冗余。主機CPU224模塊1EM223DI8/DO8DC24V模塊2EM221DI8DC24V輸入設(shè)備輸出設(shè)備主機CPU224模塊1EM223DI8/DO8DC24V模塊2EM221DI8DC24VPLC系統(tǒng)組成圖2.2系統(tǒng)變量定義及分配表系統(tǒng)變量定義表模塊號輸入變量輸出變量內(nèi)存變量信號名稱有效狀態(tài)說明代碼CPU224CPU224I
6、0.0一號病房1號床呼叫按鈕1有效常開按鈕SF11I0.1一號病房2號床呼叫按鈕1有效常開按鈕SF12I0.2一號病房3號床呼叫按鈕1有效常開按鈕SF13I0.3一號病房4號床呼叫按鈕1有效常開按鈕SF14I0.4一號病房1號床重值按鈕1有效常開按鈕SF110I0.5一號病房2號床重值按鈕1有效常開按鈕SF120I0.6一號病房3號床重值按鈕1有效常開按鈕SF130I0.7一號病房4號床重值按鈕1有效常開按鈕SF140I1.0二號病房1號床呼叫按鈕1有效常開按鈕SF21I1.1二號病房2號床呼叫按鈕1有效常開按鈕SF22I1,.2二號病房3號床呼叫按鈕1有效常開按鈕SF23I1.3二號病房4號
7、床呼叫按鈕1有效常開按鈕SF24I1.4二號病房1號床重值按鈕1有效常開按鈕SF210I1.5二號病房2號床重值按鈕1有效常開按鈕SF220EM223I2.0二號病房3號床重值按鈕1有效常開按鈕SF230I2.1二號病房4號床重值按鈕1有效常開按鈕SF240I2.2三號病房1號床呼叫按鈕1有效常開按鈕SF31I2.3三號病房2號床呼叫按鈕1有效常開按鈕SF32I2.4三號病房3號床呼叫按鈕1有效常開按鈕SF33I2.5三號病房4號床呼叫按鈕1有效常開按鈕SF34I2.6三號病房1號床重值按鈕1有效常開按鈕SF310I2.7三號病房2號床重值按鈕1有效常開按鈕SF320EM221I3.0三號病房
8、3號床重值按鈕1有效常開按鈕SF330I3.1三號病房4號床重值按鈕1有效常開按鈕SF340I3.2護士站緊急呼叫處理置位按鈕1有效常開按鈕SF3I3.3啟動按鈕1有效常開按鈕SF1I3.4停止按鈕1有效常開按鈕SF2CPU224Q0.0一號病房1號床頭指示燈1有效LED發(fā)光二極管PG11Q0.1一號病房2號床頭指示燈1有效LED發(fā)光二極管PG12Q0.2一號病房3號床頭指示燈1有效LED發(fā)光二極管PG13Q0.3一號病房4號床頭指示燈1有效LED發(fā)光二極管PG14Q0.4二號病房1號床頭指示燈1有效LED發(fā)光二極管PG21Q0.5二號病房2號床頭指示燈1有效LED發(fā)光二極管PG22Q0.6二
9、號病房3號床頭指示燈1有效LED發(fā)光二極管PG23Q0.7二號病房4號床頭指示燈1有效LED發(fā)光二極管PG24Q1.0三號病房號床頭指示燈1有效LED發(fā)光二極管PG3-Q1.1三號病房號床頭指示燈1有效LED發(fā)光二極管PG32EM223Q2.0三號病房號床頭指示燈1有效LED發(fā)光二極管PG33Q2.1三號病房號床頭指示燈1有效LED發(fā)光二極管PG34Q2.2一號病房緊急呼叫閃爍指示燈1有效LED發(fā)光二極管PG1Q2.3二號病房緊急呼叫閃爍指示燈1有效LED發(fā)光二極管PG2Q2.4三號病房緊急呼叫閃爍指示燈1有效LED發(fā)光二極管PG3Q2.5護士站一號病房緊急呼叫閃爍指示燈1有效LED發(fā)光二極管
10、PG10EM223Q2.6護士站二號病房緊急呼叫閃爍指示燈1有效LED發(fā)光二極管PG20Q2.7護士站三號病房緊急呼叫閃爍指示燈1有效LED發(fā)光二極管PG30CPU224CPU224CPU224CPU224M0.0啟動停止自鎖寄存器1有效通用輔助繼電器M0.1一號病房1病床呼叫自鎖寄存器1有效通用輔助繼電器M0.2一號病房2病床呼叫自鎖寄存器1有效通用輔助繼電器M0.3一號病房3病床呼叫自鎖寄存器1有效通用輔助繼電器M0.4一號病房4病床呼叫自鎖寄存器1有效通用輔助繼電器M0.5一號病房緊急呼叫指示燈閃爍輔助寄存器1有效通用輔助繼電器M0.6二號病房1病床呼叫自鎖寄存器1有效通用輔助繼電器M0
11、.7二號病房2病床呼叫自鎖寄存器1有效通用輔助繼電器M1.0二號病房3病床呼叫自鎖寄存器1有效通用輔助繼電器M1.1二號病房4病床呼叫自鎖寄存器1有效通用輔助繼電器M1.2二號病房緊急呼叫指示燈閃爍輔助寄存器1有效通用輔助繼電器M1.3三號病房1病床呼叫自鎖寄存器1有效通用輔助繼電器M1.4三號病房1病床呼叫自鎖寄存器1有效通用輔助繼電器M.5三號病房1病床呼叫自鎖寄存器1有效通用輔助繼電器M1.6三號病房1病床呼叫自鎖寄存器1有效通用輔助繼電器M1.7一號病房緊急呼叫指示燈閃爍輔助寄存器1有效通用輔助繼電器M2.0護士站一號病房緊急呼叫指示燈高頻閃爍自鎖寄存器1有效通用輔助繼電器M2.1護士
12、站一號病房緊急呼叫指示燈中頻閃爍自鎖寄存器1有效通用輔助繼電器M2.2護士站一號病房緊急呼叫指示燈低頻閃爍自鎖寄存器1有效通用輔助繼電器M2.3護士站二號病房緊急呼叫指示燈高頻閃爍自鎖寄存器1有效通用輔助繼電器M2.4護士站二號病房緊急呼叫指示燈中頻閃爍自鎖寄存器1有效通用輔助繼電器M2.5護士站二號病房緊急呼叫指示燈低頻閃爍自鎖寄存器1有效通用輔助繼電器M2.6護士站三號病房緊急呼叫指示燈高頻閃爍自鎖寄存器1有效通用輔助繼電器M2.7護士站三號病房緊急呼叫指示燈中頻閃爍自鎖寄存器1有效通用輔助繼電器M3.0護士站三號病房緊急呼叫指示燈低頻閃爍自鎖寄存器1有效通用輔助繼電器M3.1護士站緊急處
13、理復位輔助寄存器1有效通用輔助繼電器M3.2護士站一號病房緊急呼叫指示燈復位自鎖寄存器1有效通用輔助繼電器M3.3護士站一號病房緊急呼叫指示燈復位自鎖寄存器1有效通用輔助繼電器M3.4護士站一號病房緊急呼叫指示燈復位自鎖寄存器1有效通用輔助繼電器系統(tǒng)I/O口分配表主機I/OCPU224模塊1I/OEM223模塊2I/OEM221I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7I1.0I1.1I1.211.3I1.4I1.5Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7Q1.0/Q1.1I2.0I2.1I2.2I2.3I2.4I2.5I2.6I2.7Q2.0Q2
14、.1Q2.2Q2.3Q2.4Q2.5Q2.6Q2.7I3.0I3.1I3.2I3.3I3.4I3.5I3.6I3.72.3系統(tǒng)接線圖設(shè)計硬件系統(tǒng)接線需要將常開觸點,發(fā)光二極管,限流電阻,24V直流電源通過導線與PLC相連。系統(tǒng)接線圖3、控制系統(tǒng)設(shè)計3.1、控制程序流程圖控制程序流程圖PLC無狀況是否有病人按下緊急呼叫按鈕5秒內(nèi)是否按下重置按鈕病床指示燈亮;病房指示燈爍;護士站緊急呼叫并閃燈;用不同的閃爍頻率表示各病房呼叫順序是否按下護士站處理按鈕護士站緊急燈熄滅響鈴停止依順序處理各病房的病床,完成后,按下處理完畢按鈕3.2控制程序設(shè)計思路根據(jù)課題設(shè)計需要實現(xiàn)的任務(wù)目標來解讀控制程序的設(shè)計思路。
15、、共有3個病房,每間病房4個床位。每一病床床頭均有緊急呼叫按鈕及重置按鈕,以利病人不適時緊急呼叫。解讀:需要設(shè)計12個對應病床的呼叫輸入點以及對應病床重置按鈕的輸入點。、設(shè)每一層樓有一護士站,每一護士站均有該層樓病人緊急呼叫與處理完畢的重置按鈕。解讀:護士站應有一個可以復位所有護士站內(nèi)病房緊急呼叫指示燈重置按鈕。、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,該病床床頭緊急指示燈動作且病房門口緊急指示燈閃爍,同時同樓層的護士站顯示病房緊急呼叫并閃爍指示燈。解讀:每一個病床對應一個病床緊急指示燈的輸出,病床的呼叫輸入需經(jīng)過定時器5s延時后接通對應病床緊急指示燈
16、的輸出,并且對應病床的重置按鈕即能在緊急呼叫5s內(nèi)關(guān)斷定時器,又能在5s后關(guān)斷對應病床的緊急指示燈;每一個病房有4個病床,對應一個閃爍的病床緊急呼叫指示燈。這個病房的任一個床位呼叫都會使病房指示燈閃爍,所以這4個病床采用并聯(lián)方式驅(qū)動病床指示燈;護士站有3個編號并和3個病房對應的閃爍指示燈和一個復位閃爍指示燈的護士站緊急呼叫處理按鈕。、在護士站的病房緊急呼叫中心,每一病房都有編號,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)先級判別的能力。解讀:優(yōu)先級判別的能力是通過3種不同的護士站病房指示燈閃爍頻率來表示病房緊急呼叫的先后順序。先按下的病房以較高的頻率閃爍,后按下的病房以較低的頻率閃爍,同時按下的以相同的頻率閃爍,以此來區(qū)分病房呼叫的先后順序。、一旦護士看見護士站緊急呼叫閃爍燈后,須先按下護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,若事故處理妥當后,病房緊急閃爍指示燈和病床上的緊急指示燈方能被重置。解讀:護士站緊急呼叫處理按鈕只復位護士站內(nèi)3個病房閃爍指示燈,不影響病房外設(shè)的閃爍指示燈,復位后不影響后續(xù)病房呼叫引起的護士站病房指示燈閃爍,則此復位重置按鈕只能作用在PLC一個掃描周期內(nèi),關(guān)斷外部信號輸入,且在外部信號不變時關(guān)斷信號保持。外部信號再次改變時,關(guān)斷狀態(tài)變?yōu)殚_啟狀態(tài)。3.3、控制程序見后面附錄一4、課
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