基于PLC的病床呼叫器控制系統設計改

第3章REF_Ref168484495\h錯誤！未找到引用源。..第一章緒論第二章設計任務及要求2.1設計任務本課程設計主要用于醫院病務區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,護士根據站內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。護士在站內發現信號時及時將站內燈及響鈴復位,在處理完后再在病床前的燈和病房前的燈復位。學生根據控制要求,明確設計任務,擬定設計方案與進度計劃,運用所學的理論知識,進行病床呼叫系統運行原理設計、硬件系統設計、軟件系統設計、創新設計,提高理論知識工程應用能力、系統調試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內容包括：〔1設計該系統的電氣控制硬件系統；〔2PLC選擇及其它電器元件的選型；〔3設計該系統PLC控制梯形圖；〔4進行系統仿真測試,并要有測試記錄；<5>編輯設計說明書。2.2設計要求〔1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。〔2設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。〔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。〔4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,并要具有優先級判別的能力。〔5一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被重置。2.3PLC的選型P根據設計要求可以得知,PLC的輸入信號有：一號病房呼叫信號1~4床位4個,一號病房復位信號1~4床4個,二號病房呼叫信號1~4床位4個,二號病房復位信號1~4床4個,三號病房呼叫信號1~4床位4個,三號病房復位信號1~4床4個,護士站1~3號病房復位信號3個,病床呼叫系統輸入信號總共有27個；輸出信號有：一號病房1~4號床位顯示4個,二號病房1~4號床位顯示4個,三號病房1~4號床位顯示4個,護士站1~3呼叫顯示6個,輸出信號總共有20個。根據I/O信號數量、類型以及控制要求,所以選擇FX2N-64MR型PLC,輸入單元為64點。2.4警報燈的選擇警報燈的選擇分為兩部分,一部分為病房警報燈的選擇,另一部分為護士站警報的選擇。病房警報燈的選擇：考慮到病房警報燈的亮度對病人休息的影響,所以病房警報燈的選擇其功率不宜過大,因選擇亮度較小功率小的LED燈,所以發光二極管選擇型號為：IN4007SOT-23。發光二極管的壓降為1.7~2.5V,工作電流為10~20mA,其使用的工作電源為PLC自帶的24V電源,要發光二極管正常工作得串聯一個電阻,根據工作電流〔以10mA計算與工作電壓24V可計算串聯的電阻大小為2.4KΩ。護士站警報的選擇：因護士站警報燈的選擇是要提醒護士有病人呼叫,所以應選擇亮度功率較大的警報燈,所以其工作電壓使用PLC自帶的220V電源,警報燈的選擇為：AD38-22B-R/08,其光源為紅色LED光,工作電壓為AC,DC220V〔交直流雙用,工作電流為18mA,以防值班護士沒注意警報燈的提示,另設一鈴聲警示,便于警報燈與警報鈴的同步,電鈴工作電壓為220V的PLC的自帶電源。附錄.PAGEIII.3.3病床呼叫系統的組成及工作方式共有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,并要具有優先級判別的能力。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被重置。出現相應的聲、光報警指示,以便提示醫護人員盡快趕到現場。3.4I/O分配表表3.1分配表輸入：名稱1房1-4床緊急按鈕輸入變量K0-K3PLC對應輸入X000-X0032房1-4床緊急按鈕K4-K7X004-X0073房1-4床緊急按鈕K8-K11X010-X0131房1-4床重置按鈕K12-K15X014-X0172房1-4床重置按鈕K16-K19X020-X0233房1-4床重置按鈕K20-K23X024-X027護士站1房1-4床取消緊急呼叫及閃燈按鈕K24X030護士站2房1-4床取消緊急呼叫及閃燈按鈕K25X031護士站3房1-4床取消緊急呼叫及閃燈按鈕K26X032輸出：名稱護士站顯示1房閃燈輸出變量LD0PLC對應輸出Y001護士站顯示2房閃燈LD1Y002護士站顯示3房閃燈LD2Y0031房1-4床燈亮LD3-LD6Y010-Y0132房1-4床燈亮LD7-LD10Y014-Y0173房1-4床燈亮LD11-LD14Y020-Y0231房燈閃LD15Y0242房燈閃LD16Y0253房燈閃LD17Y0263.5系統接線圖設計3.3系統接線圖設計第四章控制系統的設計4.1控制程序流程圖設計第五章程序調試和仿真5.2仿真程序測試是檢驗所設計的程序是否達到了設計的要求。測試結果：以1號病房1號床為例說明當1號床病人按下呼叫按鍵5S內沒有按下1號房1號床的復位按鍵時,按下呼叫按鍵時,護士站中的1號病房所對應的燈亮,提示護士病人呼叫,5S后1號病房1號床的床頭燈亮起,同時1號病房房門燈亮起,提示護士與醫生呼叫病人所在的位置。當護士在護士站按下相應的復位按鈕時,護士站亮起的燈關閉。當1號床病人按下呼叫按鍵5S內按下1號房1號床的復位按鍵時,按下呼叫按鍵時,護士站中的1號病房所對應的燈亮起,提示護士病人呼叫,在5S內病人按下復位按鍵時,護士站亮起的燈關閉,提示護士此次呼叫屬于誤按。在這種情況下,1號病房1號床的床頭燈與1號病房房門燈均都不亮,程序結束。其他病床與其他病房的病床同1號病房1號床情況相同。仿真圖如下：當1號病房1號床呼叫時程序響應如圖所示：圖5.1呼叫程序響應圖當1號病房1號床病人呼叫完后,護士按下復位按鍵時程序響應如圖所示：圖5.2病床呼叫后按下復位響應圖第六章結論與體會通過本次醫院病床系統的課程設計,我熟悉了PLC的基本編程方法,對PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對理論的運用中,提高了我們的工程素質,提高了我的理論知識,工程應用能力、系統調試能力、分析問題與解決問題的能力。通過在網上查找資料以及到圖書館學習,也使我更好的理解和認識了關于PLC設計原理和實際中的應用過程。在沒有做實踐設計以前,我們對知道的撐握都是思想上的,對一些細節不加重視,當我們把自己想出來的程序與到PLC中的時候,問題出現了,不是不能運行,就是運行的結果和要求的結果不相符合。能過解決一個個在調試中出現的問題,我們對PLC的理解得到加強,看到了實踐與理論的差距。從動手調試的過程中,增加了我們對這項技術的了解,使我們體會到了只有好好學習,才能解決問題,才能讓我們更能站在工作崗位上。作為學生面對的無非是同學、老師、家長,而工作