plc課程設(shè)計(jì)病床呼叫系統(tǒng)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1</p><p>　　1.1 任務(wù)描述1</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1</p><p>　　1.3 采用plc控制的優(yōu)點(diǎn)1</p><p>　　第2章可編程控制器(PLC)的特點(diǎn)

2、2</p><p>　　2.1 硬件的可靠性2</p><p>　　2.2 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)2</p><p>　　2.3 編程簡(jiǎn)單，使用方便2</p><p>　　2.4 易于安裝，便于維護(hù)3</p><p>　　第3章 基本方案分析4</p><p>　　3.1 P

3、lc編程方法4</p><p>　　3.2 Plc工作原理4</p><p>　　3.3 病床呼叫器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖4</p><p>　　第4章 病床呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案6</p><p>　　4.1 病床呼叫器示意圖6</p><p>　　4.2 病床呼叫系統(tǒng)框圖6</p><p&g

4、t;　　4.3 呼叫控制系統(tǒng)的I/O通道分配7</p><p>　　4.4 Plc的I/O接線圖8</p><p><b>　　4.5 梯形圖9</b></p><p>　　4.6 指令表11</p><p>　　4.7 程序調(diào)試13</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ) 14

5、</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)15</b></p><p>　　第1章 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求</p><p><b>　　1.1 任務(wù)描述</b></p><p>　　在很多醫(yī)院的住院病房里，病房的每一張病床與護(hù)士站都需要隨時(shí)進(jìn)行聯(lián)系，通過(guò)呼叫器可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離呼叫，以便使病人

6、在急需時(shí)向醫(yī)護(hù)人員發(fā)出救助信號(hào)。 某住院病房有14個(gè)房間，每個(gè)房間有4張病床，每張病床配有一個(gè)呼叫按鈕。護(hù)士站安裝蜂鳴器HA和呼叫指示燈，每個(gè)呼叫指示燈對(duì)應(yīng)一個(gè)病床的呼叫按鈕。</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求</p><p>　　1．當(dāng)某個(gè)病床發(fā)出救助信號(hào)（按下呼叫按鈕）后，護(hù)士站的蜂鳴器發(fā)出短促音，與呼叫信號(hào)對(duì)應(yīng)的指示燈閃爍（閃爍頻率自定）。 </p><

7、p>　　2．當(dāng)醫(yī)護(hù)人員聽(tīng)到呼叫后，可按下呼叫響應(yīng)按鈕SB0，蜂鳴器停止工作，呼叫指示燈在20s后停止顯示。 </p><p>　　3．如果同時(shí)或者在一段時(shí)間內(nèi)有多個(gè)呼叫信號(hào)，護(hù)士站的蜂鳴器仍發(fā)出短促音，與這些呼叫信號(hào)對(duì)應(yīng)的那些指示燈均閃爍，醫(yī)護(hù)人員按下呼叫響應(yīng)按鈕后，蜂鳴器停止工作，呼叫指示燈在20s后停止顯示。 </p><p>　　4．盡可能少地占用PLC的外部資源。</p

8、><p>　　1.3 采用plc控制的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　1. 在采用PLC控制，主要是用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)其運(yùn)行的自動(dòng)控制，可靠性大大提高?！?2. 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外部線路簡(jiǎn)化。　 3. PLC可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)，方便地增加或改變控制功能。</p><p>　　4. PLC可進(jìn)行故障自動(dòng)檢測(cè)與報(bào)警顯示，提高運(yùn)行安全性，并便于檢修?！?5. 用于群控

9、調(diào)配和管理，并提高病床呼叫運(yùn)行效率?！?6. 更改控制方案時(shí)不需改動(dòng)硬件接線。</p><p>　　可編程控制器(PLC)的特點(diǎn)</p><p>　　2.1 硬件的可靠性</p><p>　　高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和

10、同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)將極高的可靠性。</p><p>　　2.2 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)</p><p>　　PLC發(fā)展

11、到今天，已經(jīng)形成了各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。多種多樣的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。</p><p>　　2.3 編程簡(jiǎn)單，使用方便</p><p>

12、　　用微機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，常使用匯編語(yǔ)言編程，難于掌握，要求使用者具有一定水平的計(jì)算機(jī)硬件和軟件知識(shí)。PLC采用面向控制過(guò)程、面向問(wèn)題的“自然語(yǔ)言”編程，容易掌握。例如，目前打多數(shù)PLC均采用的梯形圖語(yǔ)言編程方式，既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀感，又顧及了大多數(shù)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及應(yīng)用微機(jī)的水平很容易被電氣技術(shù)人員所接受，易于編程，程序改變時(shí)也容易修改，很靈活方便。這種面向控制過(guò)程、面向問(wèn)題的編程方式，與目前微機(jī)控制常用的匯編語(yǔ)言相比

13、，雖然在PLC內(nèi)部增加了解釋程序，增加了程序執(zhí)行時(shí)間，但對(duì)大多數(shù)的機(jī)電控制設(shè)備來(lái)說(shuō)，這是微不足道的。</p><p>　　2.4 易于安裝，便于維護(hù)</p><p>　　PLC安裝簡(jiǎn)單而且功能有效，其相對(duì)小的體積使之能安裝在通常繼電器控制箱所需空間的一半的地方，在從繼電器系統(tǒng)改換到PLC系統(tǒng)的情況下，PLC小的模塊結(jié)構(gòu)使之能安裝在繼電器附近并將連線向已有接線端，其實(shí)改換很方便，只要將輸入/

14、輸出設(shè)備連向接線端即可。在大型安裝中，長(zhǎng)距離輸入/輸出站點(diǎn)安放在最優(yōu)地點(diǎn)。長(zhǎng)距離站通過(guò)同軸電纜獲雙扭線連向CPU,這種配置大大減少了物料和勞力，長(zhǎng)距離子系統(tǒng)方法也意味著系統(tǒng)不同部分可在到達(dá)安裝場(chǎng)地前由PLC制造商預(yù)先連好線，這一方法大大減少了電氣技術(shù)人員的現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)間。從一開(kāi)始，PLC便以易維護(hù)作為設(shè)計(jì)目標(biāo)。由于幾乎所有器件都是固態(tài)的，維護(hù)時(shí)只需更換模塊級(jí)插入式部件，故障檢測(cè)電路將診斷指示器嵌在每一部件中，就能指示器是否正常工作，借助于

15、編程設(shè)備可見(jiàn)輸入/輸出是ON還是OFF，還可寫(xiě)編程指令來(lái)報(bào)告故障。PLC的這些及其他特性使之成為任何一個(gè)控制系統(tǒng)的有益部分。一旦安裝后，其作用立即顯現(xiàn)，其收益也馬上實(shí)現(xiàn)，向其他智能設(shè)備一樣,PLC的潛在優(yōu)點(diǎn)還取決于應(yīng)用時(shí)的創(chuàng)造性。</p><p>　　第3章 基本方案分析</p><p>　　3.1 Plc編程方法</p><p>　　經(jīng)驗(yàn)法編程：經(jīng)驗(yàn)法是運(yùn)用自己

16、的或別人的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。多數(shù)是設(shè)計(jì)前先選擇與自己工藝要求相近的程序，把這些程序看成是自己的“試驗(yàn)程序”。結(jié)合自己工程的情況，對(duì)這些“試驗(yàn)程序”逐一修改，使之適合自己的工程要求。這里所說(shuō)的經(jīng)驗(yàn)，有的是來(lái)自自己的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，有的可能是別人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，就需要日積月累，善于總結(jié)。</p><p>　　圖解法編程：圖解法是靠畫(huà)圖進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)。常見(jiàn)的主要有梯形圖法、邏輯流程圖法、時(shí)序流程圖法和步進(jìn)順控法。 </p&

17、gt;<p>　　3.2 Plc工作原理</p><p>　　在PLC中，用戶程序按先后順序存放，CPU從第一條指令開(kāi)始執(zhí)行程序，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條。如此周而不斷循環(huán)。每一個(gè)循環(huán)稱為一個(gè)掃描周期。一個(gè)掃描周期大致可分為I/O刷新和執(zhí)行指令兩個(gè)階段。所謂I/O刷新即對(duì)PLC的輸入進(jìn)行一次讀取，將輸入端各變量的狀態(tài)重新讀入PLC中存入內(nèi)部寄存器，同時(shí)將新的運(yùn)算結(jié)果送到輸出端。這實(shí)際是將存入輸入

18、、輸出狀態(tài)的寄存器內(nèi)容進(jìn)行了一次更新，故稱為“I（輸入）/O(輸出) 刷新”。由此可見(jiàn)，若輸入變量在I/O刷新期間狀態(tài)發(fā)生變化，則本次掃描期間輸出端也會(huì)相應(yīng)的發(fā)生變化，或者說(shuō)輸出隊(duì)輸入產(chǎn)生了響應(yīng)。</p><p>　　反之，若在本次I/O刷新之后，輸入變量才發(fā)生變化，則本次掃描輸出不變，即不響應(yīng)，而要到下一次掃描期間輸出才會(huì)產(chǎn)生響應(yīng)。由于PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，所以它的輸出對(duì)輸入的響應(yīng)速度要受掃描周期的影響

19、。</p><p>　　3.3 病床呼叫器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖</p><p>　　在系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前,我們對(duì)系統(tǒng)的控制流程與設(shè)計(jì)的步驟做一個(gè)思想的統(tǒng)籌,以下是我們的設(shè)計(jì)一個(gè)病床呼叫器控制系統(tǒng)的流程圖。</p><p><b>　　圖 3-1</b></p><p>　　第4章 病床呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案</p>&

20、lt;p>　　4.1 病床呼叫器示意圖</p><p><b>　　圖 4-1</b></p><p>　　4.2 病床呼叫系統(tǒng)框圖</p><p><b>　　圖 4-2</b></p><p>　　4.3 呼叫控制系統(tǒng)的I/O通道分配</p><p>　　4.4 P

21、lc的I/O接線圖</p><p><b>　　圖 4-3</b></p><p><b>　　4.5 梯形圖</b></p><p><b>　　圖 4-4</b></p><p><b>　　4.6 指令表</b></p><p&g

22、t;<b>　　4.7 程序調(diào)試</b></p><p>　　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。</p><p>　　用輸入短接法調(diào)試程序</p><p>　　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。</p>

23、;<p>　　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。</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　本系統(tǒng)主要以PLC為核心，經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，表面呼叫及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠、可以滿足醫(yī)院的病房管理和護(hù)理要求，同時(shí)充實(shí)了病床呼叫系統(tǒng)的控制方式。利用可編程控制器控制，具有接線簡(jiǎn)單、編程直觀、擴(kuò)展容易等特點(diǎn)

24、。當(dāng)建筑物的層樓增加時(shí)，硬件接線上只需增加樓層，病房相應(yīng)的輸入信號(hào)。原來(lái)接線不需改變，軟件上只需增加相應(yīng)樓層，房間，床位的功能，要改動(dòng)的地方也較少 </p><p>　　通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，使我加深了對(duì)PLC梯形圖、指令表、外部接線圖的理解，還有經(jīng)過(guò)在網(wǎng)上查找資料以及到圖書(shū)館學(xué)習(xí)，也使我更好的理解和認(rèn)識(shí)了關(guān)于PLC設(shè)計(jì)原理和實(shí)際中的應(yīng)用過(guò)程。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中我們互相討論，請(qǐng)教老師，在不斷的調(diào)試各自的程序中，發(fā)現(xiàn)了很

25、多各自的問(wèn)題并進(jìn)行研究解決。 我們?cè)囍貌煌脑O(shè)計(jì)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)我們的課題，這樣不僅可以拓寬我們的思 路，還可以使我們的設(shè)計(jì)成果更加嚴(yán)謹(jǐn)。本次課程設(shè)計(jì)可以為我工作打下基礎(chǔ)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 張華林，林達(dá)明. 無(wú)線病房呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。國(guó)外電子元器件，20

26、06.8</p><p>　　[2] 梅彬運(yùn)，熊振國(guó)，伍宗富. 基于NRF401 芯片的醫(yī)院無(wú)線護(hù)理呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)，現(xiàn)代電子技術(shù) ，2007.3</p><p>　　[3]李全利主編.可編程序控制器及其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的綜合應(yīng)用技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社,2006</p><p>　　[4]張鳳珊，電氣控制及可編程序控制器[M].北京: 中國(guó)輕工業(yè)出版社，2003．</p&g

27、t;<p>　　[5]郁漢琪，電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)[M].南京: 東南大學(xué)出版社，2003．</p><p>　　[6]張萬(wàn)忠，可編程控制器應(yīng)用技術(shù)[M].北京: 化學(xué)工業(yè)出版社，2001．</p><p>　　[7]馬志溪，電氣工程設(shè)計(jì)[M].北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，2002．</p><p>　　[8]董德發(fā)，張?zhí)齑?自控工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[