病床呼叫系统

病床呼叫系统 摘要 随着科学技术的发展，病床呼叫系统也在不断改进。PLC控制系统运行可靠性高，使用维修方便，抗干扰性强，设计和调试周期较短等优点，已成为目前在呼叫控制系统中使用最多的控制方式，对呼叫控制进行研究，具有十分重要的社会意义和经济效益。 此次课程设计是我们学习《电气控制技术与PLC》后的一次将理论应用于实际的很好的机会，培养基本操作技能与与设计能力，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、问题与解决问题的能力。 本次设计主要探讨了医院病房(3 *4)的PLC设计可行性方案，编制了逻辑呼叫控制程序和人员响应程序，绘出了I/O分配表和PLC外部接线图，在仿真调试中基本满足了设计要求。通过本次设计，我的知识领域得到进一步扩展，专业技能进一步与、提高同时增强了分析和解决工程实际问题的综合能力。但由于时间仓促，本次设计还有许多问题未能解决，如同时呼叫问题，但总的来说，此次设计自己收获是较大的。 关键词: PLC ，病床呼叫 ， 控制程序 目 录 第一章 绪论 ...................................................................................... 1 ?1.1 设计目的 ............................................... 1 ?1.2 设计意义 ............................................... 1 第二章 设计任务及要求 ................................................................... 2 第三章 PLC控制器的选择及编程元件的地址分配 ........................ 3 第四章 PLC控制程序设计 .............................................................. 6 第五章 程序调试方式及过程 ................................................. 17 第六章 设计结论 ............................................................................ 18 参考文献 .......................................................................................... 19 车辆与动力工程学院课程设计说明书 第一章 绪论 随着社会的进步和发展，医疗水平的不断提高，现代医院护理需要简易及时地获知并处理病人的突发病况，实现患者在住院的任意时间可请求医生或护士进行诊断或护理。本课程设计主要用于医院病务区的病人有紧急或自己不方便的事件时呼叫护士站寻求帮助，护士根据站内指示灯及响铃获取求助信息的来源，并能及时的给其提供帮助。护士在站内发现信号时及时将站内灯及响铃复位，在处理完后再在病床前的开关将病床及病房的灯及铃复位。 有了病床呼叫控制系统，医院的护理工作变得更加方便全面，不用再为值班医生和护士未能及时发现突发病况而烦恼。基于可编程控制器PLC设计的病床呼叫系统可以及时、准确、可靠地实现病房呼叫管理,具有良好的应用前景。 ?1.1 设计目的 进一步巩固理论知识，培养所学理论知识在实际中的应用能力;掌握一般生产电气控制系统的设计方法;掌握生产电气控制系统的施工设计、安装和调试方法;培养查阅图书资料的能力;培养工程绘图、书写技术的能力。 ?1.2 设计意义 本次课程设计的主要任务是在学完《电气控制技术与PLC》理论课程后，进行的实践教学。通过课程设计一方面可验证所学的基本理论知识，同时培养基本操作技能与与设计能力，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力，是将在课堂上所学的理论知识在实践中灵活运用。 1 车辆与动力工程学院课程设计说明书 第二章 设计任务及要求 掌握PIC工作原理、编程及调试方法及应用技术;根据控制要求，制定合理的设计方案;正确选用PLC，确定输入、输出设备;PLC的I/O点分配，并绘制其连接图，以及其他外部硬件图;设计PLC控制程序;绘制有关图纸;编程设计说明书。 病床呼叫系统控制要求: 1)、共有3个病房，每间病房4个床位。每一病床床头均有紧急呼叫按钮及重置按钮，以利病人不适时紧急呼叫。 2)、设每一层楼有一护士站，每一护士站均有该层楼病人紧急呼叫与处理完毕的重置按钮。 )、每一病床床头均有一紧急指示灯，一旦病人按下紧急呼叫按钮且未在3 5s内按下重置按钮时，该病床床头紧急指示灯动作且病房门口紧急指示灯闪烁，同时同楼层的护士站显示病房紧急呼叫并闪烁指示灯。 4)、在护士站的病房紧急呼叫中心，每一病房都有编号，用指示灯显示哪一病房先按下病人紧急呼叫按钮，并要具有优先级判别的能力。 5)、一旦护士看见护士站紧急呼叫闪烁灯后，须先按下护士处理按钮以取消闪烁情况，再依病房紧急呼叫顺序处理病房紧急事故，若事故处理妥当后，病房紧急闪烁指示灯和病床上的紧急指示灯才能被重置。 2 车辆与动力工程学院课程设计说明书 第三章 PLC控制器的选择及编程元件的地址分配 按控制要求分析: 每一病床床头均有一紧急指示灯，一旦病人按下紧急呼叫按钮且未在5s内按下重置按钮时，该病床床头紧急指示灯动作且病房门口紧急指示灯闪烁，同时同楼层的护士站显示病房紧急呼叫并闪烁指示灯;在护士站的病房紧急呼叫中心，每一病房都有编号，用指示灯显示;哪一病房先按下病人紧急呼叫按钮，并要具有优先级判别的能力; 一旦护士看见护士站紧急呼叫闪烁灯后，须先按下护士处理按钮以取消闪烁情况，再依病房紧急呼叫顺序处理病房紧急事故，若事故处理妥当后，病房紧急闪烁指示灯和病床上的紧急指示灯方灯被重置。 当一个病人需要帮助时，按下呼叫按钮，且在5S内未按下床头重置按钮，床头灯亮，病房门口灯闪烁，且护士站表示该病房有人呼叫的灯闪烁，优先灯亮，优先灯有互锁功能;如果其他病房又有人呼叫，床头灯亮，病房门口灯闪烁，且护士站表示该病房有人呼叫的灯闪烁，优先灯不亮，以达到优先级判别。 根据以上要求，确定I/O信号数量。病房呼叫按钮12个(每个床头各1个)，重置按钮12个(每个床头各1个)，指示灯21个(每个床头1个，每个病房门口1个，护士站6个)，护士站关指示灯按钮3个，重置按钮1个。共28个输入信号，21输出信号。 设计要求PLC控制器为28输入，21输出，且要考虑到生产的发展和工艺的改进，在选择PLC容量时，应当留有余地。所以我选用了S7-200系列的CPU226和1个EM223扩展模块。 元件的地址分配如下表3-1所示: 信号名称 元件名称 元件符号 地址编码 SB1 I0.0 1病房1号床呼叫信号 常开按钮 SB2 I0.1 1病房2号床呼叫信号 常开按钮 3 车辆与动力工程学院课程设计说明书 SB3 I0.2 1病房3号床呼叫信号 常开按钮 SB4 I0.3 1病房4号床呼叫信号 常开按钮 SB5 I0.4 1病房1号床重置信号 常闭按钮 SB6 I0.5 1病房2号床重置信号 常闭按钮 SB7 I0.6 1病房3号床重置信号 常闭按钮 SB8 I0.7 1病房4号床重置信号 常闭按钮 SB9 I1.0 2病房1号床呼叫信号 常开按钮 SB10 I1.1 2病房2号床呼叫信号 常开按钮 SB11 I1.2 2病房3号床呼叫信号 常开按钮 SB12 I1.3 2病房4号床呼叫信号 常开按钮 SB13 I1.4 2病房1号床重置信号 常闭按钮 SB14 I1.5 2病房2号床重置信号 常闭按钮 SB15 I1.6 2病房3号床重置信号 常闭按钮 SB16 I1.7 2病房4号床重置信号 常闭按钮 SB17 I2.0 3病房1号床呼叫信号 常开按钮 SB18 I2.1 3病房2号床呼叫信号 常开按钮 SB19 I2.2 3病房3号床呼叫信号 常开按钮 SB20 I2.3 3病房4号床呼叫信号 常开按钮 SB21 I2.4 3病房1号床重置信号 常闭按钮 SB22 I2.5 3病房2号床重置信号 常闭按钮 SB23 I2.6 3病房3号床重置信号 常闭按钮 SB24 I2.7 3病房4号床重置信号 常闭按钮 SB25 I3.0 护士站关1病房门灯信号 常开按钮 SB26 I3.1 护士站关2病房门灯信号 常开按钮 SB27 I3.2 护士站关3病房门灯信号 常开按钮 SB28 I3.3 护士站重置信号 常闭按钮 HL1 Q0.0 1病房1号床灯亮信号 指示灯 HL2 Q0.1 1病房2号床灯亮信号 指示灯 HL3 Q0.2 1病房3号床灯亮信号 指示灯 4 车辆与动力工程学院课程设计说明书 HL4 Q0.3 1病房4号床灯亮信号 指示灯 HL5 Q0.4 2病房1号床灯亮信号 指示灯 HL6 Q0.5 2病房2号床灯亮信号 指示灯 HL7 Q0.6 2病房3号床灯亮信号 指示灯 HL8 Q0.7 2病房4号床灯亮信号 指示灯 HL9 Q1.0 3病房1号床灯亮信号 指示灯 HL10 Q1.1 3病房2号床灯亮信号 指示灯 HL11 Q1.2 3病房3号床灯亮信号 指示灯 HL12 Q1.3 3病房4号床灯亮信号 指示灯 HL13 Q1.4 1病房门灯闪烁信号 指示灯 HL14 Q1.5 2病房门灯闪烁信号 指示灯 HL15 Q1.6 3病房门灯闪烁信号 指示灯 HL16 Q1.7 护士站1病房灯闪烁信号 指示灯 HL17 Q2.0 护士站2病房灯闪烁信号 指示灯 HL18 Q2.1 护士站3病房灯闪烁信号 指示灯 HL19 Q2.2 护士站1病房优先灯亮信号 指示灯 HL20 Q2.3 护士站2病房优先灯亮信号 指示灯 HL21 Q2.4 护士站3病房优先灯亮信号 指示灯 5 车辆与动力工程学院课程设计说明书 第四章 PLC控制程序设计 PLC外部接线示意图即I/O端口分布图如下所示: 图4-1 CPU-226 外部接线图 6 车辆与动力工程学院课程设计说明书 图4-2 扩展模块 EM-223 外部接线图 梯形图: 根据控制要求及流程图我们得知，当病人需要帮助时，假如1号病房1床病人需要帮助时，按下床头呼叫按钮SB1，网络1I0.0接通，线圈M0.0动作，并有自锁功能，网络2中间继电器M0.0接通，经过T37 5S延时，网络3 T37接通， Q0.0、Q1.4、Q1.7、Q2.2动作，该病床头灯亮，1号病房门口灯闪烁，并且护士站表示1号病房有人呼叫的灯闪烁，表示1病房优先的灯亮。护士看到护士站灯亮时，按下按钮SB25，I3.0接通，网络14常闭点M0.4断开，Q1.7、Q2.2动作，护士站闪烁灯和表示优先的灯灭;护士去处理病房，处理完后按下按钮SB5，网络1常闭触电I0.0断开，Q0.0、Q1.4动作，使病房门口和该床头灯熄灭。其他病人呼叫与此类似。 7 车辆与动力工程学院课程设计说明书 具体梯形图设计如下: 8 车辆与动力工程学院课程设计说明书 9 车辆与动力工程学院课程设计说明书 10 车辆与动力工程学院课程设计说明书 11 车辆与动力工程学院课程设计说明书 12 车辆与动力工程学院课程设计说明书 13 车辆与动力工程学院课程设计说明书 14 车辆与动力工程学院课程设计说明书 15 车辆与动力工程学院课程设计说明书 16 车辆与动力工程学院课程设计说明书 第五章 程序调试方式及过程说明 运用STEP 7编写梯形图程序，编译无错误后使用引出命令将梯形图程序存成后缀为.awl格式的可执行程序文件并保存在你设定的文件夹中(如plc.awl)。 -200仿真程序汉化版，输入密码，设定PLC的CPU型号为打开西门子s7 CPU224，打开“程序”使用“装载程序”命令将plc.awl程序文件载入仿真程序软件中，点击命令“切换到运行状态”，打开“查看“使用”内存监视“命令输入你所要观察的输入输出的位。 通过对仿真程序中指示灯的运行状态的观察来检验程序是否准确，并对错误部分进行修改，完成程序。 17 车辆与动力工程学院课程设计说明书 第六章 设计结论 在张老师的指导和自己花了两周时间的努力下，终于把这次的课程设计顺利完成了。这次病床呼叫系统的设计是在我们学完《电气控制技术与PLC》理论课程后，进行的一项可编程控制器相关知识综合应用的实践训练。 课程设计的过程中，我加深了对PLC理论知识、梯形图、指令表、外部接线图的理解;学会了西门子编程软件及PLC控制仿真软件的使用，在不断的调试各自的程序中，发现了很多存在的问题并进行研究解决。在课程设计之初，刚拿到课题和任务书的我感到无从下手，后来经过自己对课程理论知识的进一步复习及查阅相关资料，同时得到了张老师的细心指导和同学们的热情帮助，才较顺利的完成了此次的课程设计。 总的来说，这次关于病床呼叫系统的课程设计整个过程自己收获较大。通过本次课程设计，首先我不仅复习、巩固和验证了自己所学的PLC相关理论知识，而且也初步培养了自己在PLC相关课程设计的基本操作技能与设计能力以及将课堂上所学的理论知识运用于实践中;其次设计过程中所遇到的问题，让自己清楚认识到前期自己所学的知识没理解、掌握的还不是非常牢固，警示了自己今后要加强理论知识的学习;再者让我学会了如何更好的和老师、同学交流、探讨问题，共同学习，相互帮助;最后也是最重要的，这次课程设计让我学会了较基本的设计思路及设计理念，更好的培养了自己认真思考问题、分析问题、思索问题全面性等能力以及对待事情认真、耐心、细致的学习态度。 18 车辆与动力工程学院课程设计说明书 参考文献 [1] 黄永红. 电气控制技术与PLC应用技术，北京:机械工业出版社，2011. [2] 王建华. 电气工程师，北京:机械工业出版社，2006. 陈霞 武超. 电气控制技术与PLC，北京:机械工业出版社，2011. [3] 吴晓尚 [4] 吴丽君. 电气控制课程设计指导，北京:中国建材工业出版社，2007. [5] 徐文. 电气控制与PLC应用教程，郑州:黄河水利出版社，2005. 19