病房呼叫系统设计.doc

病床呼叫系统 0 目目 录录 一、概 述.1 1、可编程控制器简介.1 2、可编程控制器的发展.1 3、可编程序控制器的基本结构及工作原理.1 二、课题背景2 1、课题背景.2 2、研究的目的和意义.2 三、已知情况、控制要求、设计任务3 1、已知情况.3 2、控制要求.3 3、设计任务.3 四、总体设计思路4 五、程序设计与调试4 1、i/o 分配 .4 2、实现功能图.7 3、外部接线图.7 4、梯形图11 5 指令表 .13 6、运行及调试17 六、课程设计总结.18 七、致谢.19 八、参考文献.19 病床呼叫系统 1 一、概一、概 述述 1、可编程控制器简介、可编程控制器简介 可编程序控制器是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置， 专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执 行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模 拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。 plc 是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电 接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性 差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技 能与习惯，特别是 plc 的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是 采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直 观、方便易学；调试与查错也都很方便。 2、可编程控制器的发展、可编程控制器的发展 1968 年美国 gm(通用汽车)公司提出取代继电器控制装置的要求，第二年美 国数字公司研制出了第一代可编程序控制器，满足了 gm 公司装配线的要求。 随着集成电路技术和计算机技术的发展，现在已有第五代 plc 产品了。 3、可编程序控制器的基本结构及工作原理、可编程序控制器的基本结构及工作原理 plc 主要是由输入与输出部件、中央处理单元（cpu） 、存储器、电源部件、 编程器组成。 plc 的结构框图如图 1-3-1 所示。 病床呼叫系统 2 图 1-3-1 plc 结构图 二、课题背景二、课题背景 1、课题背景、课题背景 随着社会的进步和科技的发展，医疗水平的不断提高，现代医院护理需要 快速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。用于医院病房区的病人有紧急情况或自己不方便处 理的事件时呼叫医生或护士寻求帮助，医生或护士根据站内指示灯及响铃获取 求助信息的来源，并及时的提供帮助。 基于 plc 设计的医院病床呼叫系统是患者向值班医生或护士发出紧急呼叫 的工具,能及时、准确、可靠地实现病房呼叫管理，避免了人工呼叫的不便与效 果差等缺点，它是现代医院提高病室护理水平必不可少的设备。 2、研究的目的和意义、研究的目的和意义 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 病床呼叫系统 3 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。 研究病床呼叫系统的 plc 程序设计，有利于更好的掌握所学的相关课程的 知识。同时提高自身的学以致用的能力。 三、已知情况、控制要求、设计任务三、已知情况、控制要求、设计任务 1、已知情况、已知情况 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。 2、控制要求、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。 （3）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。 （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。 （5）一旦护士看见护士站紧急呼叫闪烁灯后，须在事故处理妥当后，病房 紧急闪烁指示灯和病床上的紧急指示灯方可被重置。 3、设计任务、设计任务 学生根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学 的理论知识，进行病床呼叫系统运行原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、 病床呼叫系统 4 创新设计，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。 主要内容包括： （1）设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等； （2）系统有启动、停止功能； （3）运用功能指令进行 plc 控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程 序； （4）程序结构与控制功能自行创新设计； （5）进行系统调试，实现病床呼叫系统的控制要求。 四、总体设计思路四、总体设计思路 基于课程设计题目提供的已知信息，初步设定病人置位按钮 12 个，病人复 位按钮 12 个，护士站医护复位按钮 12 个，病房床头灯 12 个，病房灯 3 个，医 护站内对应闪烁的房间灯 3 个，对应闪烁的病床灯 12 个。 然后经过分析研究，三个房间的情况一样，每间病房内 4 张病床的工作方 式一致。所以只要突破一个病房内一张病床的呼叫的设计，则其他病床和病房 的的设计难题就迎刃而解了。 五、程序设计与调试五、程序设计与调试 1、i/o 分配分配 输入 x01 病房 1 床呼叫按钮 x11 病房 1 床取消呼叫按钮 x2护士站 1 病房 1 床处理完毕复位按钮 x31 病房 2 床呼叫按钮 x41 病房 2 床取消呼叫按钮 病床呼叫系统 5 x5护士站 1 病房 2 床处理完毕复位按钮 x61 病房 3 床呼叫按钮 x71 病房 3 床取消呼叫按钮 x10护士站 1 病房 3 床处理完毕复位按钮 x111 病房 4 床呼叫按钮 x121 病房 4 床取消呼叫按钮 x13护士站 1 病房 4 床处理完毕复位按钮 x142 病房 1 床呼叫按钮 x152 病房 1 床取消呼叫按钮 x16护士站 2 病房 1 床处理完毕复位按钮 x172 病房 2 床呼叫按钮 x202 病房 2 床取消呼叫按钮 x21护士站 2 病房 2 床处理完毕复位按钮 x222 病房 3 床呼叫按钮 x232 病房 3 床取消呼叫按钮 x24护士站 2 病房 3 床处理完毕复位按钮 x252 病房 4 床呼叫按钮 x262 病房 4 床取消呼叫按钮 x27护士站 2 病房 4 床处理完毕复位按钮 x303 病房 1 床呼叫按钮 x313 病房 1 床取消呼叫按钮 x32护士站 3 病房 1 床处理完毕复位按钮 x333 病房 2 床呼叫按钮 x343 病房 2 床取消呼叫按钮 x35护士站 3 病房 2 床处理完毕复位按钮 x363 病房 3 床呼叫按钮 x373 病房 3 床取消呼叫按钮 x40护士站 3 病房 3 床处理完毕复位按钮 x413 病房 4 床呼叫按钮 病床呼叫系统 6 x423 病房 4 床取消呼叫按钮 x43护士站 3 病房 4 床处理完毕复位按钮 输出 y01 病房 1 床床头灯及报警 y1护士站 1 病房 1 床闪烁 y21 病房 2 床床头灯及报警 y3护士站 1 病房 2 床闪烁 y41 病房 3 床床头灯及报警 y5护士站 1 病房 3 床闪烁 y61 病房 4 床床头灯及报警 y7护士站 1 病房 4 床闪烁 y101 病房灯 y11护士站 1 病房闪烁 y122 病房 1 床床头灯及报警 y13护士站 2 病房 1 床闪烁 y142 病房 2 床床头灯及报警 y15护士站 2 病房 2 床闪烁 y162 病房 3 床床头灯及报警 y17护士站 2 病房 3 床闪烁 y202 病房 4 床床头灯及报警 y21护士站 2 病房 4 床闪烁 y222 病房灯 y23护士站 2 病房闪烁 y243 病房 1 床床头灯及报警 y25护士站 3 病房 1 床闪烁 y263 病房 2 床床头灯及报警 y27护士站 3 病房 2 床闪烁 y303 病房 3 床床头灯及报警 y31护士站 3 病房 3 床闪烁 病床呼叫系统 7 y323 病房 4 床床头灯及报警 y33护士站 3 病房 4 床闪烁 y343 病房灯 y35护士站 3 病房闪烁 2、实现功能图实现功能图 护士站对应 1 号病房 护士站对应 3 号病房 护士站对应 2 号病房 3 号病房门口1 病房门口2 号病房门口 1 号病房 1 号 2 号 3 号 4 号 床 2 号病房 1 号 2 号 3 号 4 号 床 3 号病房 1 号 2 号 3 号 4 号 床 图 5-2-1 实现的功能图 3、外部接线图、外部接线图 下图 5-3-1 为病房 1 的外部接线图、图 5-3-2 为病房 2 的外部接线图、 图 5-3-3 为病房 3 的外部接线图 病床呼叫系统 8 sb1 常开 sb2 常闭 sb3 常闭 sb4 常开 sb5 常闭 sb6 常闭 sb7 常开 sb8 常闭 sb9 常闭 sb10 常开 sb11 常闭 sb12 常闭 com comcomcom com l1 l2 l3 l4 l5 l6 l7 l8 l9 l10 com 图 5-3-1 病房 1 的外部接线图 1 病房中 1 病床用到常开开关 sb1，常闭开关 sb2、sb3。其中 sb1 是病人 呼叫按钮，即呼叫开关，是置位按钮。sb2 是病人取消呼叫的按钮，即是呼叫 动作的复位按钮。若按下呼叫按钮 sb1，则 1 病床的床头灯亮和护士站对应的 报警器报警，并未在 5 秒内按下呼叫复位（取消）按钮，则病房的灯、医护站 内和病房对应的灯闪烁、和病床对应的灯闪烁。医生或护士按下 sb2 取消报警 动作和关闭床头灯。sb3 是医护站内医生或护士处理完病人的紧急呼叫后的总 的复位按钮。当医生或护士处理完病人的紧急情况。按下总复位按钮。恢复到 呼叫前的状态，为下一次的呼叫做准备。 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 病床呼叫系统 9 1 病房中的 2 病床、病 3 床、病 4 床的情况和 1 病床的情况一样。 sb13 常开 sb14 常闭 sb15 常闭 sb16 常开 sb17 常闭 sb18 常闭 sb19 常开 sb20 常闭 sb21 常闭 sb22 常开 sb23 常闭 sb24 常闭 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 图 5-3-2 病房 2 的外部接线图 2 病房中 1 病床用到常开开关 sb13，常闭开关 sb14、sb15。其中 sb13 是 病人呼叫按钮，即呼叫开关，是置位按钮。sb14 是病人取消呼叫的按钮，即是 呼叫动作的复位按钮。若按下呼叫按钮 sb13，则 1 病床的床头灯亮和护士站对 应的报警器报警，并未在 5 秒内按下呼叫复位（取消）按钮，则病房的灯、医 护站内和病房对应的灯闪烁、和病床对应的灯闪烁。医生或护士按下 sb14 取 消报警动作和关闭床头灯。sb15 是医护站内医生或护士处理完病人的紧急呼叫 病床呼叫系统 10 后的总的复位按钮。当医生或护士处理完病人的紧急情况。按下总复位按钮。 恢复到呼叫前的状态，为下一次的呼叫做准备。 2 病房中的 2 病床、病 3 床、病 4 床的情况和 1 病床的情况一样。 sb25 常开 sb26 常闭 sb27 常闭 sb28 常开 sb29 常闭 sb30 常闭 sb31 常开 sb32 常闭 sb33 常闭 sb34 常开 sb35 常闭 sb36 常闭 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 图 5-3-3 为病房 3 的外部接线图 3 病房中各床的情况和 1、2 病房各床的情况一样。 病床呼叫系统 11 4、梯形图、梯形图 病床呼叫系统 12 病床呼叫系统 13 5 指令表指令表 病床呼叫系统 14 病床呼叫系统 15 病床呼叫系统 16 病床呼叫系统 17 6、运行及调试、运行及调试 （1）运行 1 病房中 1 病床用到常开开关 sb1，常闭开关 sb2、sb3。其中 sb1 是病人 呼叫按钮，即呼叫开关，是置位按钮。sb2 是病人取消呼叫的按钮，即是呼叫 动作的复位按钮。若按下呼叫按钮 sb1，则 1 病床的床头灯亮和护士站对应的 报警器报警，并未在 5 秒内按下呼叫复位（取消）按钮，则病房的灯、医护站 内和病房对应的灯闪烁、和病床对应的灯闪烁。医生或护士按下 sb2 取消报警 动作和关闭床头灯。sb3 是医护站内医生或护士处理完病人的紧急呼叫后的总 的复位按钮。当医生或护士处理完病人的紧急情况。按下总复位按钮。恢复到 呼叫前的状态，为下一次的呼叫做准备。 病床呼叫系统 18 1 病房中的 2 病床、病 3 床、病 4 床的情况和 1 病床的情况一样。 2 病房中 1 病床用到常开开关 sb13，常闭开关 sb14、sb15。其中 sb13 是 病人呼叫按钮，即呼叫开关，是置位按钮。sb14 是病人取消呼叫的按钮，即是 呼叫动作的复位按钮。若按下呼叫按钮 sb13，则 1 病床的床头灯亮和护士站对 应的报警器报警，并未在 5 秒内按下呼叫复位（取消）按钮，则病房的灯、医 护站内和病房对应的灯闪烁、和病床对应的灯闪烁。医生或护士按下 sb14 取 消报警动作和关闭床头灯。sb15 是医护站内医生或护士处理完病人的紧急呼叫 后的总的复位按钮。当医生或护士处理完病人的紧急情况。按下总复位按钮。 恢复到呼叫前的状态，为下一次的呼叫做准备。 2 病房中的 2 病床、病 3 床、病 4 床的情况和 1 病床的情况一样。 3 病房中 1 病床用到常开开关 sb25，常闭开关 sb26、sb27。其中 sb25 是 病人呼叫按钮，即呼叫开关，是置位按钮。sb26 是病人取消呼叫的按钮，即是 呼叫动作的复位按钮。若按下呼叫按钮 sb25，则 1 病床的床头灯亮和护士站对 应的报警器报警，并未在 5 秒内按下呼叫复位（取消）按钮，则病房的灯、医 护站内和病房对应的灯闪烁、和病床对应的灯闪烁。医生或护士按下 sb26 取 消报警动作和关闭床头灯。sb27 是医护站内医生或护士处理完病人的紧急呼叫 后的总的复位按钮。当医生或护士处理完病人的紧急情况。按下总复位按钮。 恢复到呼叫前的状态，为下一次的呼叫做准备。 3 病房中的 2 病床、病 3 床、病 4 床的情况和 1 病床的情况一样。 （2）调试 在输入梯形图时误把 1 病房 2 好 病床的常开 x3 的自锁 y002 输入成 m002，造成呼叫系统工作不正常的情况。经过检查，发现错误改正后，呼叫系 统可以正常工作。 六、课程设计总结六、课程设计总结 我这次 plc 课程设计的题目是“病床呼叫系统” 。本次 plc 的课程设计对 我具有很重要的作用。首先做这次 plc 小学期，初步全面的应用了本学期学到 的 plc 理论知识，而且还锻炼了动手能力，独立思考的能力，以前的东西，都 是老师讲，自己记，并没有多少自己思考的东西，通过课程设计，我们得到了 自己思考问题，解决问题的机会。 病床呼叫系统 19 再次通过本次设计，让我很好的锻炼了理论联系实际，与具体项目、课题 相结合开发、设计产品的能力。既让我们懂得了怎样把理论应用于实际，又让 我们懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。 在本次设计中，我们还需要大量的以前没有学到过的知识，于是图书馆和 网络成了我们很好的助手。在查阅资料的过程中，我们要判断优劣、取舍相关 知识，不知不觉中我们查阅资料的能力也得到了很好