课设病床呼叫系统

电气控制技术课程设计阐明书病床呼喊系统院、部：电气与信息工程学院学生姓名：xxx指导教师：xxx职称高级讲师专业：电气工程及其自动化班级：1502班学号：完毕时间：6月2日xxx课程设计（论文）课题任务书学院：电气与信息工程学院专业：电气工程及其自动化指导教师xxx学生姓名xxx课题名称病床呼喊系统内容及任务学生根据控制规定，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，进行病床呼喊系统运行原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、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。重要内容涉及：1．根据控制规定设计程序及必要的硬件系统。2．PLC选择及I/O及其它PLC元器件分派。3．选择电器元件，编制元件目录表。4．绘制梯形图。5.进行系统调试，实现病床呼喊系统的控制规定。6．编写设计阐明书及设计小结。7．用计算机绘制主电路图、PLC控制电路图、电器元件布置图。拟达成的规定或技术指标1．共有3个病房，每间病房4个床位。每一病床床头都有紧急呼喊按钮及重置按钮，以利病人不适时紧急呼喊。2．设每一层楼有一护士站，每一护士站都有该层楼病人紧急呼喊与解决完毕的重置按钮。3．每一病床床头都有一紧急批示灯，一旦病人按下紧急呼喊按钮且未在5s内按下重置按钮时，该病床床头紧急批示灯动作且病房门口紧急批示灯闪烁，同时同楼层的护士站显示病房紧急呼喊并闪烁批示灯。4．在护士站的病房紧急呼喊中心，每一病房都有编号，用批示灯显示哪一病房先按下病人紧急呼喊按钮，并要含有优先级鉴别的能力。5．一旦护士看见护士站紧急呼喊闪烁灯后，须先按下护士解决按钮以取消闪烁状况，再依病房紧急呼喊次序解决病房紧急事故，若事故解决妥当后，病房紧急闪烁批示灯和病床上的紧急批示灯方可被重置。进度安排起止日期工作内容备注.5.8~.5.9.5.10~.5.22.5.23~.6.1.6.2.6.5查找并准备资料拟定设计方案及程序设计绘制PLC接线图等有关图纸及程序测试及调试完毕设计报告整顿设计报告及资料重要参考资料[1]齐占庆等．电气控制技术[M]．机械工业出版社，．[2]余雷声等．电气控制与PLC应用[M]．机械工业出版社，．[3]李伟．当代电气控制及PLC应用技术[M]．北京航空航天大学出版社，．[4]石玉洁．PLC应用开发技术与工程实践[D]．人民邮电出版社，．[5]高钟毓．机电控制工程[M].清华大学出版社，．教研室意见年月日

摘要信息化时代的发展，智能化的医院建设的将现在国内外先进的计算机技术、通信技术、网络技术、信息技术、自动化控制技术、办公自动化技术等运用在医院中。而现在国内外的呼喊器系统都选用无线网络，受到地区的限制和环境的限制。信号接受不是较好，这样有可能病人会呼喊不到医生，造成病人病情的恶化。无线网络固然也有它的好处，呼喊方便，在一定的地区内能够随时呼喊医生，方便医生及时达成病人身边进行护理治疗。为丰富病床呼喊系统的控制方式，在满足病房与护士站实时通信时，能够方便地理解各病房的状况，实现医院对全院的病房科学化管理。采用PLC可编程控制器替代单片机作为核心控制件，设计实现新型PLC病床呼喊系统。PLC（可编程控制器）作为一种工业控制微型计算机，它是采用软件编制程序来实现控制规定的。编程时要使用到多个编程元件，它们可提供无数个动合和动断触点。编程元件是指输入寄存器、输出寄存器、位存储器、定时器、计数器、通用寄存器、数据寄存器及特殊功效存储器等。它以其编程方便、操作简朴特别是它的高可靠性等优点，在工业生产过程中得到了广泛的应用。它应用大规模集成电路，微型技术和通讯技术的发展成果，逐步形成了含有多个优点和微型，中型，大型，超大要型等多个规格的系列产品，应用于继电器控制系统到监控计算机之间的许多控制领域。本文采用的PLC可编程控制器构成的病床呼喊系统构造更简朴，更易于管理，可编程控制器病床呼喊系统能够及时，精确的实现病房呼喊管理，含有良好的应用前景。核心词：病床呼喊系统；PLC；病房管理

ABSTRACTThedevelopmentoftheinformationage,theintelligenthospitalconstructionathomeandabroadandwilladvancedcomputertechnology,communicationtechnology,networktechnology,informationtechnology,automationcontroltechnology,officeautomationtechnologyusedinthehospital.Athomeandabroadandthepagersystemchoosesthewirelessnetwork,istherestrictionandregionalenvironmentalrestrictions.Receivingsignalisnotverygood,socouldthepatienthavewillnotcallthedoctor,causingthedeteriorationofthepatient'scondition.Thewirelessnetworkofcoursealsohavethegoodthingaboutit,callconvenience,inacertainregioncanalwayscallthedoctor,sothatthedoctorarrivedintimearoundthepatientcaretreatment.Inordertoenrichthesickbedcallsystemcontrolmode,andtomeetwardandthenursestationreal-timecommunication,canbeeasilyunderstandeachward,realizethehospitalwardsoftheinstitutionofscientificmanagement.AdoptingPLCprogrammablecontrollerreplacesinglechipmicrocomputerasthecorecontrolparts,designedandimplementednewPLCsickbedcallsystem.PLC(programmablecontroller)asakindofindustrialcontrolmicrocomputer,tousetoallkindsofprogrammingcomponents,theycanprovidecountlessmovecloseandmoveoffthecontacts.Withitsprogrammingconvenient,simpleoperationespeciallyitshighreliabilityandotheradvantages,industrialproductionprocessinawiderange.Itapplicationlarge-scaleintegratedcircuits,microtechnologyandcommunicationtechnologydevelopmentachievements,usedintherelaycontrolsystemtocontrolmanyofthecontrolareabetweencomputers.ThisarticleUSESthePLCprogrammablecontrollerinthecompositionofthesickbedcallsystemstructureismoresimple,moreeasiertomanage,programmablecontrollersickbedcallsystemcantimely,accuraterealizationwardcallmanagement,ithasagoodapplicationprospect.Keywordssickbedcallsystem；plc;wardsmanagement目录TOC\o"1-2"\h\u257441绪论 1421.1课题的背景及意义 1421.2课程设计的目的 178061.3课程设计内容 2108892系统总体方案设计 3151982.1PLC介绍及工作原理 3291822.2设计方案阐明 494602.3病床呼喊系统的构成及工作方式 443582.4I/O分派表 5249932.5系统接线图设计 616133控制系统的设计 756303.1控制程序流程图设计 7271983.2病床呼喊系统时序图 8118293.3程序设计（如图） 9253.4总体PLC控制程序 10207993.5创新设计内容 12293754程序调试与仿真 13180184.1调试 13105154.2仿真 13118155结束语 16参考文献1449 1716470致谢 1811363附录一 1913552附录二 201绪论1.1课题的背景及意义信息化时代的发展，智能化的医院建设的将现在国内外先进的计算机技术、通信技术、网络技术、信息技术、自动化控制技术、办公自动化技术等运用在医院中。而现在国内外的呼喊器系统都选用无线网络，受到地区的限制和环境的限制。信号接受不是较好，这样有可能病人会呼喊不到医生，造成病人病情的恶化。无线网络固然也有它的好处，呼喊方便，在一定的地区内能够随时呼喊医生，方便医生及时达成病人身边进行护理治疗。为丰富病床呼喊系统的控制方式，在满足病房与护士站实时通信时，能够方便地理解各病房的状况，实现医院对全院的病房科学化管理。采用PLC可编程控制器替代单片机作为核心控制件，设计实现新型PLC病床呼喊系统。PLC（可编程控制器）作为一种工业控制微型计算机，它是采用软件编制程序来实现控制规定的。编程时要使用到多个编程元件，它们可提供无数个动合和动断触点。编程元件是指输入寄存器、输出寄存器、位存储器、定时器、计数器、通用寄存器、数据寄存器及特殊功效存储器等。它以其编程方便、操作简朴特别是它的高可靠性等优点，在工业生产过程中得到了广泛的应用。它应用大规模集成电路，微型技术和通讯技术的发展成果，逐步形成了含有多个优点和微型，中型，大型，超大要型等多个规格的系列产品，应用于继电器控制系统到监控计算机之间的许多控制领域。1.2课程设计的目的本课程设计重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喊护士站谋求协助，护士根据站内批示灯获取求助信息的来源，并能及时的给其提供协助。护士在站内发现信号时及时将站内灯复位，在解决完后再在病床前的开关将病床及病房的灯复位。1.3课程设计内容1)共有3个病房，每间病房4个床位。每一病床床头都有紧急呼喊按钮及重置按钮，以利病人不适时紧急呼喊；2)设每一层楼有一护士站，每一护士站都有该层楼病人紧急呼喊与解决完毕的重置按钮；3)每一病床床头都有一紧急批示灯，一旦病人按下紧急呼喊按钮且未在5s内按下重置按钮时，该病床床头紧急批示灯动作且病房门口紧急批示灯闪烁，同时同楼层的护士站显示病房紧急呼喊并闪烁批示灯；4)在护士站的病房紧急呼喊中心，每一病房都有编号，用批示灯显示哪一病房先按下病人紧急呼喊按钮，并要含有优先级鉴别的能力；5)一旦护士看见护士站紧急呼喊闪烁灯后，须先按下护士解决按钮以取消闪烁状况，再依病房紧急呼喊次序解决病房紧急事故，若事故解决妥当后，病房紧急闪烁批示灯和病床上的紧急批示灯方可被重置。1.4设计任务学生根据控制规定，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，进行病床呼喊系统运行原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、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。重要内容涉及：（1）设计出硬件系统的构造图、接线图、时序图等；（2）运用功效指令进行PLC控制程序设计；（3）程序构造与控制功效自行创新设计；（4）进行系统调试，实现病床呼喊系统的控制规定。

2系统总体方案设计2.1PLC介绍及工作原理通信通信接口系统程序顾客程序存储器顾客数据微解决器CPU电源部件输出单元输入单元I/O扩展接口编程网络333络络编程I/O扩展单元驱动被控对象设备信号网络网络图1PLC构造框图PLC是一种以微解决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、次序控制、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，控制多个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，充足运用了微解决器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，采用了一套以继电器梯形图为基础的简朴指令形式，使顾客程序编制题简形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。2.2设计方案阐明（1）设计原则①最大程度的满足机械电气设备或生产过程的控制规定；②在满足控制规定的状况下，力求使控制系统简朴、经济；③确保控制系统的安全可靠；④考虑到实际状况和工艺的改善，在选择PLC容量时，应当留有余地。（2）设计内容①拟定控制系统设计的技术规定；②选择电气传动形式等执行元件；③选定PLC型号；④编制PLC的输入/输出端子接线图；⑤根据系统设计的规定编写软件规格阐明书，然后在用对应的编程语言进行程序设计。（3）设计环节①进一步理解和分析被控制对象的工艺条件及控制规定；②选择适合的的PLC类型；③分派I/O点；④设计控制系统梯形图；⑤输入并调试程序。2.3病床呼喊系统的构成及工作方式共有3个病房，每间病房4个床位。每一病床床头都有紧急呼喊按钮及重置按钮，以利病人不适时紧急呼喊。设每一层楼有一护士站，每一护士站都有该层楼病人紧急呼喊与解决完毕的重置按钮。每一病床床头都有一紧急批示灯，一旦病人按下紧急呼喊按钮且未在5s内按下重置按钮时，该病床床头紧急批示灯动作且病房门口紧急批示灯闪烁，同时同楼层的护士站显示病房紧急呼喊并闪烁批示灯。在护士站的病房紧急呼喊中心，每一病房都有编号，用批示灯显示哪一病房先按下病人紧急呼喊按钮，并要含有优先级鉴别的能力。一旦护士看见护士站紧急呼喊闪烁灯后，须先按下护士解决按钮以取消闪烁状况，再依病房紧急呼喊次序解决病房紧急事故，若事故解决妥当后，病房紧急闪烁批示灯和病床上的紧急批示灯被重置。出现对应的声、光报警批示，方便提示医护人员尽快赶到现场。2.4I/O分派表表1输入端I/O分派表名称输入变量PLC对应输入1房1-4床紧急按钮K0-K3 X0000-X00032房1-4床紧急按钮 K4-K7 X0004-X00073房1-4床紧急按钮 K8-K11 X0010-X00131房1-4床重置按钮 K12-K15 X0014-X00172房1-4床重置按钮 K16-K19 X0020-X00233房1-4床重置按钮 K20-K23 X0024-X0027护士站1房1-4床取消紧急呼喊及闪灯按钮 K24 X0030护士站2房1-4床取消紧急呼喊及闪灯按钮 K25 X0031护士站3房1-4床取消紧急呼喊及闪灯按钮 K26 X0032表2输出端I/O分派表名称输入变量PLC对应输出护士站显示1房闪灯LD0 Y0001护士站显示2房闪灯LD1 Y0002护士站显示3房闪灯 LD2 Y0003护士站显示1房响铃P1 Y0004护士站显示2房响铃P2 Y0005护士站显示3房响铃 P3 Y00061房1-4床灯亮 LD3-LD6 Y0010-Y00132房1-4床灯亮 LD7-LD10 Y0014-Y00173房1-4床灯亮 LA11-LD4 Y0020-Y00231房灯闪 LD15 Y00242房灯闪 LD16 Y00253房灯闪 LD17 Y0026

2.5系统接线图设计图2PLC电器接线图3控制系统的设计3.1控制程序流程图设计图3控制程序流程图3.2病床呼喊系统时序图以1床病人为例：病人5秒中未按下重置按钮：图4病人5秒中未按下重置按钮时病床呼喊系统时序图病人5秒钟内按下重置按钮图5病人5秒钟内按下重置按钮时病床呼喊系统时序图3.3程序设计以病房为例：当1~4号床按下呼喊按钮时，护士房中的一号房批示灯亮起，对应的计时器（T0~T3）记时，计时5秒内按下对应重启按钮（X14~X17）计时停止，计时5秒对应床位灯与病房门口批示灯亮起。护士按下重启按钮，护士房批示灯熄灭同时计时器T30计时开始，计时20秒后断开床位与病房门口的批示灯，系统恢复原始状态。3.4总体PLC控制程序3.5创新设计内容本设计加入了下列两项创新内容：（1）此设计中在护士房中加入了三个电铃，在病人按下紧急呼喊按钮时，护士房中的对应三个病房的对应电铃会响起，提示值班护士有人按下紧急呼喊按钮，从而避免值班护士未注意亮灯状况而引发的意外事故。（2）此设计中还加入了延时熄灭病房门口的批示灯的延时设计，当病人按下紧急呼喊按钮后，5秒内没按下重置按钮时，该病房门口的批示灯亮起，护士房中的护士按下该病房的重置按钮后，该病房门口的批示灯不会立刻熄灭，它会延时20秒后再熄灭，在此期间该批示灯可觉得到来的护士及医生批示按下紧急呼喊按钮的病人所在的病房。4程序调试与仿真4.1调试先将程序输入实验机，再用模拟信号调试，调试成功后再投入使用，再模拟调试时，我们最惯用的是输入短接法调试。用输入短接法调试程序用一根导线将电”+”和PLC输入端的COM端短接；另用一根导线的一端接电源“-”,另一端做活动端。将一根活动端与00000短接，观察到所对应的HL灯亮，然后将活动端与00001接通。4.2仿真程序测试是检查所设计的程序与否达成了设计的规定。测试成果：以1号病房1号床为例阐明当1号床病人按下呼喊按键5S内没有按下1号房1号床的复位按键时，按下呼喊按键时，护士站中的1号病房所对应的灯亮起同时所对应的电铃响起，提示护士病人呼喊，5S后1号病房1号床的床头灯亮起，同时1号病房房门灯亮起，提示护士与医生呼喊病人所在的位置。当护士在护士站按下对应的复位按钮时，护士站亮起的灯与响起的铃声关闭，同时1号病房1号床的床头灯熄灭，提示病人护士已接受到呼喊，此时1号病房房门灯继续亮20S，方便为护士与医生指明呼喊病房，20S后此灯自动熄灭，程序结束。当1号床病人按下呼喊按键5S内按下1号房1号床的复位按键时，按下呼喊按键时，护士站中的1号病房所对应的灯亮起同时所对应的电铃响起，提示护士病人呼喊，在5S内病人按下复位按键时，护士站亮起的灯与响起的铃声关闭，提示护士本次呼喊属于误按。在这种状况下，1号病房1号床的床头灯与1号病房房门灯均都不亮，程序结束。3.其它病床与其它病房的病床同1号病房1号床状况相似。仿真图以下：

当1号病房1号床呼喊时