病房呼叫系統(tǒng)的PLC設計畢業(yè)設計

1、八、參考文獻 20病房呼叫系統(tǒng)的 PLC 設計目錄一、概 述 21、可編程控制器簡介 22、可編程控制器的發(fā)展 23、可編程序控制器的基本結構及工作原理 2二、課題背景 31、課題背景 32、研究的目的和意義 3三、已知情況、控制要求、設計任務 41、已知情況 42、控制要求 43、設計任務 4四、總體設計思路 5五、程序設計與調試 51、I/O 分配 52、實現(xiàn)功能圖 83、外部接線圖 84、梯形圖 125 指令表 146、運行及調試 18六、課程設計總結 19七、致謝 20摘要 在現(xiàn)代醫(yī)院的醫(yī)療程序管理當中， 擁有先進及現(xiàn)代化的病床呼叫中心 系統(tǒng)能夠更好地去完善社會上各家醫(yī)院的醫(yī)療服務體系

2、， 從而提升醫(yī) 院的名譽、地位。 在以往的醫(yī)療進程管理體系里，當發(fā)生緊急事故或 者需要呼叫護士的服務時， 病人可能會因為繼電器機械腐蝕的原因而 無法有效及時地向候命的護士發(fā)出求助信號， 從而導致一些不可挽回 的醫(yī)療事故。 在本次機電綜合課程設計中， 我對醫(yī)療建設中的病床呼 叫系統(tǒng)進行了基于可編程控制器的改良系統(tǒng)設計。 眾所周知， 可編程 序控制器，也就是PLC具有響應速度快，控制簡單，易于編程等優(yōu) 點。利用這些優(yōu)點，將PLC控制系統(tǒng)融入病床呼叫控制系統(tǒng)的設計， 就能夠大大提升護士處理病人需求、 處理緊急病情的效率， 同時減少 醫(yī)療事故發(fā)生的幾率。 由于每一張病床的控制流程都是相同的， 所以 在

3、進行系統(tǒng)程序設計的時候， 只需要設計出一個響應模式， 其他的病 床只要套用這個模式去編寫程序了。關鍵詞：醫(yī)療 病床呼叫 可編程控制器、概 述1、可編程控制器簡介可編程序控制器是一個以微處理器為核心的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)裝置， 專為在工業(yè)現(xiàn)場應用而設計， 它采用可編程序的存儲器， 用以在其內(nèi)部存儲執(zhí)行 邏輯運算、順序控制、定時 /計數(shù)和算術運算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬 式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC 是微機技術與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術相結合的產(chǎn)物， 它克服了繼電接 觸控制系統(tǒng)中的機械觸點的接線復雜、 可靠性低、 功耗高、通用性和靈活性差的 缺點，充分利用了微處理

4、器的優(yōu)點， 又照顧到現(xiàn)場電氣操作維修人員的技能與習 慣，特別是 PLC 的程序編制，不需要專門的計算機編程語言知識，而是采用了 一套以繼電器梯形圖為基礎的簡單指令形式， 使用戶程序編制形象、 直觀、方便 易學；調試與查錯也都很方便。2、可編程控制器的發(fā)展1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電器控制裝置的要求，第二年美 國數(shù)字公司研制出了第一代可編程序控制器，滿足了 GM 公司裝配線的要求 隨著集成電路技術和計算機技術的發(fā)展，現(xiàn)在已有第五代 PLC 產(chǎn)品了。3、可編程序控制器的基本結構及工作原理PLC主要是由輸入與輸出部件、中央處理單元（CPU）、存儲器、電源部件、編程器組成。PLC 的

5、結構框圖如圖 1-3-1 所示邇倍接口擴展接I/O擴展單元徽處理器CPU驅動被控對®圖1-3-1 PLC結構圖課題背景1、課題背景隨著社會的進步和科技的發(fā)展，醫(yī)療水平的不斷提高，現(xiàn)代醫(yī)院護理需要快 速及時地獲知并處理病人的突發(fā)病況，實現(xiàn)患者在住院的任意時間可請求醫(yī)生或 護士進行診斷或護理。用于醫(yī)院病房區(qū)的病人有緊急情況或自己不方便處理的事 件時呼叫醫(yī)生或護士尋求幫助，醫(yī)生或護士根據(jù)站內(nèi)指示燈及響鈴獲取求助信息 的來源，并及時的提供幫助。基于PLC設計的醫(yī)院病床呼叫系統(tǒng)是患者向值班醫(yī)生或護士發(fā)出緊急呼叫 的工具,能及時、準確、可靠地實現(xiàn)病房呼叫管理，避免了人工呼叫的不便與效 果差等缺點

6、，它是現(xiàn)代醫(yī)院提高病室護理水平必不可少的設備。2、研究的目的和意義有了病床呼叫控制系統(tǒng)，醫(yī)院的護理工作變得更加方便全面，不用再為值班 醫(yī)生和護士未能及時發(fā)現(xiàn)突發(fā)病況而煩惱?；诳删幊炭刂破?PLC 設計的病床 呼叫系統(tǒng)可以及時、準確、可靠地實現(xiàn)病房呼叫管理 ,具有良好的應用前景。研究病床呼叫系統(tǒng)的 PLC 程序設計，有利于更好的掌握所學的相關課程的知 識。同時提高自身的學以致用的能力。三、已知情況、控制要求、設計任務1、已知情況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。2、控制要求（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

7、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(nèi)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。（5）一旦護士看見護士站緊急呼叫閃爍燈后，須在事故處理妥當后，病房 緊急閃爍指示燈和病床上的緊急指示燈方可被重置。3、設計任務學生根據(jù)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

8、病床呼叫系統(tǒng)運行原理設計、硬件系統(tǒng)設計、軟件系統(tǒng)設計、創(chuàng) 新設計，提高理論知識工程應用能力、 系統(tǒng)調試能力、 分析問題與解決問題的能 力。主要內(nèi)容包括：（1）設計出硬件系統(tǒng)的結構圖、接線圖、時序圖等；（2）系統(tǒng)有啟動、停止功能；（ 3）運用功能指令進行 PLC 控制程序設計，并有主程序、子程序和中斷程 序；（4）程序結構與控制功能自行創(chuàng)新設計；（5）進行系統(tǒng)調試，實現(xiàn)病床呼叫系統(tǒng)的控制要求。四、總體設計思路基于課程設計題目提供的已知信息，初步設定病人置位按鈕 12 個，病人復 位按鈕 12個，護士站醫(yī)護復位按鈕 12個，病房床頭燈 12個，病房燈 3 個，醫(yī) 護站內(nèi)對應閃爍的房間燈 3 個，對

9、應閃爍的病床燈 12 個。然后經(jīng)過分析研究，三個房間的情況一樣，每間病房內(nèi) 4 張病床的工作方式 一致。所以只要突破一個病房內(nèi)一張病床的呼叫的設計， 則其他病床和病房的的 設計難題就迎刃而解了。五、程序設計與調試1、I/O 分配輸入X01 病房 1 床呼叫按鈕X11 病房 1 床取消呼叫按鈕X2護士站 1病房 1床處理完畢復位按鈕X31 病房 2 床呼叫按鈕X41 病房 2 床取消呼叫按鈕X5護士站 1病房 2床處理完畢復位按鈕X61 病房 3 床呼叫按鈕X71 病房 3 床取消呼叫按鈕X10護士站 1病房 3床處理完畢復位按鈕X111 病房 4 床呼叫按鈕X121 病房 4 床取消呼叫按鈕X

10、13護士站 1病房 4床處理完畢復位按鈕X142 病房 1 床呼叫按鈕X152 病房 1 床取消呼叫按鈕X16護士站 2病房 1床處理完畢復位按鈕X172 病房 2 床呼叫按鈕X202 病房 2 床取消呼叫按鈕X21護士站 2病房 2床處理完畢復位按鈕X222 病房 3 床呼叫按鈕X232 病房 3 床取消呼叫按鈕X24護士站 2病房 3床處理完畢復位按鈕X252 病房 4 床呼叫按鈕X262 病房 4 床取消呼叫按鈕X27護士站 2病房 4床處理完畢復位按鈕X303 病房 1 床呼叫按鈕X313 病房 1 床取消呼叫按鈕X32護士站 3病房 1床處理完畢復位按鈕X333 病房 2 床呼叫按鈕

11、X343 病房 2 床取消呼叫按鈕X35護士站 3病房 2床處理完畢復位按鈕X363 病房 3 床呼叫按鈕X373 病房 3 床取消呼叫按鈕X40護士站 3病房 3床處理完畢復位按鈕X413 病房 4 床呼叫按鈕X423 病房 4 床取消呼叫按鈕X43護士站 3病房 4床處理完畢復位按鈕輸出Y01病房 1 床床頭燈及報警Y1護士站 1 病房 1 床閃爍Y21病房 2 床床頭燈及報警Y3護士站 1 病房 2 床閃爍Y41病房 3 床床頭燈及報警Y5護士站 1 病房 3 床閃爍Y61病房 4 床床頭燈及報警Y7護士站 1病房 4床閃爍Y101 病房燈Y11護士站 1 病房閃爍Y122病房 1 床床

12、頭燈及報警Y13護士站 2 病房 1 床閃爍Y142病房 2 床床頭燈及報警Y15護士站 2 病房 2 床閃爍Y162病房 3 床床頭燈及報警Y17護士站 2 病房 3 床閃爍Y202病房 4 床床頭燈及報警Y21護士站 2 病房 4 床閃爍Y222 病房燈Y23護士站 2 病房閃爍Y243病房 1 床床頭燈及報警Y25護士站 3 病房 1 床閃爍Y263病房 2 床床頭燈及報警Y27護士站 3 病房 2 床閃爍Y303病房 3 床床頭燈及報警Y31護士站 3 病房 3 床閃爍Y323病房 4 床床頭燈及報警Y33護士站3病房4床閃爍Y343病房燈Y35護士站3病房閃爍2、實現(xiàn)功能圖圖5-2-

13、1實現(xiàn)的功能圖3、外部接線圖下圖5-3-1為病房1的外部接線圖、圖5-3-2為病房2的外部接線圖、 圖5-3-3為病房3的外部接線圖SB1常開X0SB2常閉X1Y0L1SB3常閉X2Y1L2SB4常開X3Y2L3SB5常閉X4Y3L4SB6常閉X5Y4L5SB7常開X6Y5L6SB8常閉X7Y6L7SB9常閉X10Y7L8SB10常開X11Y10L9SB11常閉X12Y11L10SB12常閉X13COMCOMCOMCOMcOMm圖5-3-1病房1的外部接線圖1病房中1病床用到常開開關SB1，常閉開關SB2、SB3。其中SB1是病人 呼叫按鈕，即呼叫開關，是置位按鈕。SB2是病人取消呼叫的按鈕，

14、即是呼叫動 作的復位按鈕。若按下呼叫按鈕SB1,則1病床的床頭燈亮和護士站對應的報警 器報警，并未在5秒內(nèi)按下呼叫復位（取消）按鈕，則病房的燈、醫(yī)護站內(nèi)和病 房對應的燈閃爍、和病床對應的燈閃爍。醫(yī)生或護士按下SB2取消報警動作和關閉床頭燈。SB3是醫(yī)護站內(nèi)醫(yī)生或護士處理完病人的緊急呼叫后的總的復位按 鈕。當醫(yī)生或護士處理完病人的緊急情況。 按下總復位按鈕?；謴偷胶艚星暗臓?態(tài)，為下一次的呼叫做準備。1病房中的2病床、病3床、病4床的情況和1病床的情況一樣SB13常開X14SB14常閉X15Y12-SB15常閉X16Y13-SB16常開X17Y14-SB17常閉X20Y15-SB18常閉X21Y

15、16-SB19常開X22Y17-SB20常閉X23Y20-SB21常閉X24Y21-SB22常開X25Y22SB23常閉X26Y23SB24常閉X27COMCOM COML11L12L13L14L15L16L17L18L19L20COM圖5-3-2病房2的外部接線圖2病房中1病床用到常開開關SB13,常閉開關SB14、SB15。其中SB13是 病人呼叫按鈕，即呼叫開關，是置位按鈕。SB14是病人取消呼叫的按鈕，即是呼叫動作的復位按鈕。若按下呼叫按鈕 SB13,則1病床的床頭燈亮和護士站對 應的報警器報警，并未在5秒內(nèi)按下呼叫復位（取消）按鈕，則病房的燈、醫(yī)護 站內(nèi)和病房對應的燈閃爍、和病床對應

16、的燈閃爍。醫(yī)生或護士按下SB14取消報警動作和關閉床頭燈。SB15是醫(yī)護站內(nèi)醫(yī)生或護士處理完病人的緊急呼叫后的 總的復位按鈕。當醫(yī)生或護士處理完病人的緊急情況。按下總復位按鈕?；謴偷?呼叫前的狀態(tài)，為下一次的呼叫做準備。2病房中的2病床、病3床、病4床的情況和1病床的情況一樣SB25常開X30SB26常閉X31Y24-SB27常閉X32Y25-SB28常開X33Y26一SB29常閉X34Y27-SB30常閉X35Y30-SB31常開X36Y31-SB32常閉X37Y32-SB33常閉X40Y33-SB34常開X41Y34SB35常閉X42Y35-SB36常閉X43COMCOM kCOM圖5-3

17、-3為病房3的外部接線圖3病房中各床的情況和1、2病房各床的情況一樣。L21L22L23L24L25L26L27L28L29L30COM4、梯形圖IF!<T1'010-0丄DI II： I1YQQr別Hlkm?：OIOYPIIVO 11W12祁n：i-4P1汕厲 -州4*叫4 卄1JHI T卜|.|:I，前!t 4匚4跡13 *一YMD4VXDIGW0-PF1 1X023：0；4卄T6H80I3HH、20rJ<5CCTIOM24 )<5< wn )：O32M0I33*41 < "26 13M34nnI： 50II門(«11(制 95W0

18、IS4CVS013rPFIh««VH3IXj4JBD13-H卜ffiai血3$-jfJf-5指令表LDQRmANIOUTOUTXOOUYOOQKDDIXC02¥000TOs910LD OR 刪TOMOX002111213OUTLDME啊X0021415M6D18Y001繃DOUT16LDXC031719ORMilY0O2X0041920mOUTXC05m2212iOUTLDT1T1K5B2&ORMl曲ANIX0O527ourhli28LDhli29mXO0530ANDM801331OUTYD038?LDXD06S3OR34mX00735AN IX01036

19、OUT¥00437OUTT2K5040LDT241ORM242ANIX01043OUTM244LDM245ANIX01046ANDM801347OUTY00548LDXO1149ORYOO650ANIXO1251ANIXO1352OUTYOO653OUTT3K5056LDT357ORM358ANIXO1359OUTM360LDM361ANIXO1362ANDM601363OUTYOO764LDMO65ORM1第ORM267ORM368ANIXOO269ANIX00570ANIX01071ANIXO1372OUTY01073AND01374OUTYOH75LDX0147GORY0127

20、7ANIX0I578ANIX01679OUTY01280OUTT4K5083LDT484ORM485ANIX01686OUTM488ANIXO1689ANDM801390OUTYO1391LDXO1792ORYOU93AN IX02094ANIXO2195OUTYOH96OUTT5K5099LDT5100ORM5101ANIX021102OUTM51U3LDMt104AN IX021105ANDM8013106OUTYO15107LDX022108ORYO18109ANIXO23110ANIX024111OUTY01G112OUTTBK50115LDT6116ORM6117ANIX024118

21、OUTW8118LDM6120ANIXO24121ANDW8013122OUTroi7123LDX025124ORY020125ANIX026126ANIX027127OUTY020128OUTT7K50131LDT7132ORM7133ANIXO27134OUTM7135LDM7136ANIXO27137ANDM8013138OUTY021139LDM4140ORM5142ORM7143AN IX016144AN IX021145ANIX024146ANIX02?147OUTY022148ANDM8O13149OUTY023150LDmo151ORY024152ANIX031153ANIX0

22、32154OUTY024155OUTT1O158LDT1O159ORMIO160mX032161OUTMIO162LDMIO163ANIX032164ANDM8O13165OUTY02516GLDX033167ORY026168ANIX034169AN IX035170OUT7026171OUTTilK50K50174LDTH175ORMil176ANIX03517?OUTM11178LDM11179ANIX035180ANOM8O13181OUTY027182LDX036183ORY030184ANIX037185ANIX04O18GOUTY030187OUTT12190LDT12191OR

23、M12192ANIX040193OUTM12134LDMl?135X04019C釀DM8DW137OUT時19CLDX041193ORr03220 0mX042201m潮48£02OUTTO糧20 3OUTT18K60206LDT1320 7ORMia2OSmKO 43203OUTU13210LDL119211mXD48£12繃DM6018213OUTY038214LDMHOORMIO216ORhill217ORh1i2ORL119219mX082220刪X03S221mX04O222mm3223OUTYQ34224MISO 13以OUTVOSE2?6END6、運行及調試(

24、1) 運行1病房中1病床用到常開開關SB1，常閉開關SB2、SB3。其中SB1是病人 呼叫按鈕，即呼叫開關，是置位按鈕。SB2是病人取消呼叫的按鈕，即是呼叫動 作的復位按鈕。若按下呼叫按鈕SB1,則1病床的床頭燈亮和護士站對應的報警 器報警，并未在5秒內(nèi)按下呼叫復位(取消)按鈕，則病房的燈、醫(yī)護站內(nèi)和病 房對應的燈閃爍、和病床對應的燈閃爍。醫(yī)生或護士按下SB2取消報警動作和關閉床頭燈。SB3是醫(yī)護站內(nèi)醫(yī)生或護士處理完病人的緊急呼叫后的總的復位按 鈕。當醫(yī)生或護士處理完病人的緊急情況。 按下總復位按鈕?；謴偷胶艚星暗臓?態(tài)，為下一次的呼叫做準備。1病房中的2病床、病3床、病4床的情況和1病床的情

25、況一樣2病房中1病床用到常開開關SB13,常閉開關SB14、SB15。其中SB13是 病人呼叫按鈕，即呼叫開關，是置位按鈕。SB14是病人取消呼叫的按鈕，即是呼叫動作的復位按鈕。若按下呼叫按鈕 SB13,則1病床的床頭燈亮和護士站對 應的報警器報警，并未在 5秒內(nèi)按下呼叫復位（取消）按鈕，則病房的燈、醫(yī)護 站內(nèi)和病房對應的燈閃爍、和病床對應的燈閃爍。醫(yī)生或護士按下SB14取消報警動作和關閉床頭燈。SB15是醫(yī)護站內(nèi)醫(yī)生或護士處理完病人的緊急呼叫后的 總的復位按鈕。 當醫(yī)生或護士處理完病人的緊急情況。 按下總復位按鈕。 恢復到 呼叫前的狀態(tài)，為下一次的呼叫做準備。2病房中的 2病床、病 3床、病

26、4床的情況和 1病床的情況一樣。3病房中1病床用到常開開關SB25,常閉開關SB26、SB27。其中SB25是 病人呼叫按鈕，即呼叫開關，是置位按鈕。 SB26 是病人取消呼叫的按鈕，即是 呼叫動作的復位按鈕。若按下呼叫按鈕 SB25,則1病床的床頭燈亮和護士站對 應的報警器報警，并未在 5秒內(nèi)按下呼叫復位（取消）按鈕，則病房的燈、醫(yī)護 站內(nèi)和病房對應的燈閃爍、和病床對應的燈閃爍。醫(yī)生或護士按下SB26取消報警動作和關閉床頭燈。 SB27 是醫(yī)護站內(nèi)醫(yī)生或護士處理完病人的緊急呼叫后的 總的復位按鈕。 當醫(yī)生或護士處理完病人的緊急情況。 按下總復位按鈕。 恢復到 呼叫前的狀態(tài)，為下一次的呼叫做準

27、備。3病房中的 2病床、病 3床、病4床的情況和 1病床的情況一樣。（2）調試在輸入梯形圖時誤把1病房2好 病床的常開X3的自鎖丫002輸入成M002， 造成呼叫系統(tǒng)工作不正常的情況。 經(jīng)過檢查， 發(fā)現(xiàn)錯誤改正后， 呼叫系統(tǒng)可以正 常工作。六、課程設計總結我這次PLC課程設計的題目是“病床呼叫系統(tǒng)”。本次PLC的課程設計對我 具有很重要的作用。首先做這次 PLC 小學期，初步全面的應用了本學期學到的 PLC 理論知識，而且還鍛煉了動手能力，獨立思考的能力，以前的東西，都是老 師講，自己記，并沒有多少自己思考的東西，通過課程設計，我們得到了自己思 考問題，解決問題的機會。再次通過本次設計，讓我很好的鍛煉了理論聯(lián)系實際