病房呼叫系统PLC课程设计.docx

病房呼叫系统PLC课程设计目录 一、课题分析 . 2 1、课题设计的目的： . 2 2、设计内容及要实现的目标： . 2 3、课题分析及修改： . 2 二、硬件电路设计 . 3 1、PLC选型和配置： . 3 2、I/O接线图： . 3 三、程序设计 . 4 1、设计原则： . 4 2、设计内容： . 4 3、设计步骤： . 4 四、系统仿真和调试 . 15 1、程序输入： . 15 2、仿真过程 . 16 3、工作过程： . 16 3、优先级判断说明： . 16 五、结束语 . 17 参考文献 . 18 1 一、课题分析 1、课题设计的目的： 课程设计的主要目的是：综合运用本课程及前期课程的相关知识和技能，相对独立地设计和调试一个小型PLC应用系统，使学生获得控制技术工程的基本训练，提高工程意识和实践技能。同时提高学生对文献资料的检索和信息处理的能力，以及编写和整理设计文档的能力。 2、设计内容及要实现的目标： 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，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方可被重置。 3、课题分析及修改： 经过对设计任务分析，再结合实际情况并经过老师的同意，我们对设计的要求进行了稍微的修改：要求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，我们设计时是按照一旦病人按下紧急呼叫按钮，该病床床头紧急指示灯立即动作。 2 二、硬件电路设计 1、PLC选型和配置： 我们根据输入输出点数，选择FX 2N-80MR-001 PLC 2、I/O接线图： 3 三、程序设计 1、设计原则： 1）最大限度的满足机械电气设备或生产过程的控制要求； 2）在满足控制要求的情况下，力求使控制系统简单、经济； 3）保证控制系统的安全可靠； 4）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。 2、设计内容： 1）拟定控制系统设计的技术要求； 2）选定PLC型号； 3）编制PLC的输入/输出端子接线图； 4）根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后在用相应的编程语言进行程序设计； 3、设计步骤： 1）深入了解和分析被控制对象的工艺条件及控制要求； 2）选择适合的的PLC类型； 3）分配I/O点； 4）设计控制系统梯形图； 5）输入并调试程序。 4 4、梯形图 5 6 7 8 9 5、PLC地址分配表 入变量 输出变量 内存变量 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X10 X11 X12 X13 X14 X15 X16 X17 X20 信号名称 1号病房1号床置位开关 1号病房1号床复位开关 1号病房2号床置位开关 1号病房2号床复位开关 1号病房3号床置位开关 1号病房3号床复位开关 1号病房4号床置位开关 1号病房4号床复位开关 2号病房1号床置位开关 2号病房1号床复位开关 2号病房2号床置位开关 2号病房2号床复位开关 2号病房3号床置位开关 2号病房3号床复位开关 2号病房4号床置位开关 2号病房4号床复位开关 3号病房1号床置位开关 10 有效状态 说明 1有效 0有效 1有效 0有效 1有效 0有效 1有效 0有效 1有效 0有效 1有效 0有效 1有效 0有效 1有效 0有效 1有效 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 X21 X22 X23 X24 X25 X26 X27 X30 X31 X32 X33 X34 X35 X36 X37 X40 X41 X42 X43 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 3号病房1号床复位开关 3号病房2号床置位开关 3号病房2号床复位开关 3号病房3号床置位开关 3号病房3号床复位开关 3号病房4号床置位开关 3号病房4号床复位开关 医护站内1号病房1号床复位开关 医护站内1号病房2号床复位开关 医护站内1号病房3号床复位开关 医护站内1号病房4号床复位开关 医护站内2号病房1号床复位开关 医护站内2号病房2号床复位开关 医护站内2号病房3号床复位开关 医护站内2号病房4号床复位开关 医护站内3号病房1号床复位开关 医护站内3号病房2号床复位开关 医护站内3号病房3号床复位开关 医护站内3号病房4号床复位开关 1号病房1号床头灯 1号病房2号床头灯 1号病房3号床头灯 1号病房4号床头灯 1号病房灯 2号病房1号床头灯 2号病房2号床头灯 2号病房3号床头灯 11 0有效 1有效 0有效 1有效 0有效 1有效 0有效 0有效 0有效 0有效 0有效 0有效 0有效 0有效 0有效 0有效 0有效 0有效 0有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮 信号灯 信号灯 信号灯 信号灯 信号灯 信号灯 信号灯 信号灯 Y10 Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 Y16 Y17 Y20 Y21 Y22 Y23 Y24 Y25 Y26 Y27 Y30 Y31 Y32 Y33 Y34 Y35 Y36 Y37 2号病房4号床头灯 2号病房灯 3号病房1号床头灯 3号病房2号床头灯 3号病房3号床头灯 3号病房4号床头灯 3号病房灯 站内1号病房1号床灯及响铃 站内1号病房2号床灯及响铃 站内1号病房3号床灯及响铃 站内1号病房4号床灯及响铃 站内2号病房1号床灯及响铃 站内2号病房2号床灯及响铃 站内2号病房3号床灯及响铃 站内2号病房4号床灯及响铃 站内3号病房1号床灯及响铃 站内3号病房2号床灯及响铃 站内3号病房3号床灯及响铃 站内3号病房4号床灯及响铃 1房优先级判断灯 1房优先级判断灯 1房优先级判断灯 2房优先级判断灯 2房优先级判断灯 12 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 信号灯 信号灯 信号灯 信号灯 信号灯 信号灯 信号灯 信号灯及电铃 信号灯及电铃 信号灯及电铃 信号灯及电铃 信号灯及电铃 信号灯及电铃 信号灯及电铃 信号灯及电铃 信号灯及电铃 信号灯及电铃 信号灯及电铃 信号灯及电铃 信号灯 信号灯 信号灯 信号灯 信号灯 Y40 Y41 Y42 Y43 M0 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 M12 M13 M14 M15 M16 M17 M18 M19 M20 M21 M22 2房优先级判断灯 3房优先级判断灯 3房优先级判断灯 3房优先级判断灯 1号病房1号床按置位按钮 1号病房1号床计时器置位按钮 1号病房2号床按置位按钮 1号病房2号床计时器置位按钮 1号病房3号床按置位按钮 1号病房3号床计时器置位按钮 1号病房4号床按置位按钮 1号病房4号床计时器置位按钮 2号病房1号床按置位按钮 2号病房1号床计时器置位按钮 2号病房2号床按置位按钮 2号病房2号床计时器置位按钮 2号病房3号床按置位按钮 2号病房3号床计时器置位按钮 2号病房4号床按置位按钮 2号病房4号床计时器置位按钮 3号病房1号床按置位按钮 3号病房1号床计时器置位按钮 3号病2号床按置位按钮 3号病房2号床计时器置位按钮 3号病房3号床按置位按钮 3号病房3号床计时器置位按钮 3号病房4号床按置位按钮 13 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 信号灯 信号灯 信号灯 信号灯 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 M23 M24 M25 M26 M27 M28 M29 M30 M31 M32 M33 M34 M35 M36 M37 M38 M39 M40 M41 M42 M43 M44 M45 M46 M47 T0 T1 3号病房4号床计时器置位按钮 1房1床房灯控制按钮 1房2床房灯控制按钮 1房3床房灯控制按钮 1房4床房灯控制按钮 2房1床房灯控制按钮 2房2床房灯控制按钮 2房3床房灯控制按钮 2房4床房灯控制按钮 3房1床房灯控制按钮 3房2床房灯控制按钮 3房3床房灯控制按钮 3房4床房灯控制按钮 1房1床优先级判断按钮 1房2床优先级判断按钮 1房3床优先级判断按钮 1房4床优先级判断按钮 2房1床优先级判断按钮 2房2床优先级判断按钮 2房3床优先级判断按钮 2房4床优先级判断按钮 3房1床优先级判断按钮 3房2床优先级判断按钮 3房3床优先级判断按钮 3房3床优先级判断按钮 1号病房1号床计时器 1号病房2号床计时器 14 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 1有效 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 寄存器 记时间 计时器 记时间 计时器 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 1号病房3号床计时器 1号病房4号床计时器 2号病房1号床计时器 2号病房2号床计时器 2号病房3号床计时器 2号病房4号床计时器 3号病房1号床计时器 3号病房2号床计时器 3号病房3号床计时器 3号病房4号床计时器 记时间 计时器 记时间 计时器 记时间 计时器 记时间 计时器 记时间 计时器 记时间 计时器 记时间 计时器 记时间 计时器 记时间 计时器 记时间 计时器 四、系统仿真和调试 1、程序输入： 1）首先运行PLC程序软件，把所设计的程序输入程序软件中。 2）对程序进行检测，然后调试。 3）调试无误后进行仿真。 15 2、仿真过程 3、工作过程： 1）呼叫过程：当一号病房一号床位需要帮助时，他可以按下紧急呼叫按钮即X000，他所在床位的继电器线圈就会得电，它的常开触点就会闭合即M0闭合，他所在的病床床头灯即Y000就会亮，同时计时器T0开始计时。如果他在五秒之内按下复位按钮X001，床头灯立即灭，计时结束后，病房门口紧急指示灯Y4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Y17。 2）处理过程：护士站的病房紧急呼叫中心内，护士听见呼叫声并看见闪烁指示灯Y17闪烁，她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，待事故处理妥当后，护士按下复位按钮X001，病房紧急闪烁指示灯和病床上的紧急指示灯方可被重置。 由于病床呼叫是并行运行的，所以其他病床的工作过程和一病房一病床的类似。 3、优先级判断说明： 在护士站的病房紧急呼叫中心设计了优先级判断灯阵Y33-Y43。具体判断过程如下：Y33-Y43组成灯阵，其中行代表病房，列代表先后顺序，即当哪一个房16 间先呼叫，它所在的第一列的灯就先亮，第二个呼叫的它所在的第二列的灯就亮，第三个呼叫的它所在的第三列的灯就亮。优先级判断灯阵如下表： 一号房 二号房 三号房 第一个灯亮 第二个灯亮 第三个灯亮 五、结束语 通过本次病床系统的课程设计，我们实现了病床呼叫系统的各个要求，并且具有良好地优先级判断能力，从实际出发，达到了很好的仿真效果。本次的课程设计，不仅使我熟悉了PLC的基本编程方法，而且还加深了我对PLC梯形图、指令表、外部接线图的理解，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论知识运用的过程中，不但提高了我的工程素质，还提高了我的工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。通过在网上查找资料以及到图书馆学习，也使我更好的理解和认识了关于PLC设计原理和实际中的应用过程。 拿到病床呼叫系统这个课程设计题目后，首先我们对设计要求进行了分析，发现其中有个要求与实际不符合，经过思考与讨论后，我们决定按照实际出发，并在接下来的几天中，我们不断的设计、修改、调试、仿真，经过不断的探索和努力，我们终于完成了设计要求。 理论知识与实践运用总是存在很大的差距的。在没有做课程设计以前，我们对知识的掌握都只是在思想上的，对一些细节不加重视。当我们把自己编出来的程序运用到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。通过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC 的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。 从动手调试的过程中，增加了我们对这项技术的了解，使我们体会到了只有好好学习，才能解决问题。从理论中得出结论，才能真正的学到知识，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。培养了我们实际动手能力和解决问题的能力，这使我们更深层次的接触到了我们以后的工作方向，而且这次实习更接近于我们以后的工作内容，所以这些都为我们以后的学习和工作打下了坚实的基础。 本次的课程设计任务已接近尾声，但却使我受益匪浅。我们将理论知识与实践运用相结合，不断发现自己的不足，努力提高自己的动手能力与解决问题的17 能力，并敢于创新，不断挑战，最终我们取得了很好的效果。通过这次课程设计，不仅巩固了自己所学的专业知识，也为自己今后的学习和工作指明了方向。我相信，只要我们今后更加努力的学习专业知识，提高自身解决问题的能力，我们定会在今后的事业上开辟一番新天地。 参考文献 1 郁汉琪.电气控制与可编程序控制器应用技术M.南京: 东南大学出版社，2003 2 马志溪.电气工程设计M.北京: 机械工业出版社，2002 3 余雷声.电气控制与PLC应用.M.北京:机械工业出版社,1995 4 张华林，林达明，无线病房呼叫系统的设计。国外电子元器件，2006.8 5 董德发，张天春.自控工程设计基础M.大庆：大庆石油学院，1999. 18