《PLC病床呼叫系統(tǒng)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)任務(wù)廣東石油化工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目：病床呼叫系統(tǒng)指導(dǎo)教師：鄧昌奇專(zhuān)業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)：姓名：22

1設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)任務(wù)學(xué)號(hào)：設(shè)計(jì)二病床呼叫系統(tǒng)摘要課程設(shè)計(jì)是整個(gè)教學(xué)過(guò)程的倒數(shù)第二個(gè)環(huán)節(jié)，是將課堂教學(xué)與社會(huì)實(shí)踐緊密聯(lián)結(jié)的紐帶，為明年的畢業(yè)設(shè)計(jì)做鋪墊和讓我們做好思想準(zhǔn)備。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，可以將我們課堂上所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中，去解決具體的工程應(yīng)用問(wèn)題，加強(qiáng)實(shí)踐能力的鍛煉，提高分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。課程設(shè)計(jì)主要用于醫(yī)院病務(wù)區(qū)的病人有緊急或自己不方便的事件時(shí)呼叫護(hù)士站尋求幫助，護(hù)士根據(jù)站內(nèi)指示燈及響鈴獲取求助信息的來(lái)源，并能及時(shí)的給其提供幫助。護(hù)士在站內(nèi)發(fā)現(xiàn)信號(hào)時(shí)及時(shí)將站內(nèi)燈及響鈴復(fù)位，在處理完后再在病床前的開(kāi)關(guān)將病床及病房的燈及鈴復(fù)位。關(guān)鍵詞：PLC、工作原理、復(fù)位22

2設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)任務(wù)目錄設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)任務(wù)………........................................................................（1）第一章方案構(gòu)思..............................................................................................（2）1.1可編過(guò)程控制器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理.......................................................（2）1.2整體方案設(shè)計(jì)思路...........................................................................................（2）第二章控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)................................................................（4）2.1PLC簡(jiǎn)介….........................................................................................................（4）2.2系統(tǒng)硬件組成...................................................................................................（4）2.3控制方法分析...................................................................................................（4）2.4I/O分配..............................................................................................................（4）第三章ＰＬＣ控制程序設(shè)計(jì)......................................................................（6）3.1I/O接線(xiàn)圖設(shè)計(jì)..............................................................................................（6）3.2控制系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì)......................................................................................（7）3.3控制系統(tǒng)時(shí)序圖...............................................................................................（7）3.4實(shí)現(xiàn)的效果.......................................................................................................（8）第四章程序設(shè)計(jì)與調(diào)試.............................................................................（10）4.1系統(tǒng)調(diào)試及解決的問(wèn)題..................................................................................（10）4.2結(jié)果分析...........................................................................................................（10）總結(jié)........................................................................................................................（11）參考文獻(xiàn)..................................................................................................................(11)附錄一..................................................................................................................（12）附錄二...................................................................................................................（18）22

3設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)要求：1．共有3個(gè)病房，每間病房4個(gè)床位。每一病床床頭均有緊急呼叫按鈕及重置按鈕，以利病人不適時(shí)緊急呼叫。2．設(shè)每一層樓有一護(hù)士站，每一護(hù)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(shí)，該病床床頭緊急指示燈動(dòng)作且病房門(mén)口緊急指示燈閃爍，同時(shí)同樓層的護(hù)士站顯示病房緊急呼叫并閃爍指示燈。4．在護(hù)士站的病房緊急呼叫中心，每一病房都有編號(hào)，用指示燈顯示哪一病房先按下病人緊急呼叫按鈕，并要具有優(yōu)先級(jí)判別的能力。5．一旦護(hù)士看見(jiàn)護(hù)士站緊急呼叫閃爍燈后，須先按下護(hù)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，若事故處理妥當(dāng)后，病房緊急閃爍指示燈和病床上的緊急指示燈方町被重置。設(shè)計(jì)任務(wù)：學(xué)生根據(jù)控制要求，明確設(shè)計(jì)任務(wù)，擬定設(shè)計(jì)方案與進(jìn)度計(jì)劃，運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)，進(jìn)行病床呼叫系統(tǒng)運(yùn)行原理設(shè)計(jì)、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)，提高理論知識(shí)工程應(yīng)用能力、系統(tǒng)調(diào)試能力、分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。主要內(nèi)容包括：1.設(shè)計(jì)出硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖、接線(xiàn)圖、時(shí)序圖等；2.系統(tǒng)有啟動(dòng)、停止功能；3.運(yùn)用功能指令進(jìn)行PLC控制程序設(shè)計(jì)，并有主程序、子程序和中斷程序；4.程序結(jié)構(gòu)與控制功能自行創(chuàng)新設(shè)計(jì)；5.進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)病床呼叫系統(tǒng)的控制要求。22

4設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)任務(wù)22第一章方案構(gòu)思22第一章方案構(gòu)思第1章方案構(gòu)思PLC是一個(gè)以微處理器為核心的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)裝置，專(zhuān)為在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用以在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)/計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC是微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機(jī)械觸點(diǎn)的接線(xiàn)復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點(diǎn)，充分利用了微處理器的優(yōu)點(diǎn)，又照顧到現(xiàn)場(chǎng)電氣操作維修人員的技能與習(xí)慣，采用了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡(jiǎn)單指令形式，使用戶(hù)程序編制形象、直觀(guān)、方便易學(xué)；調(diào)試與查錯(cuò)也都很方便。1.1可編過(guò)程控制器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理PLC種類(lèi)繁多，但其組成結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同。用可編過(guò)程控制器實(shí)施控制，其實(shí)質(zhì)是按一定算法進(jìn)行輸入輸出變換，并將這個(gè)變換予以物理實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。PLC專(zhuān)為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，它主要是由CPU、電源、存儲(chǔ)器和專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的輸入輸出接口電路等組成。PLC的結(jié)構(gòu)框圖如圖1.1所示。1.2、整體方案設(shè)計(jì)思路1）設(shè)計(jì)原則22

5第一章方案構(gòu)思①最大限度的滿(mǎn)足機(jī)械電氣設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程的控制要求；②在滿(mǎn)足控制要求的情況下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)；③保證控制系統(tǒng)的安全可靠；④考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇PLC容量時(shí)，應(yīng)當(dāng)留有余地22第一章方案構(gòu)思2）設(shè)計(jì)內(nèi)容①擬定控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)要求；②選擇電氣傳動(dòng)形式和電動(dòng)機(jī)、電磁閥等執(zhí)行組件；③選定PLC型號(hào)；④編制PLC的輸入/輸出端子接線(xiàn)圖；⑤根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求編寫(xiě)軟件規(guī)格說(shuō)明書(shū)，然后在用相應(yīng)的編程語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)；3）設(shè)計(jì)步驟①深入了解和分析被控制對(duì)象的工藝條件及控制要求；②選擇適合的的PLC類(lèi)型；③分配I/O點(diǎn)；④設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)梯形圖；⑤輸入并調(diào)試程序。22

6第一章方案構(gòu)思22第二章控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)第2章控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1PLC簡(jiǎn)介PLC是一種專(zhuān)門(mén)在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制2.2系統(tǒng)硬件組成在硬件設(shè)計(jì)方面，首先是選用優(yōu)質(zhì)器件，再就是采用合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，加固，簡(jiǎn)化安裝，使它易于抗振動(dòng)沖擊，對(duì)印制電路板的設(shè)計(jì)、加工及焊接都采取了極為嚴(yán)格的工藝措施，而且在電路、結(jié)構(gòu)及工藝上采取了一些獨(dú)特的方式。例如，在輸入/輸出電路中都采用了光電隔離措施，做到電浮空，既方便接地，用提高了抗干擾性能；各個(gè)I/O端口都除采用了常規(guī)模擬器濾波以外，還加上了數(shù)字濾波；內(nèi)部采用了電磁屏蔽措施，防止輻射干擾；采用了較先進(jìn)的電源電路，以防止由電源回路串入的干擾信號(hào)；采用了較合理的電路程序，一旦某模塊出現(xiàn)故障，進(jìn)行在線(xiàn)插拔、調(diào)試時(shí)不會(huì)影響各機(jī)的正常運(yùn)行。由于PLC本身具有很高的可靠性，所以發(fā)生故障的部位大多集中在輸入/輸出的部件上，以及如傳感器件、限位開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、電磁電機(jī)等外圍裝置上。本設(shè)計(jì)需要38個(gè)輸入端，所以PLC采用三菱FX2N-80MR,24VDC,輸入單元為40點(diǎn)。2.3控制方法分析病床呼叫系統(tǒng)有主機(jī)、從機(jī)等兩部分組成。從機(jī)（呼叫源）即病床按鈕，主機(jī)包括PLC及顯示和監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。主機(jī)中PLC工作方式為循環(huán)掃描方式，在系統(tǒng)程序控制下，PLC順序讀入輸入端口各呼叫源的狀態(tài)，并且不斷地循環(huán)掃描。一旦有呼叫按鈕按下，PLC立即響應(yīng)，通過(guò)設(shè)置的程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制。2.4I/O分配輸入：表2-1I/O輸入22

7第二章控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)1房1-4床緊急按鈕X0-X32房1-4床緊急按鈕X4-X73房1-4床緊急按鈕X10-X131房1-4床重置按鈕X14-X172房1-4床重置按鈕X20-X233房1-4床重置按鈕X24-X27護(hù)士站1房1-4床復(fù)位按鈕X30-X33護(hù)士站2房1-4床復(fù)位按鈕X34-X37護(hù)士站3房1-4床復(fù)位按鈕X40-X43護(hù)士站1房1-4床取消緊急呼叫及閃燈按鈕X44護(hù)士站2房1-4床取消緊急呼叫及閃燈按鈕X45護(hù)士站3房1-4床取消緊急呼叫及閃燈按鈕X46輸出：表2-2I/O輸出護(hù)士站顯示1房閃燈Y0護(hù)士站顯示2房閃燈Y1護(hù)士站顯示3房閃燈Y2護(hù)士站顯示1房響鈴Y3護(hù)士站顯示2房響鈴Y4護(hù)士站顯示3房響鈴Y51房1-4床燈亮Y6-Y112房1-4床燈亮Y12-Y153房1-4床燈亮Y16-Y211房燈閃Y222房燈閃Y233房燈閃Y24輸出保持Y2522

8第二章控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)22第3章PLC控制程序設(shè)計(jì)第3章ＰＬＣ控制程序設(shè)計(jì)3.1I/O接線(xiàn)圖設(shè)計(jì)22

9第3章PLC控制程序設(shè)計(jì)3.2控制系統(tǒng)流程圖設(shè)計(jì)22

10第3章PLC控制程序設(shè)計(jì)圖3-1控制系統(tǒng)流程圖3.3控制系統(tǒng)時(shí)序圖以1床病人為例：病人5秒內(nèi)未按下重置按鈕：22

11第3章PLC控制程序設(shè)計(jì)圖3-2病人5秒內(nèi)未按下重置按鈕5秒鐘內(nèi)按下重置按鈕：圖3-3病人5秒內(nèi)按下重置按鈕3.4實(shí)現(xiàn)的效果當(dāng)一號(hào)病房一號(hào)床位需要幫助時(shí)，他可以按下按鈕即0000，他所在床位的22

12第3章PLC控制程序設(shè)計(jì)繼電器線(xiàn)圈就會(huì)得電，它常開(kāi)觸點(diǎn)就會(huì)閉合,然后T0同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，同時(shí)一號(hào)病房的等就會(huì)發(fā)亮，即X106得電，同時(shí)蜂鳴器也會(huì)想起，即X103得電，同時(shí)醫(yī)護(hù)室所對(duì)應(yīng)的病床的等也在閃爍，即X100得電。當(dāng)醫(yī)護(hù)人員接到信號(hào)，他們可以按下復(fù)位按鈕即X36，使信號(hào)停止呼叫。然后等的就熄滅，蜂鳴器也停止報(bào)警。22第4章系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析22

13第4章系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析第4章系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析4.1系統(tǒng)調(diào)試及解決的問(wèn)題先將程序輸入試驗(yàn)機(jī)，再用模擬信號(hào)調(diào)試，調(diào)試成功后再投入使用，再模擬調(diào)試時(shí)，我們最常用的是輸入短接法調(diào)試。用輸入短接法調(diào)試程序。用一根導(dǎo)線(xiàn)將電”+”和PLC輸入端的COM端短接；另用一根導(dǎo)線(xiàn)的一端接電源“-”,另一端做活動(dòng)端。將一根活動(dòng)端與00短接，觀(guān)察到所對(duì)應(yīng)的燈亮，然后將活動(dòng)端與01接通。4.2結(jié)果分析本系統(tǒng)主要以PLC為核心，利用PLC的強(qiáng)大的控制功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)病床的呼叫控制。利用梯形圖程序可以很直觀(guān)的看出運(yùn)行過(guò)程。利用可編程控制器控制，具有接線(xiàn)簡(jiǎn)單、編程直觀(guān)、擴(kuò)展容易等特點(diǎn)。當(dāng)建筑物的層樓增加時(shí)，硬件接線(xiàn)上只需增加樓層，病房相應(yīng)的輸入信號(hào)。原來(lái)的接線(xiàn)不需改變，軟件上只需增加相應(yīng)樓層，房間，床位的功能，要改動(dòng)的地方也較少。調(diào)試結(jié)果表明，在適應(yīng)性、精確性和可靠性方面，到達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求，表明該設(shè)計(jì)方案是可行的。22總結(jié)22總結(jié)22

14總結(jié)總結(jié)長(zhǎng)期以來(lái)，PLC始終處于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場(chǎng)，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供非?？煽康目刂品桨?，與DCS和工業(yè)PC形成了三足鼎立之勢(shì)。同時(shí)，PLC也承受著來(lái)自其它技術(shù)產(chǎn)品的沖擊，尤其是工業(yè)PC所帶來(lái)的沖擊。但是中國(guó)有利的商業(yè)環(huán)境，為來(lái)自世界各地的制造業(yè)者準(zhǔn)備了充足的投資機(jī)會(huì)和建立起工廠(chǎng)的條件。伴隨著日益上升的消費(fèi)需求，外國(guó)直接投資流入中國(guó)升速，推進(jìn)了中國(guó)的制造業(yè)，緊接著推動(dòng)了可編程序邏輯控制器（PLC）在中國(guó)的市場(chǎng)。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，使我加深了對(duì)PLC梯形圖、指令表、外部接線(xiàn)圖的理解，還有經(jīng)過(guò)在網(wǎng)上查找資料以及到圖書(shū)館學(xué)習(xí)，也使我更好的理解和認(rèn)識(shí)了關(guān)于PLC設(shè)計(jì)原理和實(shí)際中的應(yīng)用過(guò)程。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中我們互相討論，請(qǐng)教老師，在不斷的調(diào)試各自的程序中，發(fā)現(xiàn)了很多各自的問(wèn)題并進(jìn)行研究解決。我們?cè)囍貌煌脑O(shè)計(jì)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)我們的課題，這樣不僅可以拓寬我們的思路，還可以使我們的設(shè)計(jì)成果更加嚴(yán)謹(jǐn)。本次課程設(shè)計(jì)可以為我以后工作打下一定的基礎(chǔ)。作為大學(xué)生活的一部分課程設(shè)計(jì)是文明的學(xué)習(xí)生活與精神生活更加的豐滿(mǎn)，充實(shí)，從中我們不僅實(shí)踐了我們所學(xué)的知識(shí)，更鍛煉了我們?yōu)槿颂幨碌囊环N態(tài)度，人在大學(xué)既要學(xué)知識(shí)，又要學(xué)做人。在這次課設(shè)中，我以前關(guān)于PLC的知識(shí)面得到了拓展，知道的得到了鞏固，不知道的，借助于圖書(shū)館和網(wǎng)絡(luò)得到解決，很多棘手的難題在鄧?yán)蠋熀屯瑢W(xué)的幫助下得到了很好的解決。在相關(guān)的資料的查詢(xún)中，我對(duì)信息的篩選能力又得到了提升。再次感謝鄧昌奇老師不惜浪費(fèi)自己的時(shí)間來(lái)幫助我解決問(wèn)題。參考文獻(xiàn)：[1]鄧星鐘.?機(jī)電傳動(dòng)控制[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2007.[2]王阿根.?PLC控制程序精編108例[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012.[2]鐘肇新.?可編程控制器原理及應(yīng)用[M].廣州：華南理工大學(xué)出版社，2008.[4]郭和偉.?電氣及PLC控制技術(shù)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2007.[5]陳立定.?電氣控制與可編程控制器[M].廣州：華南理工大學(xué)出版社，2001.[6]魯遠(yuǎn)棟.?PLC機(jī)電控制系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，20122總結(jié)22

15附錄一梯形圖附錄一梯形圖一房1-4號(hào)病床·22

16附錄一梯形圖22

17附錄一梯形圖二房1-4號(hào)病床22

18附錄一梯形圖22

19附錄一梯形圖三房1-4號(hào)病床22

20附錄一梯形圖22附錄一梯形圖22

21附錄二指令表附錄二指令表以一房一床為例0LDX01ORY252ANIX143ANIX304OUTY255LDY256OUTTOK509LDT010ORY611ANIX3012OUTY613MPS14ANIT215OUTT1K1018MPP19ANDT120OUTT2K1023OUTY2224LDT025ORY326ANIX4427OUTY328MPS29ANIT430OUTT3K1033MPP34ANDT335OUTT4K1038OUTY039END22