学院（系）：工程技术学院信息系
专业班级：电气自动化三班
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学号：4
指导教师：***
设计日期：
题目七基于PLC的病床呼叫控制系统设计与调试
一、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，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町被重置。
二、设计要求：
1、根据控制要求，明确输入/输出信号；
2、画出各输入和输出信号的工作时序图；
3、画出梯形图；
4、上机运行，检查程序是否符合控制要求，进一步修改程序。
目录
第一章绪论 0
1.1病床呼叫系统的概念 0
1.2呼叫系统的存在价值 0
1.3呼叫系统的现状 0
1.4病床紧急呼叫系统的特点 0
第二章设计任务及要求 (1)
2.1设计任务 (1)
2.2设计要求 (1)
2.3PLC的选型 (1)
2.4警报灯的选择 (2)
第三章系统总体方案设计 (3)
3.1PLC简介及工作原理 (3)
3.2设计方案说明 (5)
3.3病床呼叫系统的组成及工作方式 (6)
3.4I/O分配表 (6)
3.5系统接线图设计 (8)
第四章控制系统的设计 (8)
4.1控制程序流程图设计 (8)
4.2病床呼叫系统时序图 (9)
4.3程序设计（如图） (9)
4.4创新设计内容 (10)
第五章程序调试和仿真 (10)
5.1调试 (10)
5.2仿真 (10)
第六章心得与体会 (11)
参考文献 (11)
第一章绪论
1.1 病床呼叫系统的概念
病房呼叫系统，简称呼叫仪或请护仪，它的作用是将病人的求助请求迅速而准确地通知医护人员，以便及时进行处治。它的使用既可方便病人，又可减少医护人员的巡查次数，减轻其劳动强度，因而在临床上得到普遍的应用。
1.2 呼叫系统的存在价值
患者在住院期间，可能会在任意时间请求医生或护士进行诊断或护理。临床求助呼叫是传送临床信息
的重要手段，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，要将患者的请求快速传送给值班医生或护士，并在护士站的监控中心留下准确完整的记录，是提高医院和病室护理水平的必备设备之一。病床呼叫系统要求及时、准确、可靠，简便可行，利于推广，其性能的优劣直接关系到病员的安危，因此历来受到各大医院的普遍重视。
1.3 呼叫系统的现状
目前，医院病床呼叫装置大多由单片机及低压电力线等传输媒质所构成，采用数字电路。一般都具有声光报警功能，医护人员能够及时了解病人的请求。病床呼叫系统的主机一般都设置在护士值班室，主机通过导线与各病房病床的终端呼叫器(一般为机械开关)相连，因此病房和值班室之间需要大量的连线，布线施工麻烦、成本也高。
1.4 病床紧急呼叫系统的特点
医院病房中使用的呼叫装置有无线式和有线式两种形式。其中，有线式一般是采用单片机作为核心控制部件。本研究提出的呼叫系统也属于有线式，但是核心部件为PLC，该系统主要解决了目前呼叫系统中存在的以下问题：
(1)无线式呼叫系统由于需要“发射”和“接收”两个系统，存在传输距离、可靠性、设备体积与价格、占用
无线频道资源以及发射的电磁波可能会影响医疗设备的正常使用等问题。因此，目前医院中很少采用。
(2)单片机构成的呼叫系统如果采用低压电力线作为传输媒质，必须解决信息衰减、电平转换、信息耦合、滤波等问题，使得外围接口电路非常复杂。在软件设计上还要确定单片机与外设之间的通信方式，以保证在任意时刻只要有呼叫源发出请求系统立刻响应。软件设计和硬件设计的繁琐，给开发和维护带来了极大不便。近年来， PLC 的功能不断趋向于计算机化，价格不断下降，体积不断缩小。特殊的I/O接口可以使呼叫按钮直接与PLC输入相接，输出可以直接带报警器显示装置等。与计算机联网通信十分方便。独具特的编程方式，非常易于普及。PLC的应用已不再局限于工业控制领域，在其他控制领域也获得广泛应用。
第二章设计任务及要求
2.1 设计任务
本课程设计主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叫护士站寻求帮助，护士根据站内指示灯及响铃获取求助信息的来源，并能及时的给其提供帮助。护士在站内发现信号时及时将站内灯及响铃复位，在处理完后再在病床前的开关将病床及病学生根据控制要求，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、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）运用功能指令进行PLC控制程序设计；
（3）程序结构与控制功能自行创新设计；
（4）进行系统调试，实现病床呼叫系统的控制要求。房的灯及铃复位。
2.2 设计要求
（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。
病房呼叫系统（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。
2.3 PLC的选型
P根据设计要求可以得知，PLC的输入信号有：一号病房呼叫信号1~4床位4个，一号病房复位信号1~4床4个，二号病房呼叫信号1~4床位4个，二号病房复位信号1~4床4个，三号病房呼叫信号1~4床位4个，三号病房复位信号1~4床4个，护士站1~3号病房复位信号3个，病床呼叫系统输入信号总共有27个；输出信号有：一号病房1~4号床位显示4个，二号病房1~4号床位显示4个，三号病房1~4号床位显示4个，护士站1~3呼叫显示6个，输出信号总共有20个。
根据I/O信号数量、类型以及控制要求，所以选择FX2N-64MR型PLC，输入单元为64点。
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