plc课程设计病床呼叫系统

plc课程设计病床呼救器创新一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和应用技能，能够运用PLC设计并实现一个病床呼救器创新项目。

通过本课程的学习，学生将能够：1.知识目标：理解PLC的工作原理、内部结构和编程方法；掌握PLC的基本指令和功能模块；了解PLC在医疗设备中的应用。

2.技能目标：能够使用PLC编程软件进行程序设计；能够对PLC进行硬件接线和调试；能够分析和解决PLC应用过程中遇到的问题。

3.情感态度价值观目标：培养学生对PLC技术的兴趣和好奇心，提高学生运用PLC技术解决实际问题的能力，培养学生的创新精神和团队合作意识。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.PLC基本原理：介绍PLC的工作原理、内部结构和编程方法。

2.PLC编程技术：讲解PLC的基本指令和功能模块，包括逻辑运算、定时器、计数器、数据传送等。

3.PLC应用案例：分析PLC在医疗设备中的应用案例，如病床呼救器、手术室灯光控制系统等。

4.病床呼救器创新项目：引导学生进行病床呼救器的设计和实现，包括硬件选型、程序编写、系统调试等。

三、教学方法为了达到本课程的教学目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解PLC的基本原理、编程技术和应用案例。

2.案例分析法：分析具体的PLC应用案例，让学生了解PLC在实际中的应用。

3.实验法：引导学生进行病床呼救器的硬件接线和程序调试，提高学生的实践能力。

4.小组讨论法：学生进行小组讨论，促进学生之间的交流与合作，培养学生的团队协作精神。

四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的PLC教材，为学生提供系统、全面的知识体系。

2.参考书：提供相关的PLC技术参考书籍，丰富学生的知识储备。

3.多媒体资料：制作精美的PPT课件，直观地展示PLC的工作原理和应用案例。

4.实验设备：准备PLC实验装置和编程软件，为学生提供实践操作的机会。

病床呼叫系统 plc课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和功能，掌握其在病床呼叫系统中的应用；2. 学会使用相关软件进行PLC编程，实现对病床呼叫系统的控制；3. 了解病床呼叫系统的基本构成、工作原理及其在医疗领域的实际应用。

技能目标：1. 培养学生运用PLC技术解决实际问题的能力，能独立完成病床呼叫系统的PLC程序设计；2. 提高学生的实际操作能力，熟练使用相关工具和仪器进行系统调试；3. 培养学生的团队协作能力，学会在项目中进行有效沟通与分工。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对自动化技术、特别是PLC技术的学习兴趣，提高其学习积极性；2. 培养学生关注社会热点问题，了解医疗领域的发展需求，树立为社会发展贡献自己的力量的意识；3. 引导学生认识到科技在提高人们生活质量方面的重要作用，培养其创新精神和责任感。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合实际项目案例，使学生能够将理论知识与实际应用相结合。

学生特点：学生具备一定的PLC基础知识，具备初步编程能力，对实际项目具有一定的兴趣。

教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生的动手实践能力，培养解决实际问题的能力。

在教学过程中，关注学生的学习进度，及时调整教学策略，确保课程目标的实现。

通过课程学习，使学生具备病床呼叫系统PLC设计的能力，为今后的职业发展打下坚实基础。

二、教学内容1. PLC基础知识回顾：包括PLC的定义、分类、工作原理等，重点回顾PLC 的编程语言及编程方法，为后续病床呼叫系统的PLC程序设计打下基础。

2. 病床呼叫系统概述：介绍病床呼叫系统的基本构成、功能、应用场景及其在医疗领域的意义。

3. 病床呼叫系统PLC设计：a. 分析系统需求，明确设计任务；b. 选择合适的PLC型号，了解其性能参数；c. 设计PLC硬件接线图，掌握输入输出端口分配；d. 编写PLC程序，实现病床呼叫系统的各项功能；e. 调试与优化系统，确保系统稳定可靠。

目录第1章控制工艺流程分析 (1)1.1病床呼叫系统控制过程描述 (1)1.2. 病床呼叫系统控制工艺分析 (1)第二章控制系统总体方案设计 (2)2.1 系统硬件组成 (2)2.4系统结线图设计 (3)第3章控制系统梯形图程序设计 (5)3.1 控制程序流程图设计 (5)3.2 控制程序时序图设计 (5)3.3 控制程序设计思路 (7)第4章监控系统设计 (8)4.1 PLC与上位监控软件通讯 (8)4.2 上位监控系统组态设计及实现效果 (9)第5章系统调试及结果分析 (10)5.1 系统调试及解决的问题 (10)5.2 结果分析 (10)第6章课程设计心得 (11)参考文献 (12)附录 (13)第1章控制工艺流程分析1.1病床呼叫系统控制过程描述患者在住院期间，可能会在任意时间请求医生或护士进行诊断或护理。

临床救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。

本实验应用可编程控制，以一种以PLC为核心的智能化病床呼叫系统。

该系统利用PLC特殊的I/O接口，是系统构成更加简单，充分展示了它的特色和应用前景。

该系统具有呼叫、灯光报警、振铃、先是排队、优先权设定等功能，可满足医院对病房管理和护理的要求。

1.2. 病床呼叫系统控制工艺分析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。

基于PLC的病床呼叫系统的毕业设计设计这个系统的设计基于PLC（可编程逻辑控制器）技术，PLC是一种常用于自动化控制系统的设备。

它可以根据预先编写的程序来控制设备的运行，并监控和响应不同的输入信号。

病床呼叫系统由以下几个主要组件组成：1.按钮和指示灯：每张病床都配备一个按钮，病人可以按下按钮来呼叫护士或医生。

当按钮被按下时，指示灯会亮起，表示呼叫已发出。

2.PLC控制器：PLC控制器是系统的核心部分，它负责接收和处理来自按钮的输入信号。

一旦接收到呼叫信号，PLC控制器将发送信号给医院的呼叫中心或护士站。

3.呼叫中心/护士站：呼叫中心或护士站是接收并响应来自病床的呼叫的地方。

当接收到呼叫信号时，护士或医生可以快速采取行动，并前往相应的病床提供帮助。

4.响铃和语音提示器：当接收到来自病床的呼叫信号时，系统可以通过响铃或语音提示器向护士或医生发出声音警示，以确保他们可以及时回应。

设计这个系统的关键目标是快速准确地传递病人的呼叫信息，并确保护士或医生能够及时响应。

为了实现这个目标，我们还可以增加一些额外的功能，如：1.系统日志：记录每个呼叫事件的时间和具体细节，以便医院可以对病人的需求进行评估和分析。

2.呼叫队列：在繁忙的时间段，可能会有多个病人呼叫。

为了保证公平性和高效性，可以实现一个呼叫队列，按照呼叫的先后顺序给予响应。

3.无线通信：可以使用无线技术，如WiFi或无线电通信，使系统更加灵活无线通信，可以帮助护士或医生更方便地接收呼叫，并能快速找到病人的位置。

在设计过程中，我们需要考虑到系统的稳定性、安全性和易用性。

系统应具备高可靠性，确保在任何情况下都能正常运行。

同时，系统应保护病人的隐私和医院的数据安全。

最后，系统应简单易用，方便病人操作，减轻护士或医生负担。

总之，基于PLC的病床呼叫系统是一个非常值得设计的毕业项目。

通过合理的设计和实施，可以提高医院的服务质量和病人的生活质量。

同时，它还为毕业生提供了一个学习和应用自动化控制技术的机会，增加了他们的就业竞争力。

目录第1章设计任务与要求 (1)1.1 任务描述 (1)1.2 设计任务及要求 (1)1.3 采用plc控制的优点 (1)第2章可编程控制器(PLC)的特点 (2)2.1 硬件的可靠性 (2)2.2 配套齐全，功能完善，适用性强 (2)2.3 编程简单，使用方便 (2)2.4 易于安装，便于维护 (3)第3章基本方案分析 (4)3.1 Plc编程方法 (4)3.2 Plc工作原理 (4)3.3 病床呼叫器控制系统设计流程图 (4)第4章病床呼叫系统设计方案 (6)4.1 病床呼叫器示意图 (6)4.2 病床呼叫系统框图 (6)4.3 呼叫控制系统的I/O通道分配 (7)4.4 Plc的I/O接线图 (8)4.5 梯形图 (9)4.6 指令表 (11)4.7 程序调试 (13)结束语 (14)参考文献 (15)第1章设计任务与要求1.1 任务描述在很多医院的住院病房里，病房的每一张病床与护士站都需要随时进行联系，通过呼叫器可实现远距离呼叫，以便使病人在急需时向医护人员发出救助信号。

某住院病房有14个房间，每个房间有4张病床，每张病床配有一个呼叫按钮。

护士站安装蜂鸣器HA和呼叫指示灯，每个呼叫指示灯对应一个病床的呼叫按钮。

1.2 设计任务及要求1．当某个病床发出救助信号（按下呼叫按钮）后，护士站的蜂鸣器发出短促音，与呼叫信号对应的指示灯闪烁（闪烁频率自定）。

2．当医护人员听到呼叫后，可按下呼叫响应按钮SB0，蜂鸣器停止工作，呼叫指示灯在20s后停止显示。

3．如果同时或者在一段时间内有多个呼叫信号，护士站的蜂鸣器仍发出短促音，与这些呼叫信号对应的那些指示灯均闪烁，医护人员按下呼叫响应按钮后，蜂鸣器停止工作，呼叫指示灯在20s后停止显示。

4．尽可能少地占用PLC的外部资源。

1.3 采用plc控制的优点1. 在采用PLC控制，主要是用软件实现对其运行的自动控制，可靠性大大提高。

2. 控制系统结构简单，外部线路简化。

1 系统总体方案设计选择1.1方案论证和选择方案一：病房呼叫系统的逻辑门电路如图1.1所示。

它由模拟开关、优先编码器、锁存器、数码管、逻辑门、信号灯、单稳态触发器、蜂鸣器组成。

模拟病房号通过优先编码器显示优先级最高的病床号。

并且通过锁存器储存起来，按R键将清除已处理的信号。

图1.1 病房呼叫系统的逻辑方框图（方案一）当有病床呼叫时，信号通过单稳态触发使蜂鸣器响5秒钟。

数码管显示优先级高的病房号，同时报警灯亮，等待人员处理。

方案二：病房呼叫系统的逻辑门电路如图1.2所示。

它所用的元件和模块与方案一相同，只是先通过呼叫显示模块、优先显示模块、5秒呼叫模块，再锁存。

图1.2 病房呼叫系统的逻辑方框图（方案二）对两方案比较过程后，发现两种方案都能够对最优先级别的呼叫信号进行处理，编码和译码，最后显示出来。

在完成最优先级呼叫信号的处理之后，方案一可以通过医护人员手动复位，从而对其他信号的处理，而方案二在处理完最高级别信号后，不能再对其他信号进行处理。

很明显方案二不满足本设计的要求。

因此，本设计选取方案一。

1.2 系统硬件配置及组成原理5秒呼叫模块利用555集成时基电路组成脉冲启动型单稳态电路，产生定长时间的震荡信号驱动蜂鸣器呼叫。

配以相应参数的阻容器件，可将震荡时间准确的控制在要求的5秒钟。

电路原理图如下：图2.1 5秒呼叫电路原理此电路由模拟开关、4输入或非门集成芯片4002、由555构成的单稳态触发器和蜂鸣器组成。

模拟开关初始状态为全低电平。

将模拟开关的所有输入端经与非门后接入555的触发输入2端。

再由555的输出端3接蜂鸣器。

当无病房呼叫时，模拟开关全为低电平输入给逻辑门，之后输入555的2端口时依旧是高电平。

由于由555构成的单稳态触发器是低电平触发，且无触发时输出低电平。

所以此时蜂鸣器无声音。

只要有病房呼叫时，555的2端将接入低电平，触发器被触发，进入暂稳态状态中。

其输出端3输出5秒的高电平，则蜂鸣器呼叫5秒钟。

基于PLC的病床呼叫器控制系统设计病床呼叫器是一种用于病房或养老院等医疗机构的紧急呼叫装置，让病人或老年人在需要帮助时可以及时呼叫护士或护工。

PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于控制工业自动化系统的电子设备，它可以根据程序逻辑来控制和监视各种机器和设备。

系统组成：1.病床呼叫器：每张病床上都安装一个呼叫器按钮，病人或老人可以按下按钮发送呼叫信号。

2.中央控制器：用于接收并处理呼叫信号，并向护工发送警报信号。

3.护工接收设备：护工可以通过这个设备接收到病床呼叫器的警报信息。

系统工作原理：1.当病人或老人需要帮助时，他们可以按下病床呼叫器上的按钮，发送呼叫信号。

2.呼叫信号被病床呼叫器发送到中央控制器。

3.中央控制器接收到呼叫信号后，会判断具体是哪个病床发送了呼叫信号，并向护工接收设备发送相应的警报信号。

4.护工接收设备接收到警报信号后，会发出警报声或者显示相应的呼叫信息。

5.护工根据呼叫信息，及时前往相应的病床进行处理。

系统设计要点：1.中央控制器需要具备接收和处理多个呼叫信号的能力，可以通过编程控制来实现。

2.护工接收设备需要能够接收和显示多个病床呼叫器的警报信息，可以使用多路输入设备来实现。

3.病床呼叫器需要安装在病床上的易于患者使用的位置，按下按钮时要能够明确发送呼叫信号的病床位置。

4.系统需要具备可靠的通信能力，确保呼叫信号的传输和处理的及时性和准确性。

系统优势：1.提高了病人和老人的安全性，可以在他们需要帮助的时候迅速呼叫护工。

2.减轻了护工的工作压力，可以更加高效地响应呼叫信号。

3.可以及时记录和分析病人或老人的呼叫信息，为医疗管理提供数据支持。

总而言之，基于PLC的病床呼叫器控制系统设计可以提高病人和老人的护理质量，减轻护工工作压力，是一种有效的医疗设备控制系统。

机电工程学院课程设计说明书设计题目: 病床呼叫控制系统设计学生姓名：学号：专业班级：机制F0809指导教师：2011年12 月2 日内容摘要随着社会的进步和发展，医疗水平的不断提高，现代医院护理需要简易及时地获知并处理病人的突发病况，实现患者在住院的任意时间可请求医生或护士进行诊断或护理。

医院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,提高管理效率与医护水平，是现代医院提高护理水平必不可少的设备。

有了病床呼叫控制系统，医院的护理工作变得更加方便全面，不用再为值班医生和护士未能及时发现突发病况而烦恼。

基于PLC设计的病床呼叫系统可以及时、准确、可靠地实现病房呼叫管理,具有良好的实践应用。

本文论及PLC的性能，型号选用，程序分析，外部接线等控制应用。

主要探讨了医院病房（6×4型）的PLC设计可行性方案，编制了逻辑呼叫控制程序与人员响应程序，列出了电气元件清单，绘出了硬件接线图和I-O分配表，基本满足了设计目标要求，仅供参考。

关键词： PLC控制；医院应用；病房呼叫；PLC与医护管理目录第1章引言 (1)第2章系统方案设计 (2)2.1 PLC控制优点 (2)2.2 PLC的工作原理 (2)第3章病床PLC控制系统设计论证 (3)3.1 控制要求分析 (3)3.2 确定I/O信号数量，选择PLC类型 (3)3.3 I/O点的分配与编号 (3)3.4 绘制PLC应用系统电气图 (6)第4章程序设计 (7)4.1 程序梯形图 (7)4.2 控制程序调试 (23)4.3 程序语句表 (24)设计总结 (32)谢辞 (33)附录 (34)参考文献 (35)第1章引言随着科学技术的发展，病床呼叫器也在不断改进设计。

PLC控制系统运行可靠性高，使用维修方便，抗干扰性强,设计和调试周期较短等优点，已成为目前在呼叫控制系统中使用最多的控制方式，对呼叫控制进行研究，具有十分重要的社会意义和经济效益。

基于PLC的病房智能呼叫系统研究与设计一、本文概述随着医疗科技的快速发展和智能化水平的提高，病房呼叫系统作为医院信息化建设的重要组成部分，其智能化、高效化的需求日益凸显。

传统的病房呼叫系统多采用有线电话或者简单的无线呼叫方式，存在着布线复杂、维护困难、功能单一等问题，已无法满足现代医院对病房管理的高标准要求。

研究和设计一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的病房智能呼叫系统，对于提升医院病房管理的智能化水平，提高医疗服务质量，具有重要的现实意义和应用价值。

本文首先介绍了病房呼叫系统的研究背景和意义，分析了当前病房呼叫系统存在的问题和不足之处。

详细阐述了基于PLC的病房智能呼叫系统的总体设计方案，包括系统架构、硬件选型、软件编程等方面。

在此基础上，重点探讨了PLC在病房智能呼叫系统中的应用和实现方法，包括信号采集、数据处理、控制输出等关键环节。

本文还对系统的可靠性和稳定性进行了深入的分析和研究，提出了相应的优化措施和解决方案。

通过本文的研究和设计，旨在实现一种功能强大、稳定可靠、易于维护的病房智能呼叫系统，为医院病房管理提供全新的智能化解决方案。

本系统的应用将极大地提高医院病房管理的效率和质量，提升患者的就医体验，推动医院信息化建设向更高水平迈进。

二、技术概述病房智能呼叫系统是一种基于可编程逻辑控制器（PLC）的自动化呼叫解决方案，旨在提高医院病房的管理效率和患者的呼叫响应速度。

该系统结合了现代通信技术、传感器技术和控制理论，实现了病房呼叫信号的自动采集、传输和处理，从而实现了对病房呼叫需求的快速响应。

在技术上，病房智能呼叫系统主要由PLC控制器、传感器网络、通信模块和人机界面等部分组成。

PLC控制器作为系统的核心，负责接收来自传感器的信号，并根据预设的逻辑程序进行判断和处理。

传感器网络则负责实时监测病房内的呼叫信号，如患者的按钮按下、床位传感器的变化等。

通信模块则负责将PLC控制器的处理结果传输到医护人员的接收终端，如手机、电脑等。

病床呼叫系统设计要求1、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灯被重置。

2、设计任务：（1）设计出硬件系统的结构图，接线图等；（2）系统有启动、停止功能；（3）运用功能指令进行PLC控制程序设计；（4）程序结构与控制功能自行设计；（5）进行系统调试，实现病床呼叫系统的控制要求。

第1章绪论1.1电气控制技术概述电气控制技术在工业生产、科学研究以及其他各个领域的应用十分广泛，已经成为实现生产过程自动化的重要技术手段之一。

尽管电气控制设备种类繁多、功能各异，但其控制原理、基本线路、设计基础都是类似的。

在工业、农业、交通运输等行业中都要用到各类生产机械，这些机械的电力拖动及设备主要使用电动机作为动力，例如各种生产流水线等。

中国生产的电能约60％用于电动机，其中的70％以上又用于一般用途的交流异步和同步电动机。

因此，掌握电气控制技术的应用很重要。

电气控制就是通过电气自动控制方式来控制生产过程。

电气控制线路是把各种有触点的接触器、继电器以及按钮、行程开关等电气元件，用导线按一定方式连接起来的控制线路。

电气控制线路能够实现对电动机及其他执行电器的启停、正反转、调速及制动等运行方式的控制，所以，电气控制通常被我们称为继电接触器控制，这种控制方式比较传统。