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病床呼叫系统PLC课程设计

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河北建筑工程学院 现代控制技术及PLC控制

1 目录

1、引言··················································2

1.1、课题设计的目的···································2

1.2、课题设计的任务···································2

1.3、课题设计的内容···································2

2、系统总体设计方案······································3

2.1、系统硬件配置及组成原理···························3

2.2、系统变量定义及分配表·····························4

2.3、系统接线图设计···································11

3、控制系统设计··········································14

3.1、控制程序流程图···································14

3.2、控制程序设计思路·································15

3.3、控制程序·········································15

4、课程设计的意义········································16

5、参考文献··············································16

附录·····················································17

河北建筑工程学院 现代控制技术及PLC控制

2 1、引言

1.1、课题设计的目的

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房的灯复位。

1.2、课题设计的任务

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：

⑴设计出硬件系统的结构图、接线图等；

⑵系统有启动、停止功能；

⑶运用功能指令进行PLC控制程序设计，主要是主程序；

⑷程序结构与控制功能自行创新设计；

1.3、课题设计的内容

本课程设计主要用于医院病房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指示灯闪烁的频率获取求助信息的来源和求助的先后顺序，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复位，在处理完后再在病床前的开关将病床及病房的灯复位。

本系统的控制要求：

⑴、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。

⑵、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。

⑶、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。

⑷、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。

⑸、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能被重置。 河北建筑工程学院 现代控制技术及PLC控制

3 2、系统总体设计方案

2.1、系统硬件配置及组成原理

病床呼叫系统有主机、从机等两部分组成。从机（呼叫源）即病床按钮，主机包括PLC及各输入输出扩展模块。主机中PLC工作方式为循环扫描方式，在系统程序控制下，PLC顺序读入输入端口各呼叫源的状态，并且不断地循环扫描。一旦有呼叫按钮按下，PLC立即响应，通过设置的程序实现对系统的控制。

根据课程设计要求，基于PLC控制各病床呼叫系统，需要输入点27个，输出点18个，并且所有的输入点和输出点都是直流的。下表是I/O口统计表。

I/O口统计表

输入 输出

名称 数量 名称 数量

病人呼叫按钮 12 病床指示灯（恒亮）

12

病人重置按钮 12 病房指示灯（等频闪烁） 3

护士站病房指示灯重置按钮 1 护士站病房指示灯（差频闪烁） 3

系统启动 1 总计 18

系统停止 1

总计 27

综合考虑课题设计所需控制设备的功能性和价格，硬件系统的主机单元选择CPU224，本机集成14输入/10输出。还需要选择扩展模块，这里选择DI8/DO8的输入/输出混合扩展模块EM223和DI8的输入扩展模块EM221.主机CPU224(DI14/DO10)、模块1EM223(DI8/DO8)、模块2EM221(DI8)组成的硬件系统完全满足设计要求并且略有冗余。

主机

CPU224

模块1

EM223

DI8/DO8

DC24V 模块2

EM221

DI8

DC24V 河北建筑工程学院 现代控制技术及PLC控制

4

系统组成图

2.2系统变量定义及分配表

系统变量定义表

模块号 输入变量 输出变量 内存变量 信号名称 有效状态 说明 代码

CPU224

I0.0 一号病房1号床呼叫按钮 1有效 常开按钮 SF11

I0.1 一号病房2号床呼叫按钮 1有效 常开按钮 SF12

I0.2 一号病房3号床呼叫按钮 1有效 常开按钮 SF13

I0.3 一号病房4号床呼叫按钮 1有效 常开按钮 SF14

I0.4 一号病房1号床重值按钮 1有效 常开按钮 SF110

I0.5 一号病房2号床重值按钮 1有效 常开按钮 SF120

I0.6 一号病房3号床重值按钮 1有效 常开按钮 SF130

输

入

设

备

输

出

设

备

主机

CPU224

模块1

EM223

DI8/DO8

DC24V

模块2

EM221

DI8

DC24V

PLC 河北建筑工程学院 现代控制技术及PLC控制

5

CPU224 I0.7 一号病房4号床重值按钮 1有效 常开按钮 SF140

I1.0 二号病房1号床呼叫按钮 1有效 常开按钮 SF21

I1.1 二号病房2号床呼叫按钮 1有效 常开按钮 SF22

I1,.2 二号病房3号床呼叫按钮 1有效 常开按钮 SF23

I1.3 二号病房4号床呼叫按钮 1有效 常开按钮 SF24

I1.4 二号病房1号床重值按钮 1有效 常开按钮 SF210

I1.5 二号病房2号床重值按钮 1有效 常开按钮 SF220

EM223 I2.0 二号病房3号床重值按钮 1有效 常开按钮 SF230

I2.1 二号病房4号床重值按钮 1有效 常开按钮 SF240

I2.2 三号病房1号床呼叫按钮 1有效 常开按钮 SF31

I2.3 三号病房2号床呼叫按钮 1有效 常开按钮 SF32

I2.4 三号病房3号床呼叫按钮 1有效 常开按钮 SF33

I2.5 三号病房4号床呼叫按钮 1有效 常开按钮 SF34

I2.6 三号病房1号床重值按钮 1有效 常开按钮 SF310

I2.7 三号病房2号床重1有效 常开按钮 SF320 河北建筑工程学院 现代控制技术及PLC控制

6 值按钮

EM221 I3.0 三号病房3号床重值按钮 1有效 常开按钮 SF330

I3.1 三号病房4号床重值按钮 1有效 常开按钮 SF340

I3.2 护士站紧急呼叫处理置位按钮 1有效 常开按钮 SF3

I3.3 启动按钮 1有效 常开按钮 SF1

I3.4 停止按钮 1有效 常开按钮 SF2

CPU224

Q0.0 一号病房1号床头指示灯 1有效 LED发光二极管 PG11

Q0.1 一号病房2号床头指示灯 1有效 LED发光二极管 PG12

Q0.2 一号病房3号床头指示灯 1有效 LED发光二极管 PG13

Q0.3 一号病房4号床头指示灯 1有效 LED发光二极管 PG14

Q0.4 二号病房1号床头指示灯 1有效 LED发光二极管 PG21

Q0.5 二号病房2号床头指示灯 1有效 LED发光二极管 PG22

Q0.6 二号病房3号床头指示灯 1有效 LED发光二极管 PG23

Q0.7 二号病房4号床头指示灯 1有效 LED发光二极管 PG24

Q1.0 三号病房号床头指示灯 1有效 LED发光二极管 PG3-

Q1.1 三号病房号床头指示灯 1有效 LED发光二极管 PG32

Q2.0 三号病房1有效 LED发PG33

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病床呼叫系统设计

病床呼叫系统设计

电气控制技术课程设计任务书

系：电气与信息工程系 年级：13级 专业：自动化 指导教师姓名学生姓名

课题名称病床呼叫系统设计

内

容

及

任

务、、设计任务和要求

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。

、、设计内容

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. 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。

主要

参考

资料[1]张鹤鸣，刘耀元，张辉先.可编程控制器原理及应用教程[M].北京：

北京大学出版社，2011

[2]杨晋萍.可编程控制器原理及应用：西门子机型[M].北京：中国电力

出版社，2013

[3]浦艳敏.可编程控制器原理与应用：三菱FX系列[M].北京：清华大学

出版社，2013

[4]王存旭.可编程控制器原理及应用[M].北京：高等教育出版社，201

3[5]董爱华.可编程控制器原理及应用[M].北京：中国电力出版社，201

4[6]魏德仙.可编程控制器原理及应用[M].北京：中国水利水电出版社

，2013

[7]钟肇燊,范建东.可编程控制器原理及应用[M].广州：华南理工大学

出版社，2015

[8]史国生.电气控制与可编程控制技术（第三版）[M].北京：化学工业

数电课程设计——病房呼叫系统

数电课程设计——病房呼叫系统

数电课程设计——病房呼叫系统

一、课程设计目的：

通过本设计课程的学习，让学生深刻理解数字电路的设计和应用，提高学生的电路设计能力，并能够运用所学知识完成一个完整的电路设计和实践应用。

二、课程设计内容：

1.设计目标

本设计课程旨在设计一个病房呼叫系统，该系统可以根据对应的呼叫按钮，向医护人员的接收设备发送呼叫信息，以便医护人员及时处理相关事项，保障病人的生命安全和健康。

2.设计要求

本课程设计要求学生掌握数字电路的基本原理和设计方法，能够运用寄存器、计数器、门电路等数字电路芯片实现病房呼叫系统的设计。

3.电路功能和结构设计

病房呼叫系统主要由呼叫按钮、控制器、显示器、接收器四个部分组成。

a、呼叫按钮：将病人的呼叫信息发送给控制器，可以设置多个呼叫按钮。

b、控制器：接收呼叫按钮的信号并将相应的信号发送给对应的接收器，同时将呼叫信息进行存储和显示。

c、显示器：将呼叫信息显示在屏幕上，提醒医护人员及时处理。

d、接收器：接收控制器发送的信号，发出声音或振动提醒医护人员。

4.电路实现

电路实现的关键是对病房呼叫系统的设计进行详细规划。

a、呼叫按钮部分：

根据病房的实际情况，需要设置多个呼叫按钮，每个呼叫按钮都需要连接到控制器上。呼叫按钮可以选择常开或常闭两种形式，常开按钮需要通过电路控制而常闭按钮则直接连接。

b、控制器部分：

控制器是整个系统的核心部分，需要安装多个触发器，以接收不同按钮的信号，并将信号进行存储、比较和转换，最终实现呼叫信息的显示和发送。

c、显示器部分：

显示器可以采用一块数码管，将呼叫信息的编号进行展示，提醒医护人员及时处理。

d、接收器部分：

接收器部分可以选择蜂鸣器、灯光或振动器等形式，将呼叫信息传达给医护人员。

5.相关细节设计

为了使整个系统稳定可靠，需要对相关的细节进行设计：

a、电源：最好采用稳压电源，以保证电路工作的稳定性。

b、防雷保护：在系统设计中需要注意对各个部位进行综合防雷保护，以保障电路安全和可靠。

基于PLC的病房智能呼叫系统设计

基于PLC的病房智能呼叫系统设计

基于PLC的病房智能呼叫系统设计

摘要：

该篇论文研究了基于PLC的病房智能呼叫系统的设计。该系统通过PLC控制硬件设备，实现了病人在病房内的呼叫、护士的接收、回应和处理等功能。论文详细介绍了系统的设计思路、硬件设备选型、系统架构和程序设计方法，并给出了实验结果和分析。实验结果表明，该系统具有良好的稳定性和可靠性，并且可以提高医院病房的管理效率和服务质量。

关键词：PLC，智能呼叫系统，病房管理，服务质量

Abstract:

This paper studies the design of an intelligent call

system for hospital wards based on PLC. The system controls

hardware devices through PLC, realizing functions such as

patient call, nurse reception, response, and processing in

the ward. The paper introduces the design ideas, hardware

device selection, system architecture, and program design

method of the system in detail, and gives experimental

results and analysis. The experimental results show that the

system has good stability and reliability, and can improve

the management efficiency and service quality of hospital

wards.

Keywords: PLC, intelligent call system, ward management,

病床呼叫器

病床呼叫器

病床呼叫器的PLC控制

1 控制要求

某医院有病房2个房间，每个房间有4张病床，病床编号由房间号和床号组成，分别为011、012、013、014、021、022、023、024，每张病床配有分别为SB011、SB012、SB013、SB014、SB021、SB022、SB023、SB024，在护士站安装蜂鸣器HA和呼叫指示灯，每个呼叫指示灯对应一个呼叫按钮，其编号HL011、HL012、HL013、HL014、HL021、HL022、HL023、HL024。

（1）当某个病床发出救助信号(按下呼叫信号)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指示灯均闪烁，医护人员按下响应按钮后，蜂鸣器停止工作，呼叫指示灯在20S后停止显示。

（4）每个病床有床头指示灯，当医护人员按下响应按钮床头指示灯立即停止显示。

（5）在护士站有每个房间的呼叫指示灯，房间内有任何一个病床发出救助信号(按下呼叫信号)后, 此房间的指示灯闪烁(闪烁频率自定)。当医护人员听到呼叫后按下呼叫响应按钮SB0，房间指示灯在20S后停止显示。

（6）每个病床设有呼叫取消按钮，当按下呼叫取消按钮，与此病床对应的护士站的呼叫指示灯、房间指示灯、床头灯、蜂鸣器立即全部停止。

2 PLC选型及硬件配置

S7-300PLC的硬件组态图如图1所示。

图1 硬件组态

3 编程软件地址分配表

I/O地址分配表如表1所示，有17个输入信号，19个输出信号。

表1 I/O地址分配表

输入 输出

功能 符号 地址 功能 符号 地址

1病房1病床按钮 SB011 I 护士站1病房1病床指示灯 HL011 Q

1病房2病床按钮 SB012 I 护士站1病房2病床指示灯 HL012 Q