【正文】 的研究內(nèi)容，共設(shè)計(jì)了三種不同的方案： (1)基于固態(tài)繼電器的控制系統(tǒng)； (2)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)； (3)基于 PLC 可編程控制器的控制系統(tǒng)。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。大功率固體繼電器，由于需用散熱片，就進(jìn)一步增加了所有空間和成本。這里主要矩陣鍵盤輸入信號(hào)。但是用單片機(jī)制作的主控板受制版工藝、布局結(jié)構(gòu)、器件質(zhì)量等因素的影響導(dǎo)致抗干擾能力差，故 障率高，不易擴(kuò)展，對(duì)環(huán)境依賴性強(qiáng) ,開發(fā)周期長。 PLC 主要是由輸入與輸出部件、中央處理單元（ CPU）、存儲(chǔ)器、電源部件、編程器組成。 （ 2）存儲(chǔ)器 存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器； 存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。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)。一旦有呼叫按鈕按下， PLC立即響應(yīng)，通過設(shè)置的程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制 :點(diǎn)亮病床警示燈和病房閃爍指示燈，護(hù)士站顯示呼叫病床號(hào)，啟動(dòng)振鈴，同時(shí)報(bào)警閃爍指示燈也被點(diǎn)亮，以便 提示醫(yī)護(hù)人員盡快趕到現(xiàn)場。但是為了安全起見，在病人按下復(fù)位按鈕后，在護(hù)士站內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)上則仍舊會(huì)顯示病人的呼叫，即使是病人的誤操作，護(hù)士站內(nèi)的護(hù)士也需要到相應(yīng)的呼叫病房中詢問。醫(yī)護(hù)人員處理完畢，通過復(fù)位按鈕清除所有信號(hào)。此時(shí)護(hù)士站相應(yīng)的病房報(bào)警指示燈開始閃爍 、振鈴啟動(dòng)，同時(shí)顯示出新的病床號(hào)。可以根據(jù)院方要求，任意設(shè)定統(tǒng)計(jì)時(shí)間，如 8h 或 24h 等。 PLC的主要原理 CPU 連續(xù)執(zhí)行用戶程序、任務(wù)的循環(huán)序列稱為掃描， CPU的掃描周期包括讀輸入、執(zhí)行程序、處理通信請求、執(zhí)行 CPU 自診斷測試及寫輸出等內(nèi)容。 除了用戶程序和讀輸入、寫輸出這幾部分內(nèi)容。 WDT是一個(gè)硬件定時(shí)器，每一個(gè)掃描周期開始前都被復(fù)位。 用戶程序掃描過程 機(jī)器處于正常運(yùn)行狀態(tài)下，每一掃描周期內(nèi)部包換掃描過程。個(gè)掃描周期內(nèi)都包含這個(gè)掃描過程。在輸入掃描過程中， CPU 把實(shí)際輸入點(diǎn)的狀態(tài)鎖入到輸入映像寄存器；在輸出過程中， CPU 把輸出映像寄存器的值鎖定到實(shí)際輸出點(diǎn)。 PLC 選用的電子器件一般 是工業(yè)級(jí)的，有的甚至是軍用級(jí)的，平均無故障時(shí)間很長。在被控對(duì)象的控制邏輯需要改變時(shí)，利用 PLC 可以很方便地實(shí)現(xiàn)新的控制要求，這在一般繼電器控制中是很難做到的。 4 S7300 系列 PLC 的配置及組態(tài) S7300的插槽地址 S7300 的各個(gè)模板安裝在機(jī)架的插槽上，不同的模板在插槽的安裝位置是固定的。各種信號(hào) 模板 SM，安裝在 4號(hào)～11號(hào)槽位上。通過單擊按鈕【取消】關(guān)閉該向?qū)А＿@里建立了一個(gè)名為 畢業(yè)設(shè)計(jì) 的項(xiàng)目。 PLC 的硬件配置如下。 醫(yī)院緊急呼叫系統(tǒng)的 I/O分配表 表 呼叫系統(tǒng) I/O 配置 輸入 /輸出 名稱 地址 輸入 病床 11 呼叫 輸入 病床 11 復(fù)位 輸入 病床 12 呼叫 輸入 病床 12 復(fù)位 輸入 病床 21 呼叫 輸入 病床 21 復(fù)位 輸入 輸入 輸入 輸入 輸入 輸入 輸入 輸入 輸入 輸入 輸入 輸入 病床 22 呼叫 病床 22 復(fù)位 病床 31 呼叫 病床 31 復(fù)位 病床 32 呼叫 病床 32 復(fù)位 病床 41 呼叫 病床 41復(fù)位 病床 42 呼叫 病床 42 復(fù)位 護(hù)士站內(nèi)病床 11確認(rèn) 護(hù)士站內(nèi)病床 12確認(rèn) 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 醫(yī)院緊急呼叫系統(tǒng) PLC 程序及界面設(shè)計(jì) 19 輸入 輸入 輸入 輸入 輸入 輸入 輸入 輸入 輸入 輸入 輸入 輸入 輸入 輸入 護(hù)士站內(nèi)病床 21確認(rèn) 護(hù)士站內(nèi)病床 22確認(rèn) 護(hù)士站內(nèi)病床 31確認(rèn) 護(hù)士站內(nèi)病床 32確認(rèn) 護(hù)士站內(nèi)病床 41確認(rèn) 護(hù)士站內(nèi)病床 42確認(rèn) 站內(nèi)病床 11 呼叫次數(shù)清除 站內(nèi)病床 12 呼叫次數(shù)清除 站內(nèi)病床 21 呼叫次數(shù)清除 站內(nèi)病床 22 呼叫次數(shù)清除 站內(nèi)病床 31 呼叫次數(shù)清除 站內(nèi)病床 32 呼叫次數(shù)清除 站內(nèi)病床 41 呼叫次數(shù)清除 站內(nèi)病床 42 呼叫次數(shù)清除 輸入 輸出 輸出 輸出 輸出 輸出 輸出 輸出 輸出 輸出 輸出 輸出 輸出 輸出 輸出 輸出 總開關(guān) 病床 11 呼叫燈 病床 12 呼叫燈 病房 1燈 病床 21 呼叫燈 病床 22 呼叫燈 病房 2燈 病床 31 呼叫燈 病床 32 呼叫燈 病房 3燈 病床 41 呼叫燈 病床 41 呼叫燈 病房 4燈 護(hù)士 站內(nèi)病床 11 呼叫燈 護(hù)士站內(nèi)病床 12 呼叫燈 護(hù)士站內(nèi)病床 21 呼叫燈 護(hù)士站內(nèi)病床 22 呼叫燈 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 醫(yī)院緊急呼叫系統(tǒng) PLC 程序及界面設(shè)計(jì) 20 輸出 輸出 輸出 輸出 輸出 護(hù)士站內(nèi)病床 31 呼叫燈 護(hù)士站內(nèi)病床 32 呼叫燈 護(hù)士站內(nèi)病床 41 呼叫燈 護(hù)士站內(nèi)病床 42 呼叫燈 護(hù)士站內(nèi)提示燈及警鈴 課題所涉及到指 令 在 STEP 7 中，根據(jù)采用的 程序編輯器（ LAD／ STL／ FBD）不同，有梯形邏輯指令 LAD，語句指令 STL和功能塊圖指令 FBD。 時(shí)鐘存儲(chǔ)器（ Clock Memory） 在 S7 系列 PLC 的 CPU的位存儲(chǔ)器 M 中，可以任意 指定一個(gè)字節(jié)，如MB100，作為時(shí)鐘脈沖存儲(chǔ)器，當(dāng) PLC 運(yùn)行時(shí)， MB100 的各個(gè)位，能周期性地改變二進(jìn)制值，即產(chǎn)生不同頻率（或周期）的時(shí)鐘脈沖。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 醫(yī)院緊急呼叫系統(tǒng) PLC 程序及界面設(shè)計(jì) 22 圖 站內(nèi)提示燈 （ 2）病人呼叫次數(shù)：當(dāng)有病人呼叫時(shí)，護(hù)士站內(nèi)會(huì)及時(shí)進(jìn)行確認(rèn)，按下確認(rèn)按鈕后，病人的呼叫次數(shù)會(huì)進(jìn)行累加，但是如果在病人在護(hù)士確認(rèn)之前按下復(fù)位按鈕后，護(hù)士站內(nèi)即使按下確認(rèn)，病人的呼叫次數(shù)也不會(huì)累加。它真實(shí)地將工廠控制軟件集成到過程自動(dòng)化中。它提供了適用于工業(yè)的圖形顯示、信息、歸檔以及報(bào)表的功能模板。 WinCC 采用標(biāo)準(zhǔn) Microsoft SQL Server 20xx(WinCC 以前版本采用 Sybase)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)的歸檔，同時(shí)具有 Web 瀏覽器功能，可使經(jīng)理、廠長在辦公室內(nèi)看到生產(chǎn)流程的動(dòng)態(tài)畫面，從而更好地調(diào)度指揮生產(chǎn)，是工業(yè)企業(yè)中 MES和 ERP系統(tǒng)首選的生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺(tái)軟件。 3）報(bào)警記錄 報(bào)警記錄 (alarm logging)負(fù)責(zé)采集和歸檔報(bào)警消息。 7）文本庫 文本庫 (text library)編輯不同語言版本下的文本消息。 2) 包括所有的 SCADA 功能在內(nèi)的客戶機(jī) /服務(wù)器系統(tǒng) :即使最基本的WinCC 系統(tǒng)仍能提供生成復(fù)雜可視化任務(wù)的組件和函數(shù)，生成畫面、腳本、報(bào)警、趨勢和報(bào)告的編輯器由 最基本的 WinCC系統(tǒng)組件建立。此外，廣泛的通訊通道可以由選件和添加件提供。這超越了自動(dòng)控制過程，將范圍擴(kuò)展到工廠監(jiān)控級(jí)，以及為公司管理 (MES， ERP)提供管理數(shù)據(jù)。如有必要可以對(duì)項(xiàng)目路徑重新命名；否則，將以項(xiàng)目名作為路徑中的最后一層文件夾的名字。窗口的左邊為瀏覽窗口，包括所有已安裝的 WinCC 組件。右擊此計(jì)算機(jī)，在快捷菜單中選擇“屬性”菜單項(xiàng)，在隨后打開的對(duì)話框中可設(shè) 置 WinCC 運(yùn)行時(shí)的屬性，如設(shè)設(shè)置WinCC運(yùn)行系統(tǒng)的啟動(dòng)組件和使用的語言等。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 醫(yī)院緊急呼叫系統(tǒng) PLC 程序及界面設(shè)計(jì) 29 2) 項(xiàng)目路徑 可將 WinCC 項(xiàng)目創(chuàng)建在一個(gè)單獨(dú)的分區(qū)上，不要將 WinCC 項(xiàng)目放在系統(tǒng)分區(qū)上。本項(xiàng)目名稱為“畢業(yè)設(shè)計(jì) .MCP”。例如 :項(xiàng)目中有記錄標(biāo)簽值的功能，則標(biāo)簽管理器的運(yùn)行應(yīng)選中；若使用了報(bào)警，則報(bào)警管理器及文本庫的運(yùn)行應(yīng)選中。 組態(tài)項(xiàng)目 WinCC 變量標(biāo)簽是可設(shè)地址的變量，對(duì)應(yīng)內(nèi)部或外部過程數(shù)據(jù)。 在“添加新的驅(qū)動(dòng)程序”對(duì)話框中，選擇一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序，例如選擇 SIMATIC S7 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 醫(yī)院緊急呼叫系統(tǒng) PLC 程序及界面設(shè)計(jì) 30 Protocol ,并單擊“打開”按鈕，所選擇的驅(qū)動(dòng)程序?qū)@示在變量管理的子目錄下。隨后單擊“確定”按鈕。建立外部變量組和一些外部變量。建立對(duì)象庫，以及應(yīng)用 BMP 、 WMF、 EMF格式或通過 OLE 等引人或鑲嵌在外部編輯圖形和文本中。 WinCC將對(duì)象庫分為全局對(duì)象庫和專用對(duì) 象庫，還提供一個(gè)功能庫用語組態(tài)動(dòng)作。 WinCC 圖形編輯器所編輯圖面文件的擴(kuò)展名為 .PDL。左擊和拖放對(duì)象到所需的大小，然后松開鼠標(biāo)鍵。圖庫分為 2部分：全局圖庫含有已做好的對(duì)象， 分為幾大類。在該對(duì)象中支持所有的屬性 C 腳本和賦值。使用圖標(biāo)和畫面比使用文本界面對(duì)操作員的知識(shí)技巧培訓(xùn)要求要少得多。在那些專門設(shè)計(jì)可視應(yīng)用界而的軟件開發(fā)人群中流傳著一個(gè)舊格言 :“程序越容易使用，開發(fā)越困難”。 圖 床位 11組態(tài) 1）直接連接 該工具允許用戶在一個(gè)對(duì)象事件基礎(chǔ)上，組態(tài)從“源”到“目標(biāo)”之間動(dòng)態(tài)傳送任何類型的數(shù)據(jù)。要想用“直接連接”組態(tài)某個(gè)對(duì)象，用戶必須找到該對(duì)象 的屬性頁的事件標(biāo)號(hào)。在彈出“直接連接”的對(duì)話框中選擇“來源”下的“常數(shù)”并輸入“ 1”；選擇“目標(biāo)”下的變量，并單擊“變量”后的公文包圖標(biāo)。其它按鈕同理可得。用戶可直接用表達(dá)式，或過程變量的各位，或用布爾狀態(tài)。表達(dá)式可以簡單也可以復(fù)雜，可以包括過程變量， C 功能和算術(shù)操作。動(dòng)態(tài)對(duì)話框只能用于你所希望組態(tài)的對(duì)象的屬性。 圖 組態(tài)對(duì)話框 彈出“動(dòng)態(tài)值范圍”對(duì)話框，單擊省略號(hào)圖標(biāo)，在彈出的的菜單中選擇“變量”命令。 C 腳本具有即可以用于對(duì)象屬性，也可以用于事件的優(yōu)點(diǎn)，井提供最靈活的設(shè)計(jì)用戶 WinCC應(yīng)用的方法。 編譯信息區(qū)：在這里顯示編譯信息。 理解 WinCC中的圖形對(duì)象 圖形設(shè)計(jì)編輯器中的對(duì)象稱做對(duì)象相關(guān)，或類似于真實(shí)世界的對(duì)象。這些靜態(tài)特征我們叫做屬性。例如，球可以彈起或扔出去。如圖所示。正如你也許想到靜態(tài)屬性也可以通過該屬性連接的變量產(chǎn)生動(dòng)態(tài)。在各個(gè)監(jiān)控界面下方，都有導(dǎo)航按鈕，用以切換到需要監(jiān)控的界面，其設(shè)計(jì)方法是右鍵點(diǎn)擊按鈕，打開按鈕組態(tài)對(duì)話框，在單擊鼠標(biāo)改變畫面選項(xiàng)中選擇相應(yīng)的界面。 圖形界面介紹 登錄界面 登錄界面主要用于進(jìn)入監(jiān)控系統(tǒng)和退出監(jiān)控系統(tǒng)。 圖 歡迎界面 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 醫(yī)院緊急呼叫系統(tǒng) PLC 程序及界面設(shè)計(jì) 42 監(jiān)控畫面 監(jiān)控畫面是該系統(tǒng)中的最重要的一個(gè)畫面，該畫面展現(xiàn)了病房中的兩大塊：重 癥區(qū)和普通區(qū)。病房 3D 圖如 圖 。 圖 PLC 硬件接線圖 與 PLC的連接 WinCC 可以和工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行連接，完成與其它設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)通訊。具體的實(shí)現(xiàn)步驟如下： (1) 安裝通訊處理器 CP5611及其驅(qū)動(dòng)程序； 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 醫(yī)院緊急呼叫系統(tǒng) PLC 程序及界面設(shè)計(jì) 45 (2) 在控制面板中打開“ PG/PC接口”對(duì)話框，設(shè)置參數(shù)完成訪問點(diǎn)和通訊處理器之間的分配； (3) 完成通訊處理器的調(diào)試； (4) 在 WinCC 的變量管理器中添加驅(qū)動(dòng)程序“ SIMATIC S7 Protocol ” ； (5) 在該驅(qū)動(dòng)程序 中的 Profibus選項(xiàng)中創(chuàng)建連接并設(shè)置參數(shù)； (6) 為 WinCC中相應(yīng)的外部變量賦地址，如圖 。運(yùn)行設(shè)置是在項(xiàng)目管理器的計(jì)算機(jī)屬性中設(shè)置的。我們還可以選擇需要禁止的 Windows熱鍵。設(shè)置窗口如圖 所示。經(jīng)過模擬運(yùn)行和在線調(diào)試，該系統(tǒng)達(dá)到了很好的效果。在該論文的撰寫過程中，熟悉了 OFFICE 中的很多功能，現(xiàn)已可以對(duì) OFFICE進(jìn)行熟練操作。 在本課題的醫(yī)院緊急呼叫系統(tǒng)中，完成了監(jiān)控的功能，未來將嘗試與數(shù)據(jù)庫建立連接，實(shí)現(xiàn)能實(shí)時(shí)寫入、存儲(chǔ)和讀取病人詳細(xì)信息，給病人帶來更大的便利。在設(shè)計(jì)過程中，使原來模糊的概念通過實(shí)踐而逐漸得到清晰的認(rèn)識(shí)，以前沒有理解的知識(shí)也能得到較為深刻的認(rèn)識(shí)，自己在 WinCC組態(tài)軟件方面的能力有了前所未有的提高。 通過這次設(shè)計(jì)使自己的理論和實(shí)際操作能力都有了大幅度的提高。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 醫(yī)院緊急呼叫系統(tǒng) PLC 程序及界面設(shè)計(jì) 50 參考文獻(xiàn) [1]蘇昆哲、深入淺出西門子 WinC