【正文】 的研究內(nèi)容，共設計了三種不同的方案： (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調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。大功率固體繼電器，由于需用散熱片，就進一步增加了所有空間和成本。這里主要矩陣鍵盤輸入信號。但是用單片機制作的主控板受制版工藝、布局結(jié)構(gòu)、器件質(zhì)量等因素的影響導致抗干擾能力差，故 障率高，不易擴展，對環(huán)境依賴性強 ,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）、存儲器、電源部件、編程器組成。 （ 2）存儲器 存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器； 存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。從機 (呼叫源 )即病床按鈕，主機包括 PLC 及顯示和監(jiān)護系統(tǒng)。一旦有呼叫按鈕按下， PLC立即響應，通過設置的程序?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)的控制 :點亮病床警示燈和病房閃爍指示燈，護士站顯示呼叫病床號，啟動振鈴，同時報警閃爍指示燈也被點亮，以便 提示醫(yī)護人員盡快趕到現(xiàn)場。但是為了安全起見，在病人按下復位按鈕后，在護士站內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)上則仍舊會顯示病人的呼叫，即使是病人的誤操作，護士站內(nèi)的護士也需要到相應的呼叫病房中詢問。醫(yī)護人員處理完畢，通過復位按鈕清除所有信號。此時護士站相應的病房報警指示燈開始閃爍 、振鈴啟動，同時顯示出新的病床號?？梢愿鶕?jù)院方要求，任意設定統(tǒng)計時間，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是一個硬件定時器，每一個掃描周期開始前都被復位。 用戶程序掃描過程 機器處于正常運行狀態(tài)下，每一掃描周期內(nèi)部包換掃描過程。個掃描周期內(nèi)都包含這個掃描過程。在輸入掃描過程中， CPU 把實際輸入點的狀態(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際輸出點。 PLC 選用的電子器件一般 是工業(yè)級的，有的甚至是軍用級的，平均無故障時間很長。在被控對象的控制邏輯需要改變時，利用 PLC 可以很方便地實現(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 的各個模板安裝在機架的插槽上，不同的模板在插槽的安裝位置是固定的。各種信號 模板 SM，安裝在 4號～11號槽位上。通過單擊按鈕【取消】關閉該向?qū)А＿@里建立了一個名為 畢業(yè)設計 的項目。 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 復位 輸入 病床 12 呼叫 輸入 病床 12 復位 輸入 病床 21 呼叫 輸入 病床 21 復位 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 復位 病床 31 呼叫 病床 31 復位 病床 32 呼叫 病床 32 復位 病床 41 呼叫 病床 41復位 病床 42 呼叫 病床 42 復位 護士站內(nèi)病床 11確認 護士站內(nèi)病床 12確認 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 醫(yī)院緊急呼叫系統(tǒng) PLC 程序及界面設計 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 護士站內(nèi)病床 21確認 護士站內(nèi)病床 22確認 護士站內(nèi)病床 31確認 護士站內(nèi)病床 32確認 護士站內(nèi)病床 41確認 護士站內(nèi)病床 42確認 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 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 護士 站內(nèi)病床 11 呼叫燈 護士站內(nèi)病床 12 呼叫燈 護士站內(nèi)病床 21 呼叫燈 護士站內(nèi)病床 22 呼叫燈 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 醫(yī)院緊急呼叫系統(tǒng) PLC 程序及界面設計 20 輸出 輸出 輸出 輸出 輸出 護士站內(nèi)病床 31 呼叫燈 護士站內(nèi)病床 32 呼叫燈 護士站內(nèi)病床 41 呼叫燈 護士站內(nèi)病床 42 呼叫燈 護士站內(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。 時鐘存儲器（ Clock Memory） 在 S7 系列 PLC 的 CPU的位存儲器 M 中，可以任意 指定一個字節(jié)，如MB100，作為時鐘脈沖存儲器，當 PLC 運行時， MB100 的各個位，能周期性地改變二進制值，即產(chǎn)生不同頻率（或周期）的時鐘脈沖。 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 醫(yī)院緊急呼叫系統(tǒng) PLC 程序及界面設計 22 圖 站內(nèi)提示燈 （ 2）病人呼叫次數(shù)：當有病人呼叫時，護士站內(nèi)會及時進行確認，按下確認按鈕后，病人的呼叫次數(shù)會進行累加，但是如果在病人在護士確認之前按下復位按鈕后，護士站內(nèi)即使按下確認，病人的呼叫次數(shù)也不會累加。它真實地將工廠控制軟件集成到過程自動化中。它提供了適用于工業(yè)的圖形顯示、信息、歸檔以及報表的功能模板。 WinCC 采用標準 Microsoft SQL Server 20xx(WinCC 以前版本采用 Sybase)數(shù)據(jù)庫進行生產(chǎn)數(shù)據(jù)的歸檔，同時具有 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)實時數(shù)據(jù)平臺軟件。 3）報警記錄 報警記錄 (alarm logging)負責采集和歸檔報警消息。 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 /服務器系統(tǒng) :即使最基本的WinCC 系統(tǒng)仍能提供生成復雜可視化任務的組件和函數(shù)，生成畫面、腳本、報警、趨勢和報告的編輯器由 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。這超越了自動控制過程，將范圍擴展到工廠監(jiān)控級，以及為公司管理 (MES， ERP)提供管理數(shù)據(jù)。如有必要可以對項目路徑重新命名；否則，將以項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。右擊此計算機，在快捷菜單中選擇“屬性”菜單項，在隨后打開的對話框中可設 置 WinCC 運行時的屬性，如設設置WinCC運行系統(tǒng)的啟動組件和使用的語言等。 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 醫(yī)院緊急呼叫系統(tǒng) PLC 程序及界面設計 29 2) 項目路徑 可將 WinCC 項目創(chuàng)建在一個單獨的分區(qū)上，不要將 WinCC 項目放在系統(tǒng)分區(qū)上。本項目名稱為“畢業(yè)設計 .MCP”。例如 :項目中有記錄標簽值的功能，則標簽管理器的運行應選中；若使用了報警，則報警管理器及文本庫的運行應選中。 組態(tài)項目 WinCC 變量標簽是可設地址的變量，對應內(nèi)部或外部過程數(shù)據(jù)。 在“添加新的驅(qū)動程序”對話框中，選擇一個驅(qū)動程序，例如選擇 SIMATIC S7 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 醫(yī)院緊急呼叫系統(tǒng) PLC 程序及界面設計 30 Protocol ,并單擊“打開”按鈕，所選擇的驅(qū)動程序?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。建立對象庫，以及應用 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將對象庫分為全局對象庫和專用對 象庫，還提供一個功能庫用語組態(tài)動作。 WinCC 圖形編輯器所編輯圖面文件的擴展名為 .PDL。左擊和拖放對象到所需的大小，然后松開鼠標鍵。圖庫分為 2部分：全局圖庫含有已做好的對象， 分為幾大類。在該對象中支持所有的屬性 C 腳本和賦值。使用圖標和畫面比使用文本界面對操作員的知識技巧培訓要求要少得多。在那些專門設計可視應用界而的軟件開發(fā)人群中流傳著一個舊格言 :“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對象事件基礎上，組態(tài)從“源”到“目標”之間動態(tài)傳送任何類型的數(shù)據(jù)。要想用“直接連接”組態(tài)某個對象，用戶必須找到該對象 的屬性頁的事件標號。在彈出“直接連接”的對話框中選擇“來源”下的“常數(shù)”并輸入“ 1”；選擇“目標”下的變量，并單擊“變量”后的公文包圖標。其它按鈕同理可得。用戶可直接用表達式，或過程變量的各位，或用布爾狀態(tài)。表達式可以簡單也可以復雜，可以包括過程變量， C 功能和算術操作。動態(tài)對話框只能用于你所希望組態(tài)的對象的屬性。 圖 組態(tài)對話框 彈出“動態(tài)值范圍”對話框，單擊省略號圖標，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象屬性，也可以用于事件的優(yōu)點，井提供最靈活的設計用戶 WinCC應用的方法。 編譯信息區(qū)：在這里顯示編譯信息。 理解 WinCC中的圖形對象 圖形設計編輯器中的對象稱做對象相關，或類似于真實世界的對象。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)生動態(tài)。在各個監(jiān)控界面下方，都有導航按鈕，用以切換到需要監(jiān)控的界面，其設計方法是右鍵點擊按鈕，打開按鈕組態(tài)對話框，在單擊鼠標改變畫面選項中選擇相應的界面。 圖形界面介紹 登錄界面 登錄界面主要用于進入監(jiān)控系統(tǒng)和退出監(jiān)控系統(tǒng)。 圖 歡迎界面 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 醫(yī)院緊急呼叫系統(tǒng) PLC 程序及界面設計 42 監(jiān)控畫面 監(jiān)控畫面是該系統(tǒng)中的最重要的一個畫面，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)進行連接，完成與其它設備和網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)通訊。具體的實現(xiàn)步驟如下： (1) 安裝通訊處理器 CP5611及其驅(qū)動程序； 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 醫(yī)院緊急呼叫系統(tǒng) PLC 程序及界面設計 45 (2) 在控制面板中打開“ PG/PC接口”對話框，設置參數(shù)完成訪問點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)動程序“ SIMATIC S7 Protocol ” ； (5) 在該驅(qū)動程序 中的 Profibus選項中創(chuàng)建連接并設置參數(shù)； (6) 為 WinCC中相應的外部變量賦地址，如圖 。運行設置是在項目管理器的計算機屬性中設置的。我們還可以選擇需要禁止的 Windows熱鍵。設置窗口如圖 所示。經(jīng)過模擬運行和在線調(diào)試，該系統(tǒng)達到了很好的效果。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 OFFICE進行熟練操作。 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，實現(xiàn)能實時寫入、存儲和讀取病人詳細信息，給病人帶來更大的便利。在設計過程中，使原來模糊的概念通過實踐而逐漸得到清晰的認識，以前沒有理解的知識也能得到較為深刻的認識，自己在 WinCC組態(tài)軟件方面的能力有了前所未有的提高。 通過這次設計使自己的理論和實際操作能力都有了大幅度的提高。 上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 醫(yī)院緊急呼叫系統(tǒng) PLC 程序及界面設計 50 參考文獻 [1]蘇昆哲、深入淺出西門子 WinC