【正文】 這次畢業(yè)設(shè)計使我們有機會把我們的課堂理論知識運用到實際生活中，貼近生活，實現(xiàn)我們的人生價值。3．輸入輸出信號的干擾輸入設(shè)備的輸入信號線間寄生電容引起的差模干擾和輸入信號線與大地間的共模干擾；在感性負(fù)載的場合，輸出信號由斷開閉合時產(chǎn)生的突變電流和由閉合斷開的反向感應(yīng)電勢以及電磁接觸器的接點產(chǎn)生電弧等產(chǎn)生的干擾。要減少I/O模塊的故障就要減少外部各種干擾對其影響，首先應(yīng)按照其使用的要求進(jìn)行使用，不可隨意減少其外部保護設(shè)備，其次分析主要的干擾因素，對主要干擾源要進(jìn)行隔離或處理。與計算機聯(lián)網(wǎng)通信十分方便。此時護士站相應(yīng)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。當(dāng)點數(shù)增加到某一數(shù)值后，相應(yīng)的存儲器容量相應(yīng)增加，因此，點數(shù)的增加對 CPU 選用、存儲器容量、控制功能范圍等選擇都有影響。完成編程后，編程器切換到運行模式，CPU 對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。其呼叫示意圖如圖 22 所示： 圖 22 呼 叫 示 意 圖護 士 站 振 鈴護 士 站 報 警 指 示呼 叫 次 數(shù) 累 計 顯 示護 士 站 病 床 號 顯 示復(fù) 位 按 鈕醫(yī) 護 人 員 響應(yīng) 按 鈕主 機PLC從 機呼 叫 源洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）13 PLC 的選型在 PLC 系統(tǒng)設(shè)計時，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是 PLC 工程設(shè)計選型。其低功耗、低電壓和很強的控制功能，成為功控領(lǐng)域、尖端武器、日常生活中最廣泛的計算機之一。 3．存儲器存儲器分為系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器。 1．自診斷測試掃描過程為保證設(shè)備的可靠性，及時反應(yīng)所出現(xiàn)的故障，PLC 都具有自監(jiān)視功能。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運算、計時、計數(shù)等功能以外，還增加了算術(shù)運算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。該系統(tǒng)還可以通過計算機將全院各病區(qū)呼叫子系統(tǒng)連接一起, 構(gòu)成病房監(jiān)護管理中心, 使病區(qū)管理更趨規(guī)范和合理。采用可編程控制器替代單片機作為核心控制件，設(shè)計實現(xiàn)新型智能病床呼叫系統(tǒng)。在實時檢測和自動控制的 PLC 應(yīng)用系統(tǒng)中，PLC 往往是作為一個核心部件來使用，僅 PLC 方面知識是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應(yīng)用對象特點的軟件結(jié)合，加以完善。 PLC 的發(fā)展雖然 PLC 問世時間不長，但是隨著微處理器的出現(xiàn)，大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展和數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的不斷進(jìn)步，PLC 也迅速發(fā)展，其發(fā)展過程大致可分三個階段：1．早期的 PLC（60 年代末—70 年代中期）早期的 PLC 一般稱為可編程邏輯控制器。這樣使得 PLC 軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化。 2．與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的掃描過程一般小型系統(tǒng)沒有這一掃描過程，配有網(wǎng)絡(luò)的 PLC 系統(tǒng)才有通信掃描過程，這一過程用于 PLC 之間及 PLC 與上位計算機或終端設(shè)備之間的通信。PLC 結(jié)構(gòu)圖如圖 11 所示： 圖 11 PLC結(jié)構(gòu)圖洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）9第 2 章 病床緊急呼叫系統(tǒng)設(shè)計概述 課題研究的內(nèi)容及目標(biāo) 課題研究的內(nèi)容1．理解 PLC 的編程方法，熟悉并使用 PLC 完成其他的設(shè)計，建立系統(tǒng)邏輯的知識體系。由 PLC 為主構(gòu)成的控制系統(tǒng)具有可靠性高、控制功能強大、性價比高等優(yōu)點，是目前工業(yè)自動化的首選控制裝置。實際訂貨時，還需根據(jù)制造廠商 PLC 的產(chǎn)品特點，對輸入輸出點數(shù)進(jìn)行圓整。選用的編程語言應(yīng)遵守其標(biāo)準(zhǔn)（IEC6113123），同時，還應(yīng)支持多種語言編程形式，如 C， Basic 等，以滿足特殊控制場合的控制要求。 豐富的元件資源：3072 點輔助繼電器、256 點計時器、235 點計數(shù)器和 8000 點數(shù)據(jù)寄存器、實時時鐘、使用標(biāo)準(zhǔn)型號實時時鐘滿足時間靈敏度應(yīng)用要求。呼叫次數(shù)加“1” 信號取自醫(yī)護人員處理完呼叫后的復(fù)位按鈕 , 以保證記錄的準(zhǔn)確性。 系統(tǒng)故障的概念系統(tǒng)故障一般指整個生產(chǎn)控制系統(tǒng)失效的總和，它又可分為PLC故障和現(xiàn)場生產(chǎn)控制設(shè)備故障兩部分。因為這類設(shè)備的關(guān)鍵執(zhí)行部件，利用電動執(zhí)行機構(gòu)推拉閥門或閘板的位置轉(zhuǎn)換，機械、電氣、液壓等各環(huán)節(jié)稍有不到位就會產(chǎn)生誤差或故障。本文應(yīng)用 PLC 完成設(shè)計從實驗過程中可以看出一方面就是體現(xiàn) PLC 的功能的優(yōu)勢，另一方面是 PLC 編程、接線簡單清晰，容易接受和理解。s processing speed is fast enough that from a macro point of view, PLC exterior appearance of the results seem to be at the same time (parallel) pletion. This serial work process is known as PLC39。但本設(shè)計還有一些不足之處：系統(tǒng)采用的都是有線傳輸，很難做到隱蔽和美觀，安裝維護都不方便，抗電氣干擾能力也不強 。 系統(tǒng)抗干擾性的分析及維護由于PLC是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計的裝置，因此一般不需要再采取特殊措施就能直接用于工業(yè)環(huán)境中。目前PLC的主存儲器大多采用可擦寫ROM，其使用壽命除了主要與制作工藝相關(guān)外，還和底板的供電、CPU 模塊工藝水平有關(guān)。因此, 目前醫(yī)院中很少采用；2．單片機構(gòu)成的呼叫系統(tǒng)如果采用低壓電力線作為傳輸媒質(zhì),必須解決信息衰減、電平轉(zhuǎn)換、信息耦合、濾波等問題, 使得外圍接口電路非常復(fù)雜。如果是患者誤操作, 在 6 s 時間內(nèi)第 2 次按下停止按鈕可解除呼叫,同時關(guān)斷病床指示燈、手柄按鈕指示燈； 2．在患者呼叫時監(jiān)控系統(tǒng)啟動, 護士站病房報警指示燈開始閃爍, 振鈴啟動, 同時護士站顯示器顯示呼叫病床號, 指示醫(yī)護人員立即響應(yīng)。從應(yīng)用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c數(shù)選型。因此本課題的 PLC 內(nèi)存容量選擇應(yīng)能存儲 2020 條梯形圖，這樣才能在以后的改造過程中有足夠的空間。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)對系統(tǒng)的控制點亮床頭指示燈和手柄按鈕指示燈, 護士站顯示呼叫病床號, 啟動振鈴,并通過報警指示燈指出病房號。2．綜合自己的專業(yè)知識，讓自己對學(xué)過的知識加深印象，進(jìn)行一次全面性的復(fù)習(xí)。 1．輸入寄存器輸入寄存器可按位進(jìn)行尋址，每一位對應(yīng)一個開關(guān)量，其值反映了開關(guān)量的狀態(tài)，其值的改變由輸入開關(guān)量驅(qū)動，并保持一個掃描周期。 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 的掃描周期包括洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）7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。因此，早期的 PLC 的性能要優(yōu)于繼電器控制裝置，其優(yōu)點包括簡單易懂，便于安裝，體積小，能耗低，有故障指使，能重復(fù)使用等。病床呼叫系統(tǒng)要求及時、準(zhǔn)確、可靠, 簡便可行, 利于推廣 , 其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到病員的安危, 因此歷來受到各大醫(yī)院的普遍重視。洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）IPLC 在病床呼叫系統(tǒng)中的應(yīng)用摘 要信息時代的醫(yī)院管理已經(jīng)從傳統(tǒng)的人管理模式，向智能化、電子化、網(wǎng)絡(luò)化的高科技管理模式的方向迅猛發(fā)展。臨床求助呼叫是傳送臨床信息的重要手段, 病床呼叫系統(tǒng)是患者向值班醫(yī)生或護士發(fā)出緊急呼叫的工具, 要將患者的請求快速傳送給值班醫(yī)生或護士, 并在護士站的監(jiān)控中心留下準(zhǔn)確完整的記錄, 是提高醫(yī)院和病室護理水平的必備設(shè)備之一。在軟件編程上，采用廣大電氣工程技術(shù)人員所熟悉的繼電器控制線路的方式—梯形圖。一般對環(huán)境溫度要求不高，在環(huán)境溫度20—65 度、相對濕度為 35%85%情況下仍可正常工作。其完成控制的實質(zhì)是按一定算法進(jìn)行 I／O 變換，并將這個變換物理實現(xiàn)，應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場。 課題研究的目標(biāo)1．希望通過這次畢業(yè)設(shè)計，能夠讓自己對 PLC 有更深刻的更系統(tǒng)的了解。主機中 PLC 工作方式為循環(huán)掃描方式, 在系統(tǒng)程序控制下, PLC 順序讀入輸入端口各呼叫源的狀態(tài), 并且不斷地循環(huán)掃描。存儲器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量 I/O 點數(shù)的 10～15 倍，加上模擬 I/O 點數(shù)的 100 倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16 位為一個字），另外再按此數(shù)的 25%考慮余量。4．機型的選擇（1）PLC 的類型PLC 按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類，按應(yīng)用環(huán)境分為現(xiàn)場安裝和控制室安裝兩類；按 CPU 字長分為 1 位、4 位、8 位、16 位、32 位、64 位等。但監(jiān)控系統(tǒng)并不立即響應(yīng), 延遲 6 s 后監(jiān)控系統(tǒng)才自行啟動。本設(shè)計提出的呼叫系統(tǒng)也屬于有線式, 但是核心部件為 PLC, 該系統(tǒng)主要解決了目前呼叫系統(tǒng)中存在的以下問題：洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）191．無線式呼叫系統(tǒng)需要“發(fā)射” 和“接收”兩個系統(tǒng), 存在傳輸距離、可靠性、設(shè)備體積與價格、占用無線頻道資源以及發(fā)射的電磁波可能會影響醫(yī)療設(shè)備的正常使用等問題。所以在系統(tǒng)設(shè)計和處理系統(tǒng)故障的時候要考慮到空氣、塵埃、紫外線等因素對設(shè)備的破壞。這類故障的發(fā)生及處理也和日常巡檢有關(guān)，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時處理。與單片機控制相比, 其結(jié)構(gòu)更簡單, 利于推廣。s scanning work. With a scanning manner the user program, the scan is from the first program started, without interruption or jump under the control, according to the procedure stored in the order of the sequence, one by one implementation of the user program until the program ends. And then start scanning the implementation of the cycle to repeat run. PLC scanning work and electrical control works significantly different. Electrical control devices using hard logic of parallel work, if a relay coils or power, then the relay all the normally open, and normally closed contact, whether in a control circuit which position, will immediately and simultaneously move 。設(shè)計主要研究的是呼叫系統(tǒng)中有關(guān)于 PLC 的部分。長期使用缺乏維護，機械、電氣失靈是故障產(chǎn)生的主要原因，因此在系統(tǒng)運行時要加強對此類設(shè)備的巡檢，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。PLC系統(tǒng)包括中央處理器、主機箱、擴展機箱、I/O模塊及相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)和外部設(shè)備。每一病區(qū)構(gòu)成一個呼叫子系統(tǒng), 全院各病區(qū)呼叫子系統(tǒng)與計算機可組成網(wǎng)絡(luò), 通過軟件設(shè)計實現(xiàn)呼叫系統(tǒng)的病床信息管理, 形成病房監(jiān)護管理中心。 PLC 的硬件原理圖根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計方案和設(shè)計要求，畫出 PLC 硬件原理圖。（3）診斷功能PLC 的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。根據(jù)估算的方法故本課題的 I/O 點數(shù)為輸入 43 個，64 個。 系統(tǒng)設(shè)計方案病床呼叫系統(tǒng)由從機、主機等兩部分組成。2．硬件的研究。 3．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。 PLC 的應(yīng)用 自 1969 年第一臺可控編程控制器問世以來，目前可編程控制器已經(jīng)成為一種最重要、最普及、應(yīng)用場合最多的工業(yè)控制器。這時的 PLC 多少有點繼電器控制裝置的替代物的含義，其主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制、定時等。PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)拓寬到了各個領(lǐng)域，在日常生活中，病床緊急呼叫系統(tǒng)廣泛的應(yīng)用于各個醫(yī)院。為了豐富病床呼叫系統(tǒng)的控制方式，在滿足病房與護士站實時通信同時，能夠方便地了解各病區(qū)的情況，實現(xiàn)醫(yī)院對全院的病房科學(xué)化管理。該系統(tǒng)具有呼叫、燈光報警、振鈴、設(shè)定等功能, 可滿足醫(yī)院對病房管理和護理的要求。這樣，使PLC 得功能大大增強。典型的 PLC 在一個周期中可完成以下 5 個掃描過程。只有程序執(zhí)行到一個循環(huán)的尾部時的值才影響下一時間段的輸出，即只有最后的修改才對輸出接點的真實值產(chǎn)生影響。1．單片機控制單片機作為一個超大規(guī)模的集成電路，結(jié)構(gòu)上包括 CPU、存儲器、定時器和多種輸入/輸出接口電路。其病床管理示意圖如圖 21 所示：洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）11圖 21 病床管理示意圖 病床呼叫系統(tǒng)控制要求根據(jù)本課題的控制要求和安全要求，所設(shè)計的病床呼叫系統(tǒng)的控制要求，以達(dá)到本系統(tǒng)的最佳設(shè)計要求和完成系統(tǒng)的最終設(shè)計1．設(shè)置一個病房每個病房 4 張床；2．在 4 張床都沒人時，監(jiān)控顯示區(qū)上無燈亮；3．當(dāng)有病人按下呼叫按鈕時，護士站警報燈亮，同時振鈴啟動，顯示器顯示病床號；4．護士站護士響應(yīng)后，切斷電鈴按鈕，但警報燈仍亮；走 廊 走 廊走 廊 病 房病 房病 房病 房 護 士 站顯 示 器 主 機洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）125．在處理過程中允許有其他病床呼叫。（2）編程功能離線編程方式：PLC 和編程器公用一個 CPU，編程器在編程模式時，CPU只為編程器提供服務(wù)，不對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制。輸入輸出點數(shù)