【正文】 the PLC using the scanning mode (serial works), if a soft relay coil is connected or disconnected, all of its contacts will not immediately move, have to wait for scan to the time before action. However, PLC39。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。在以后的學習工作過程中，我會虛心的接受師傅們對我的教導，好好的工作，發(fā)揚我們學校吃苦耐勞的精神，做有一個合格的畢業(yè)生。并且通過對知識的綜合利用，加入個人的分析和比較，加深了了我們對理論知識的理解和運用。遇到不明白的問題都積極的去詢問老師，或者去找尋相關的資料。針對在設計過程中遇到許多的難題，包括技術上和理論中難以理解的部分，李素芳老師都給認真的解釋，為此，向李素芳老師表示最衷心的謝意。但本設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 。本系統(tǒng)經(jīng)實驗驗證, 表明呼叫及時、準確、可靠, 可以滿足醫(yī)院的病房管理和護理要求, 同時充實了病床呼叫系統(tǒng)的控制方式。通過分析病床呼叫的工作原理及系統(tǒng)流程，確定了 PLC 控制系統(tǒng)應具備的全部功能和控制范圍，在分析了病床呼叫的控制要求后，考慮了功能和價格兩方面因素選定了日本三菱 FX2N 型號的 PLC。本文應用 PLC 完成設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。洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）27結　論此次設計是為了使醫(yī)院病床呼叫變的簡單，旨在能夠實現(xiàn)患者與醫(yī)務人員之間對于病情信息的雙向交流，從而實現(xiàn)醫(yī)院病房的科學化、人性化管理。4．外部配線干擾因各種電纜選擇不合理，信號線絕緣度降低，安裝、布線不合理等產(chǎn)生的干擾。2．感應電壓的干擾PLC周圍鄰近的大容量設備啟動和停止時，因電磁感應引起的干擾；其他設備或空中強電場通過分布電容串入PLC引起的干擾。因此為提高控制系統(tǒng)的可靠洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）26性，在設計時采取相應有效的抗干擾措施是非常有必要的。 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。這類設備安裝時信號線的屏蔽層應單端可靠接地，并盡量和動力電纜分開敷設，特別是高干擾的變頻器輸出電纜，而且要在PLC內部進行軟件濾波。 3．第3類故障點是傳感器和儀表。因為這類設備的關鍵執(zhí)行部件，利用電動執(zhí)行機構推拉閥門或閘板的位置轉換，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。所以減少此類故障應盡量選用高性能繼電器，改善元器件使用環(huán)境，減少更換的頻率，以減少其對系統(tǒng)運行的影響。 現(xiàn)場控制設備在整個過程控制系統(tǒng)中最容易發(fā)生故障地點在現(xiàn)場，現(xiàn)場中最容易出故障的有以下幾個方面： 1．第1類故障點是在繼電器。PLC的技術優(yōu)勢在于其I/O端口，在主機系統(tǒng)的技術水平相差無幾的情況下，I/O模塊是體現(xiàn)PLC性能的關鍵部件，因此它也是PLC損壞中的突出環(huán)節(jié)。對于PLC主機系統(tǒng)的故障的預防及處理主要是提高集中控制室的管理水平，同時在系統(tǒng)維護時，嚴格按照操作規(guī)程進行操作，謹防人為的對主機系統(tǒng)造成損害。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外，還和底板的供電、CPU 模塊工藝水平有關。系統(tǒng)總線的損壞主要由于現(xiàn)在PLC多為插件結構，長期使用插拔模塊會造成局部印刷板或底板、接插件接口等處的總線損壞，在空氣溫度變化、濕度變化的影響下，總線的塑料老化、印刷線路老化、接觸點的氧化等都是系統(tǒng)總線損耗的原因?，F(xiàn)場生產(chǎn)控制設備包括I/O端口和現(xiàn)場控制檢測設備，如繼電器、接觸器、閥門、電動機等。 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)控制設備故障兩部分。 系統(tǒng) I/O 分配智能病床呼叫系統(tǒng)采用三菱 FX2N 可編程控制器實現(xiàn), 該機型可靠性高, 維修方便, 價格低廉, 指令集功能強大, 擴展容易, I/O 模塊可根據(jù)需要配置。獨具特色的編程方式, 非常易于普及。特殊的 I/O 接口可以使呼叫按鈕直接與 PLC 輸入相接, 輸出可以直接帶報警器、顯示裝置等。軟件設計和硬件設計的繁瑣, 給開發(fā)和維護帶來了極大不便。因此, 目前醫(yī)院中很少采用；2．單片機構成的呼叫系統(tǒng)如果采用低壓電力線作為傳輸媒質,必須解決信息衰減、電平轉換、信息耦合、濾波等問題, 使得外圍接口電路非常復雜。其中,有線式一般是采用單片機作為核心控制部件。由醫(yī)院管理部門及時了解和掌握各病區(qū)的工作情況, 調配醫(yī)護人員。呼叫次數(shù)加“1” 信號取自醫(yī)護人員處理完呼叫后的復位按鈕 , 以保證記錄的準確性。可以根據(jù)院方要求, 任意設定統(tǒng)計時間, 如 1 h 或 24 h 等。而前一次呼叫的病房報警指示燈仍然常亮。被清除信號包括病床指示燈、護士站病房報警指示燈；3．為增加實時處理能力, 當醫(yī)護人員在響應某一呼叫時, 也允許其他患者呼叫。常亮的病房號指示燈用來表明醫(yī)護人員已經(jīng)響應患者的呼叫, 或正在現(xiàn)場處理中。如果是患者誤操作, 在 6 s 時間內第 2 次按下停止按鈕可解除呼叫,同時關斷病床指示燈、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。當患者作者第 1 次按下呼叫按鈕時, 病床指示燈、手柄按鈕指示燈點亮, 提示患者已發(fā)出呼叫請求。如圖 24 所示：洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）16圖 24 硬件原理圖24VCOMgfedcbagedcbaHHL4HL3HL2HL1SB8SB7SB6SB0SB5SB4SB3SB2SB1 PLC20V 程 序 啟 動 按 鈕病 床 1呼 叫 按 鈕病 床 2呼 叫 按 鈕病 床 3呼 叫 按 鈕病 床 4呼 叫 按 鈕消 除 電 鈴 按 鈕誤 操 作 取 消 按 鈕復 位 按 鈕停 止 按 鈕FU FX2n18MR病 床 警 報 燈病 床 警 報 燈病 床 警 報 燈病 床 警 報 燈蜂 鳴 警 報 器Ｌ Ｅ Ｄ 顯 示 器20VCOM24V洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）17第 3 章 系統(tǒng)軟件的設計 系統(tǒng)軟件流程圖 系統(tǒng)軟件流程圖如圖 31 所示：圖 31 系統(tǒng)流程圖開 始設 定 統(tǒng) 計 時 間 清 除 呼 叫 累 計 次 數(shù)第 一 次 按 下 呼 叫 按 鈕6s是 否 過 了 ？護 士 站 顯 示 呼 叫 病 床 號振 鈴 啟 動醫(yī) 護 人 員 響 應消 除 振 鈴是 否 處 理 結 束 ？結 束 啟 動 復 位 按 鈕誤 操 作 是 否 取 消 操 作 ？按 下 停 止 按 鈕 停 止 呼 叫否 是 否洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）18 1．目前病房中使用的呼叫按鈕大多為雙按鈕, 一個呼叫, 另一個關斷。 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、使用標準型號實時時鐘滿足時間靈敏度應用要求。綜合以上因素，本課題的設計采用日本三菱公司生產(chǎn)的 FX2N128MR 小型PLC 來實現(xiàn)整個自動系統(tǒng)的控制，如圖 23 所示：圖 23 FX2N可編程控制器（PLC） 三菱 FX2N128MR 具有如下優(yōu)點：最大范圍地包容了標準特點、程式執(zhí)行更快、全面補充了通信功能、適合世界各國不同的電源以及滿足單個需要的大量特殊功能模塊，它可以為自動化應用提供最大的靈活性和控制能力。在估算和選用時應充分考慮，使整個控制系統(tǒng)有較合理的性能價格比。輸入輸出點數(shù)對價格有直接影響。（2）經(jīng)濟性的考慮洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）15選擇 PLC 時，應考慮性能價格比。從應用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c數(shù)選型。PLC 的診斷功能的強弱，直接影響對操作和維護人員技術能力的要求，并影響平均維修時間。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內診斷和外診斷。選用的編程語言應遵守其標準（IEC6113123），同時，還應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。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調試和操作方便，在大中型 PLC 中常采用。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本。（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，不對現(xiàn)場設備進行控制。根據(jù)本課題所設計的病床呼叫系統(tǒng)的需要，主要介紹以下幾種功能的選擇。因此本課題的 PLC 內存容量選擇應能存儲 2020 條梯形圖，這樣才能在以后的改造過程中有足夠的空間。為了設計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。2．存儲器容量的估算存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應用項目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。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)進行圓整。1．輸入輸出（I/O）點數(shù)的估算I/O 點數(shù)估算時應考慮適當?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，再增加10%～ 20%的可擴展。工藝流程的特點和應用要求是設計選型的主要依據(jù)。其病床管理示意圖如圖 21 所示：洛陽理工學院畢業(yè)設計（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，所設計的病床呼叫系統(tǒng)的控制要求，以達到本系統(tǒng)的最佳設計要求和完成系統(tǒng)的最終設計1．設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 機洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）125．在處理過程中允許有其他病床呼叫。主機監(jiān)控系統(tǒng)響應后, 將出現(xiàn)相應的聲、光報警指示, 以便提示醫(yī)護人員盡快趕到現(xiàn)場。一旦有呼叫按鈕按下, PLC 立即響應, 通過設置的程序實現(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?；颊哂泻艚姓埱髸r, 按下手持式按鈕向護士站呼叫。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)。由 PLC 為主構成的控制系統(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?？删幊炭刂破?PLC)從上世紀 70 年代發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制系統(tǒng)，起初它主要是針對開關量進行邏輯控制的一種裝置，可以取代中間繼電器、時間繼電器等構成開關量控制系統(tǒng)，隨著 30 多年來微電子技術的不斷發(fā)展，PLC 也通過不斷的升級換代大大增強了其功能。但是，單片機是一個集成電路，不能直接將它與外部 I/O 信號連接，要將它用于工業(yè)控制還要附加一些配套的集成電路和 I/O 接口電路，硬件設計、控制和程序設計的工作量相當大。1．單片機控制單片機作為一個超大規(guī)模的集成電路，結構上包括 CPU、存儲器、定時器和多種輸入/輸出接口電路。4．通過設計要讓自己多學一些和本設計有關的知識，以及多種軟件的應用和操作。2．綜合自己的專業(yè)知識，讓自己對學過的知識加深印象，進行一次全面性的復習。用 PLC 程序開發(fā)實現(xiàn)了設計、調試、等功能。用以前所學知識全面系統(tǒng)的對硬件進行設計并設有保護器件。PLC 結構圖如圖 11 所示： 圖 11 PLC結構圖洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）9第 2 章 病床緊急呼叫系統(tǒng)設計概述 課題研究的內容及目標 課題研究的內容1．理解 PLC 的編程方法，熟悉并使用 PLC 完成其他的設計，建立系統(tǒng)邏輯的知識體系。 4．CPU 單元CPU 單元控制著 I／O 寄存器的讀、寫時序，以及對存儲器單元中程序的解釋執(zhí)行工作，是 PLC 的大腦。系統(tǒng)存儲器存儲的是系統(tǒng)程序，它是由廠家開發(fā)固化好了的，用戶不能更改，PLC 要在系統(tǒng)程序的管理下運行。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。 2．輸出寄存器輸出寄存器的每一位都表明了 PLC 在下一個時間段的輸出值,而程序循環(huán)執(zhí)行開始時的輸出寄存器的值,表明的是上一時間段的真實輸出值。 1．輸入寄存器輸入寄存器可按位進行尋址，每一位對應一個開關量，其值反映了開關量的狀態(tài)，其值的改變由輸入開關量驅動，并保持一個掃描周期。 PLC 的 組成部分PLC 與通用計算機沒有什么區(qū)別，只是一臺增強了 I/O 功能的可與控制對象方便連接的計算機。該過程