目录第1章控制工艺流程分析 (1)1.1病床呼叫系统控制过程描述 (1)1.2. 病床呼叫系统控制工艺分析 (1)第二章控制系统总体方案设计 (2)2.1 系统硬件组成 (2)2.4系统结线图设计 (3)第3章控制系统梯形图程序设计 (5)3.1 控制程序流程图设计 (5)3.2 控制程序时序图设计 (5)3.3 控制程序设计思路 (7)第4章监控系统设计 (8)4.1 PLC与上位监控软件通讯 (8)4.2 上位监控系统组态设计及实现效果 (9)第5章系统调试及结果分析 (10)5.1 系统调试及解决的问题 (10)5.2 结果分析 (10)第6章课程设计心得 (11)参考文献 (12)附录 (13)第1章控制工艺流程分析1.1病床呼叫系统控制过程描述患者在住院期间，可能会在任意时间请求医生或护士进行诊断或护理。

临床救助呼叫是传送临床信息的重要手段，病床呼叫系统是患者向值班医生或护士发出紧急呼叫的工具，要将患者的请求快速传送给值班医生或护士，并在护士站的监控中心留下准确完整的记录，是提高医院和病室护理水平的必备设备之一。

病床呼叫系统要求及时、准确、可靠，简便可行，利于推广，其性能的优劣直接关系到病员的安危，因此历来受到各大医院的普遍重视。

本实验应用可编程控制，以一种以PLC为核心的智能化病床呼叫系统。

该系统利用PLC特殊的I/O接口，是系统构成更加简单，充分展示了它的特色和应用前景。

该系统具有呼叫、灯光报警、振铃、先是排队、优先权设定等功能，可满足医院对病房管理和护理的要求。

1.2. 病床呼叫系统控制工艺分析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。

第二章控制系统总体方案设计2.1 系统硬件组成1.I/O点的统计输入点共38个，输出点共22个，具体情况如图所示。

表2-1 I/O统计表2.plc的选型I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%～20%的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。

本设计需要输入点共36个，输出点共27个，所以应选择40入/40出的plc，型号为欧姆龙CJ1W-ID261，24VDC。

2.2 I/O分配输入：表2-2 输入点列表输出：表2-3输出点列表护士站显示1房闪灯 01000 护士站显示2房闪灯 01001 护士站显示3房闪灯 01002 护士站显示1房响铃 01003 护士站显示2房响铃 01004 护士站显示3房响铃 01005 1房1-4床灯亮 01006-01009 2房1-4床灯亮 01010-01013 3房1-4床灯亮 01014-01017 1房灯闪 01018 2房灯闪 01019 3房灯闪 01020 输出保持 010212.3 PLC 工作原理图2-1 plc 结构图2.4系统结线图设计存储器 外 设接 口I/O 扩展 口CPU输入设备输出设备电源输 入 单 元输出单元图2-2 系统结线图第3章 控制系统梯形图程序设计3.1 控制程序流程图设计图3-1 控制程序流程图3.2 控制程序时序图设计 以1床病人为例病人5s 钟未按下重置按钮：开始分析控制要求确定用户I/O 设备PLC 硬件系统配置分配I/O 点绘制流程表梯形图程序输入PLC修改程序软件测试满足要求？交付使用5s 钟按下重置按钮：图3-2 病床呼叫系统时序图500000 00012 01006 01018 01003 01000 0003600024 0102100000 0001201006 01018 01003 01000 00036 00024 010213.3 控制程序设计思路图3-3病床呼叫系统控制流程图启动复位按钮关闭各个指示灯医护人员处理完毕不存在报警医护人员响应，解除报警NPLC按下呼叫按钮点亮床头和手柄指示灯5s 期间是否按下重置按钮Y关闭床头指示灯床头灯、病房灯、护士站灯闪烁 启动报警铃 记录呼叫顺序NY第4章监控系统设计4.1 PLC与上位监控软件通讯上位机与CMP2A的通信有两种方式：上位机命令与PLC通信命令。

上位机命令方式上位机处于主动,命令由上位机发往PLC。

采用上位机命令方式能方便的实现上位机对PLC的监控。

CPM2A的数据是以帧的格式发送的，其中正文最多122个字符。

当命令块内容大于一帧时，由起始帧、中间帧、及结果帧组成。

起始帧最多131个字符，中间帧及结束帧最多128个字符。

起始帧由设备号、命令码、正文、FCS、和分界符构成。

中间帧有正文、FCS、分界符组成。

结束帧由正文FCS、结束符组成。

上位机每发送完一帧，在收到PLC发回的分界符后再发送下一帧。

命令块中的校验码FCS是８位二进制数转换成的２位ASCⅡ字符。

这８位数据是将一帧数据中校验码前的所有字符的ASCⅡ码位按连续异或的结果。

转换成字符时，按照２位十六进制数转换成对应的数字字符。

PLC接收到上位机发送的命令帧后，自动产生响应块，响应块的格式与图２格式类似，只是在命令码后面多了两位的响应码，响应码表示了上位机命令的出错信息。

响应码00表示PLC正常完成上位机命令。

串口通信流程如下图。

开始初始化串口生成命令帧发送命令帧接受命令帧检查响应码通信有效图4-1串口通信流程图4.2 上位监控系统组态设计及实现效果通过上位机对PLC控制系统进行监控，上位机只需要设置PLC的相应工作位即可实现对PLC的控制，PLC正常工作时的输入位均可由上位机指令来完成，如下图所示a PLC正常工作b上位机控制图4-1 PLC上位机控制图a表示上位机正常工作时输出由输入0.00控制，当需要把PLC控制专程由上位机来控制时，只需要通过向PLC输入@00RR00030001，置3.00为ON，切断0.00的通路，这样输出的10.00就转由4.00控制，当输入@00WR00040001时，4.00为ON，输出位10.00产生输出。

第5章系统调试及结果分析5.1 系统调试及解决的问题先将程序输入试验机，再用模拟信号调试，调试成功后再投入使用，再模拟调试时，我们最常用的是输入短接法调试。

用输入短接法调试程序用一根导线将电“+”和PLC输入端的COM端短接；另用一根导线的一端接电源“—”，另一端做活动端。

将一根活动端与00000短接，观察到所对应的HL灯亮，然后将活动端与00001接通。

5.2 结果分析当按下00000按钮时01021灯接通，01021触电常开变为常闭。

此时定时器TIM0000计时开始，到5秒钟时，T0000触点由常开变为常闭，01006灯接通，常开触点01006由常开变为常闭，01006灯常亮（1房1床灯亮）。

当T0000接通时，TIM0001开始计时，1秒后计时器记满。

T0001由常开变为常闭，01018小灯点亮，TIM0002开始计时，1秒后计时器记满，T0002由常闭变为常开，计时器TIM0001复位，T0001由常闭变为常开，01018小灯熄灭。

此后一直循环，小灯为闪烁状态（1病房灯闪烁）。

当5秒钟时，01003输出接通（护士站显示1房响铃），TIM0003开始计时与上面分析01006灯一样，10000灯闪烁(护士站显示1房闪灯)。

其余运行结果与1房1床灯相同。

第6章课程设计心得选择PLC时首先要对生产工艺和被控对象进行分析，进行I/O点数和I/O点的类型(数字量、模拟量等)统计，适当进行内存容量的估计，确定适当的留有余量而不浪费资源的机型。

在进行设计前应首先进行I/O分配，以确定这个程序该如何编写，梯形图如何绘制，各个按钮和指示灯所对应的指令等。

在设计完成后，还要将之与上位机连接，进行监控与调试，这让我学会了如何在调试过程中检验系统的缺陷与故障，并能对其进行及时的修改，对整个控制系统的的各个器件的作用和程序的使用了解的更多，并且得到了大量的练习，大大增加了熟练度，已经能够较为熟练地进行操作。

经过此次课程设计，我才知道，我对plc的了解少之又少。

从一开始对plc 的选型，就需要根据项目的性能，考虑所需的plc。

然后根据所需的选型考虑那个牌子最适合，然后选取最适合，最性价比高的plc。

其次，需要对题目考虑，编程。

编程的过程需要缜密的思索，每一步都是有联系的。

让我对plc的编程基础又有复习了一遍。

在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见。

在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法，不是有句话叫做思而不学者殆。

做事要学思结合。

参考文献[1]廖常初．S7-300/400 PLC应用技术[M]．北京：机械工业出版社，2008.[2]史国生．电气控制与可编程控制器技术[M]．北京：化学工业出版社，2010.[3]王承义．PLC控制程序精编108例[M]．北京：电子工业出版社，2009.[4]宋伯生．PLC编程实用指南[M].北京：机械工业出版社，2007.[5]杨锦忠．电动机及控制线路[M]．北京：化学工业出版社，2009.[6]张凤珊．电器控制及可编程序控制器[M]．北京：中国轻工业出版社，1999.附录梯形图的设计下面为一病房一病床为例，其余病床设计思路与下图相同：程序：1病房1床LD 00000LD TROOR 01021AND TIMOOOOUT 01018 AND NOT 00012AND NOT 00024OUT 01021LD TIMOOO LD 01021OR 01003 TIM 000AND NOT 00036 #0050OUT TR1 LD TIM000OUT 01003OR 01006LD TR1AND NOT 00024AND TIM004OUT TR0TIM 003OUT 01006#0010LD TR0LD TR1AND TIM002TIM 004TIM 001#0010 #0010OUT 01000。