江西理工大学应用科学学院
西门子PLC课程设计
题目:病床呼叫系统
专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 电气111 姓 名： 陈强
设计报告格式20分 封面 3 页面布局 5 目录格式 3 图表质量 4 间距、行距、字体 6 工艺过程分析 8 学 号： 08060111128 设计内容60分 系统控制要求 8 I/O 分配 5 设备选型 5 主电路 8 电气原理图 控制电路 8 外围接线图 8 系统程序设计 10 10分 动手实践能力 10 10分 总印象评分 10 总计得分
2013
年06月
PLC控制系统课程设计 目 录 第1章 病床呼叫系统的控制工艺分析 ..................................... 2 1.1 病床呼叫系统的目的 ........................................... 2 1.2 硬件选择 ..................................................... 2 1.3 病床呼叫系统设计步骤 ......................................... 2 1.4 病床呼叫系统的组成及工作方式 ...................................... 2 第2章 PLC控制系统设计 ................................................. 3 2.1 PLC的工作原理 ............................................... 3 2.2 I/O分配 ..................................................... 3 2.3 病床呼叫系统流程图 ........................................... 4 2.4 病床呼叫系统接线图 .................................................. 5 第3章 PLC监控系统设计 ................................................. 6 3.1 病床呼叫系统时序图 ........................................... 6 3.2 梯形图的设计 ................................................. 7 结论与体会 ...................................................... 17 参考文献 ........................................................ 18 附录 ...................................................................... 19
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PLC控制系统课程设计 第1章 病床呼叫系统的控制工艺分析
1.1 病床呼叫系统的目的
本课程设计主要用于医院病务区的病人有紧急或自己不方便的事件时呼叫护士站寻求帮助，护士根据站内指示灯及响铃获取求助信息的来源，并能及时的给其提供帮助。护士在站内发现信号时及时将站内灯及响铃复位，在处理完后再在病床前的开关将病床及病房的灯复位。
1.2 硬件选择
病床呼叫系统有主机、从机等两部分组成。从机（呼叫源）即病床按钮，主机包括PLC及显示和监护系统。主机中PLC工作方式为循环扫描方式，在系统程序控制下，PLC顺序读入输入端口各呼叫源的状态，并且不断地循环扫描。一旦有呼叫按钮按下，PLC立即响应，通过设置的程序实现对系统的控制。
本设计需要38个输入端，所以PLC采用欧姆龙CJ1W-ID261,24VDC,输入单元为64点。
1.3 病床呼叫系统设计步骤
① 拟定控制系统设计的技术要求；
② 选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行元件； ③ 选定PLC型号；
④ 编制PLC的输入/输出端子接线图；
⑤ 根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后在用相应编程语言进行程序设计； ⑥ 设计操作台、电气柜及非标准电器元件； ⑦ 编写设计说明书和使用说明书。
1.4 病床呼叫系统的组成及工作方式
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。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。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。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。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。主机监控系统显示后，出现相应的声、光报警指示，以便提示医护人员尽快赶到现场。
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PLC控制系统课程设计 第2章 PLC控制系统设计
2.1 PLC的工作原理
编程 通 系统程序 I/O I/O 设备 信 用户程序 存储器 扩展 扩展
接 用户数据 接口 单元 网络 口 微处理器CPU 现场 输 输 驱动 信号 入 出 被控 单 电源部件 单 对象 元 元 图2-1 PLC的结构框图
2.2 I/O分配
输入：
1房1-4床紧急按钮 2房1-4床紧急按钮 3房1-4床紧急按钮 1房1-4床重置按钮 2房1-4床重置按钮 3房1-4床重置按钮 护士站1房1-4床复位按钮 护士站2房1-4床复位按钮 护士站3房1-4床复位按钮 护士站1房1-4床取消紧急呼叫及闪灯按钮 护士站2房1-4床取消紧急呼叫及闪灯按钮 护士站3房1-4床取消紧急呼叫及闪灯按钮 输出： 护士站显示1房闪灯 护士站显示2房闪灯 护士站显示3房闪灯 3
00000-00003 00004-00007 00008-00011 00012-00015 00016-00019 00020-00023 00024-00027 00028-00031 00032-00035 00036 00037 00038 01000 01001 01002 PLC控制系统课程设计 护士站显示1房响铃 护士站显示2房响铃 护士站显示3房响铃 1房1-4床灯亮 2房1-4床灯亮 3房1-4床灯亮 1房灯闪 2房灯闪 3房灯闪 输出保持 01003 01004 01005 01006-01009 01010-01013 01014-01017 01018 01019 01020 01021 2.3 病床呼叫系统流程图
PLC
无状况 N 是否有病人按下紧急呼叫按钮 Y Y 5秒内是否按下重置按钮
N
病床指示灯亮； 病房指示灯闪烁； 护士站紧急呼叫并闪灯； 显示各病床呼叫顺序
N 是否按下护士站处理按钮 Y 护士站紧急灯熄灭响铃停止 依顺序处理个病房的病床， N 完成后，按下处理完毕按钮 Y
图2-2 病床呼叫系统流程图
4
PLC控制系统课程设计 2.4 病床呼叫系统接线图
IO.0 Q0.0 IO.1 Q0.1 IO.2 Q0.2 IO.3 Q0.3 IO.4 Q0.4 IO.5 Q0.5 IO.6 Q0.6 IO.7 Q0.7 IO.8 Q0.8 IO.9 Q0.9 IO.10 Q1.0 IO.11 Q1.1 IO.12 Q1.2 IO.13 Q1.3 IO.14 Q1.4 IO.15 Q1.5 IO.16 Q1.6 IO.17 Q1.7 IO.18 Q1.8 IO.19 Q1.9 IO.20 Q2.0 IO.21 Q2.1 IO.22 IO.23 IO.24 IO.25 IO.26 IO.27 IO.28 IO.29 IO.30 IO.31 IO.32 IO.33 IO.34 IO.35 IO.36 IO.37 IO.38 COM COM 24V 220V 图2-3 CJ1W-ID261接线图
5
PLC控制系统课程设计 第3章 PLC监控系统设计
3.1 病床呼叫系统时序图
以1床病人为例：
病人5秒中未按下重置按钮：
00000
00012
5s 01006
01018
01003
01000
00036
00024
01021
5秒钟内按下重置按钮：
00000
00012
01006 01018 01003 01000 00036 00024 01021
图3-1 病床呼叫系统时序图
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PLC控制系统课程设计 3.2 梯形图的设计
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PLC控制系统课程设计 结论与体会
通过本次医院病床系统的课程设计，我熟悉了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，提高了我的理论知识，工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。通过在网上查找资料以及到图书馆学习，也使我更好的理解和认识了关于PLC设计原理和实际中的应用过程。
在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC 的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。
从动手调试的过程中，增加了我们对这项技术的了解，使我们体会到了只有好好学习，才能解决问题，才能让我们更能站在工作岗位上。作为学生面对的无非是同学、老师、家长，而工作后就要面对更为复杂的关系。无论是和领导、同事还是客户接触，都要做到妥善处理，要多沟通，并要设身处地从对方角度换位思考，而不是只是考虑自己的事。同时我也懂得了理论和实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正的学到知识，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在本次课程设计中，培养了我们实际动手能力和解决问题的能力，这使我们更深层次的接触到了我们以后的工作方向，而且这次实习更接近于我们以后的工作内容，所以这些都为我们以后的学习和工作打下了坚实的基础。
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PLC控制系统课程设计 参考文献
[1]张凤珊，电气控制及可编程序控制器[M].北京: 中国轻工业出版社，2003． [2]郁汉琪，电气控制与可编程序控制器应用技术[M].南京: 东南大学出版社，2003． [3]张万忠，可编程控制器应用技术[M].北京: 化学工业出版社，2001． [4]马志溪，电气工程设计[M].北京: 机械工业出版社，2002． [5]董德发，张天春.自控工程设计基础[M].大庆：大庆石油学院，1999. [6]肖清，电器与PLC控制技术课程设计指导书.
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PLC控制系统课程设计 附录
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PLC控制系统课程设计 1病房1床： LD 00000 OR 01021
AND NOT 00012 AND NOT 00024 OUT 01021 LD 01021 TIM 000 #0050 LD TIM000 OR 01006
AND NOT 00024 OUT TR0 OUT 01006 LD TR0
AND TIM002 TIM 001 #0010 LD TRO
AND TIMOOO OUT 01018 LD TIMOOO OR 01003
AND NOT 00036 OUT TR1 OUT 01003 LD TR1
AND TIM004 TIM 003 #0010 LD TR1 TIM 004 #0010 OUT 01000 1病房2床： LD 00001 OR 01021
AND NOT 00013 AND NOT 00024 OUT 01021 LD 01021 TIM 000 #0050 LD TIMOOO OR 01007
AND NOT 00025 OUT TR2 OUT 01007 LD TR2
AND TIM002 TIM 001 #0010 LD TR2
AND TIMOO1 TIM 002 #0010 OUT 01018
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PLC控制系统课程设计 LD TIMOOO OR 01003
AND NOT 00037 OUT TR3 OUT 01003 LD TR3
AND TIM004 TIM 003 #0010 LD TR3
AND TIM003 TIM 004 #0010 OUT 01000 1病房3床： LD 00002 OR 01021
AND NOT 00014 AND NOT 00024 OUT 01021 LD 01021 TIM 000 #0050 LD TIM000 OR 01008
AND NOT 00026 OUT TR4 OUT 01008 LD TR4
AND TIM002 TIM OO1 #0010 LD TR4
AND TIM001 TIM 002 #0010 OUT 01018 LD TIMOOO OR 01003
AND NOT 00038 OUT TR5 OUT 01003 LD TR5
AND TIM004 TIM 003 #0010 LD TR5 TIM 004 #0010 OUT 01000 1病房4床： LD 00003 OR 01021
AND NOT 00015 AND NOT 00024 OUT 01021 LD 01021
21
PLC控制系统课程设计 TIM 000 #0050 LD TIM000 OR 01009
AND NOT 00027 OUT TR6 OUT 01009 LD TR6
AND TIM002 TIM 001 #0010 LD TR6
AND TIM001 TIM 002 #0010 OUT 01018 LD TIMOOO OR 01003
AND NOT 00039 OUT TR7 OUT 01003 LD TR7
AND TIM004 TIM 003 #0010 LD TR7
AND TIM003 TIM 004 #0010 AND 01000 2病房1床： LD 00004 OR 01021
AND NOT 00016 AND NOT 00024 OUT 01021 LD 01021 TIM 000
#0050 LD TIM000 OR 01010
AND NOT 00028 OUT TR8 OUT 01010 LD TR8
AND TIM002 TIM 001 #0010 LD TR8 AND T001 TIM 002
#0010 OUT 01019 LD TIM000 OR 01004
AND NOT 00040 OUT TR9
22
PLC控制系统课程设计 OUT 01004 LD TR9
AND TIM004 TIM 003 #0010 LD TR9
AND TIM003 TIM 004 #0010 OUT 01001 2病房2床： LD 00005 OR 01021
AND NOT 00017 AND NOT 00024 OUT 01021 LD 01021 TIM 000 #0050 LD TIM000 OR 01011
AND NOT 00029 OUT TR10 OUT 01011 LD TR10 AND TIM002 TIM 001 #0010 LD TR10 AND TIM001 TIM 002 #0010 OUT 01019 LD TIMOOO OR 01004
AND NOT 00041 OUT TR11 OUT 01004 LD TR11 AND TIM004 TIM 003 #00010 LD TR11
AND TIM 003 TIM 004 #0010 OUT 01001 2病房3床： LD 00006 OR 01021
AND NOT 00018 AND NOT 00024 OUT 01021 LD 01021 TIM 000 #0050 LD TIM000
23
PLC控制系统课程设计 OR 01012
AND NOT 00030 OUT TR12 OUT 01012 LD TR12 AND TIM002 TIM 001 #0010 LD TR10 AND TIM001 TIM 002 #0010 OUT 01019 LD TIMOOO OR 01004
AND NOT 00042 OUT TR13 OUT 01004 LD TR13 AND TIM004 TIM 003 #00010 LD TR11
AND TIM 003 TIM 004 #0010 OUT 01001 2病房4床： LD 00007 OR 01021
AND NOT 00019 AND NOT 00024 OUT 01021 LD 01021 TIM 000 #0050 LD TIM000 OR 01013
AND NOT 00031 OUT TR14 OUT 01013 LD TR14 AND TIM002 TIM 001 #0010 LD TR10 AND TIM001 TIM 002 #0010 OUT 01019 LD TIMOOO OR 01004
AND NOT 00043 OUT TR15 OUT 01004 LD TR15 AND TIM004
24
PLC控制系统课程设计 TIM 003 #00010 LD TR15
AND TIM 003 TIM 004 #0010 OUT 01001 3病房1床： LD 00008 OR 01021
AND NOT 00020 AND NOT 00024 OUT 01021 LD 01021 TIM 000 #0050 LD TIM000 OR 01014
AND NOT 00032 OUT TR16 OUT 01014 LD TR16 AND TIM002 TIM 001 #0010 LD TR10 AND TIM001 TIM 002 #0010 OUT 01020 LD TIMOOO OR 01004
AND NOT 00044 OUT TR17 OUT 01005 LD TR17 AND TIM004 TIM 003 #00010 LD TR11
AND TIM 003 TIM 004 #0010 OUT 01002 3病房2床: LD 00009 OR 01021
AND NOT 00021 AND NOT 00024 OUT 01021 LD 01021 TIM 000 #0050 LD TIM000 OR 01015
AND NOT 00033 OUT TR18
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PLC控制系统课程设计 OUT 01015 LD TR18 AND TIM002 TIM 001 #0010 LD TR18 AND TIM001 TIM 002 #0010 OUT 01020 LD TIMOOO OR 01005
AND NOT 00045 OUT TR19 OUT 01005 LD TR19 AND TIM004 TIM 003 #00010 LD TR19
AND TIM 003 TIM 004 #0010 OUT 01002 3病房3床： LD 00010 OR 01021
AND NOT 00022 AND NOT 00024 OUT 01021 LD 01021 TIM 000 #0050 LD TIM000 OR 01016
AND NOT 00034 OUT T20 OUT 01016 LD TR20 AND TIM002 TIM 001 #0010 LD TR20 AND TIM001 TIM 002 #0010 OUT 01020 LD TIMOOO OR 01005
AND NOT 00046 OUT TR21 OUT 01005 LD TR21 AND TIM004 TIM 003 #00010 LD TR21
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PLC控制系统课程设计 AND TIM 003 TIM 004 #0010 OUT 01002 3病房4床： LD 00011 OR 01021
AND NOT 00023 AND NOT 00024 OUT 01021 LD 01021 TIM 000 #0050 LD TIM000 OR 01017
AND NOT 00035 OUT TR22 OUT 01017 LD TR22 AND TIM002 TIM 001 #0010 LD TR22 AND TIM001 TIM 002 #0010 OUT 01020 LD TIMOOO OR 01005
AND NOT 00047 OUT TR23 OUT 01005 LD TR23 AND TIM004 TIM 003 #00010 LD TR23
AND TIM 003 TIM 004 #0010 OUT 01002 27
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