基于plc三菱的病床呼叫系統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1電氣控制技術(shù)概述</p><p>　　電氣控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究以及其他各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛，已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的重要技術(shù)手段之一。盡管電氣控制設(shè)備種類(lèi)繁多、功能各異，但其控制原理、基本線路、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)都是類(lèi)似的。</p><p>　　在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交

2、通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)中都要用到各類(lèi)生產(chǎn)機(jī)械，這些機(jī)械的電力拖動(dòng)及設(shè)備主要使用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，例如各種生產(chǎn)流水線等。中國(guó)生產(chǎn)的電能約60％用于電動(dòng)機(jī)，其中的70％以上又用于一般用途的交流異步和同步電動(dòng)機(jī)。因此，掌握電氣控制技術(shù)的應(yīng)用很重要。</p><p>　　電氣控制就是通過(guò)電氣自動(dòng)控制方式來(lái)控制生產(chǎn)過(guò)程。電氣控制線路是把各種有觸點(diǎn)的接觸器、繼電器以及按鈕、行程開(kāi)關(guān)等電氣元件，用導(dǎo)線按一定方式連接起來(lái)的控制線路。電氣控制

3、線路能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)及其他執(zhí)行電器的啟停、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速及制動(dòng)等運(yùn)行方式的控制，所以，電氣控制通常被我們稱(chēng)為繼電接觸器控制，這種控制方式比較傳統(tǒng)。</p><p>　　由于繼電接觸器控制線路圖簡(jiǎn)單，裝置簡(jiǎn)單容易，價(jià)格便宜，抗干擾能力強(qiáng)，它可以很方便地實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單和復(fù)雜的、集中和遠(yuǎn)距離的生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制。但是繼電接觸器控制線路采用固定接線形式，其通用性和靈活性差，一旦做成不易改變，另外不能實(shí)現(xiàn)系列化生產(chǎn)。由于采用有觸電

4、的開(kāi)關(guān)電器，觸點(diǎn)易發(fā)生故障，盡管如此，電氣控制線路仍然應(yīng)用廣泛。</p><p>　　雖然不同的生產(chǎn)工藝要求不同的電氣控制線路，但是大多數(shù)都是由一些典型控制環(huán)節(jié)組成的。因此，掌握基本環(huán)節(jié)的典型控制系統(tǒng)，結(jié)合具體的控制要求按照由淺入深、循序漸進(jìn)的步驟，電氣控制線路的閱讀及設(shè)計(jì)能大致掌握。</p><p>　　電氣控制線路有兩種設(shè)計(jì)方法：一種是經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法；另一種是邏輯代數(shù)設(shè)計(jì)法。兩種設(shè)計(jì)方法各

5、有利弊，使用時(shí)需要根據(jù)生產(chǎn)工藝及一些特殊要求選擇最佳的電氣控制線路。</p><p>　　電氣控制線路的各種圖形及文字符號(hào)必須按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)繪制，典型環(huán)節(jié)需要牢固掌握，以便設(shè)計(jì)出最省電器設(shè)備元件且控制性能最佳的電氣控制線路。</p><p>　　目前，電氣控制技術(shù)將與其他高新技術(shù)相結(jié)合，以便更好地控制生產(chǎn)線。</p><p>　　1.2 可編程控制器簡(jiǎn)介</p&g

6、t;<p>　　可程序邏輯控制器（PLC，Programmable Logic Controller），乃是一種固態(tài)電子裝置，主要利用輸入／輸出裝置的回授信號(hào)及儲(chǔ)存程序，控制機(jī)械或程序的操作。在工廠自動(dòng)化（FA）系統(tǒng)中，PLC因?yàn)榫邆鋬r(jià)格便宜、系統(tǒng)穩(wěn)定及環(huán)境適應(yīng)性佳的特點(diǎn)，故一直為自動(dòng)化業(yè)界所采用。近幾年來(lái)，各PLC制造廠家無(wú)不致力于新機(jī)種的研發(fā)，所以在CPU 處理速度、擴(kuò)展模塊及通訊的功能上，相較于早期PLC控制器，已有

7、長(zhǎng)足的進(jìn)展。</p><p>　　在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，大量的開(kāi)關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過(guò)氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。1968年美國(guó)通用汽車(chē)公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國(guó)數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱(chēng)Programma

8、ble Controller(PC)。 </p><p>　　個(gè)人計(jì)算機(jī)(簡(jiǎn)稱(chēng)PC)發(fā)展起來(lái)后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller(PLC)。</p><p>　　為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)（ Personal Computer ）PC 這一簡(jiǎn)寫(xiě)名稱(chēng)術(shù)語(yǔ)混亂，仍沿用早期的PLC 表示可編程控制器，但PLC 并

9、不意味著只具有邏輯運(yùn)算的功能。</p><p>　　國(guó)際電工委員會(huì)在1987年頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了定義：“PLC是一種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外部設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體

10、，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。”</p><p>　　我們這一次所設(shè)計(jì)的病床呼叫系統(tǒng)的PLC控制設(shè)計(jì)采用了日本著名的三菱公司生產(chǎn)的FX2N-48MR作為核心的控制器件，充分發(fā)揮了PLC的優(yōu)越性能，比企鵝考慮了PLC的擴(kuò)展功能驚醒梯形圖程序的設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)病床呼叫系統(tǒng)的所有功能。本系統(tǒng)所涉及的定時(shí)器與中間繼電器軟組件完美組合，完全符合PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般設(shè)計(jì)方法，能激發(fā)我們的學(xué)習(xí)興趣。</p>&

11、lt;p>　　1.3 PLC工作原理</p><p>　　1.3.1 PLC主要組成部分</p><p>　　圖1-1 PLC的結(jié)構(gòu)組成</p><p><b>　　CPU模塊：</b></p><p>　　CPU模塊主要由微處理器（CPU芯片）和存儲(chǔ)器組成。在PLC控制系統(tǒng)中，CPU模塊相當(dāng)于人的大腦和心臟，它

12、不斷的采集輸入信號(hào)，執(zhí)行用戶(hù)程序，刷新系統(tǒng)的輸出；存儲(chǔ)器用來(lái)儲(chǔ)存程序和數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　I/O模塊：</b></p><p>　　輸入(Input)模塊和輸出（Output）模塊統(tǒng)稱(chēng)I/O模塊，是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)和CPU模塊的橋梁。輸入模塊主要用來(lái)接受和采集輸入信號(hào)，輸入信號(hào)包括兩類(lèi)：一類(lèi)是從按鈕，選擇開(kāi)關(guān)，接近開(kāi)關(guān)，光電開(kāi)關(guān)等來(lái)的開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)；另一類(lèi)

13、就是由電位器，測(cè)速發(fā)電機(jī)等提供的連續(xù)變化的模擬量信號(hào)。</p><p>　　PLC通過(guò)輸出模塊控制接觸器、電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)，另外也可以驅(qū)動(dòng)指示燈、數(shù)字顯示裝置等</p><p>　　CPU模塊的工作電壓一般是5V，而其輸入/輸出信號(hào)電壓一般較高，如DC24V和AC220V。為防止外部引入的尖峰電壓和干擾噪聲損壞CPU模塊，影響其正常工作，在I/O模塊中，用光電耦合器、可控硅，小型繼電器等器

14、件來(lái)隔離外部輸入電路和負(fù)載。I/O模塊除了傳遞信號(hào)外，還有電平轉(zhuǎn)換與隔離的作用。</p><p>　　1.3.2 PLC的掃描過(guò)程</p><p>　　PLC有兩種基本的工作狀態(tài)，即運(yùn)行（RUN）狀態(tài)與停止（STOP）狀態(tài)。在運(yùn)行狀態(tài)，PLC通過(guò)執(zhí)行反映控制要求的用戶(hù)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能。為了使PLC的輸出及時(shí)響應(yīng)隨時(shí)變化的輸入信號(hào)，用戶(hù)程序不是執(zhí)行了一次，而是反復(fù)不斷地重復(fù)執(zhí)行，直至PLC

15、停機(jī)或切換到STOP工作狀態(tài)。</p><p>　　除了執(zhí)行用戶(hù)程序之外，在每次循環(huán)中，PLC還要完成內(nèi)部處理，通訊處理等工作，一次循環(huán)可分為5個(gè)階段。</p><p>　　圖1-2 PLC的掃描過(guò)程</p><p>　　在內(nèi)部處理階段，進(jìn)行PLC自檢，檢查內(nèi)部硬件是否正常，對(duì)監(jiān)視定時(shí)器（WDT）復(fù)位以及完成其它一些內(nèi)部處理工作。</p><p

16、>　　在通信服務(wù)階段，PLC與其它智能裝置實(shí)現(xiàn)通信，響應(yīng)編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容等。</p><p>　　當(dāng)PLC處于停止（STOP）狀態(tài)時(shí)，只完成內(nèi)部處理和通信服務(wù)工作。當(dāng)PLC處于運(yùn)行（RUN）狀態(tài)時(shí)，除完成內(nèi)部處理和通信服務(wù)工作外，還要完成輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新工作。</p><p>　　PLC的掃描工作方式簡(jiǎn)單直觀，便于程序的設(shè)計(jì)，并為可靠運(yùn)行提供了保障。

17、當(dāng)PLC 掃描到的指令被執(zhí)行后，其結(jié)果馬上就被后面將要掃描到的指令所利用，  而且還可通過(guò)CPU內(nèi)部設(shè)置的監(jiān)視定時(shí)器來(lái)監(jiān)視每次掃描是否超過(guò)規(guī)定時(shí)間，避免由于CPU內(nèi)部故障使程序執(zhí)行進(jìn)入死循環(huán)。</p><p>　　1.3.3 PLC執(zhí)行程序的過(guò)程及特點(diǎn)</p><p>　　1. 輸入采樣階段 </p><p>　　在輸入采樣階段，PLC以掃描工作

18、方式按順序?qū)λ休斎攵说妮斎霠顟B(tài)進(jìn)行采樣，并存入輸入映象寄存器中，此時(shí)輸入映象寄存器被刷新。接著進(jìn)入程序處理階段，在程序執(zhí)行階段或其它階段，即使輸入狀態(tài)發(fā)生變化，輸入映象寄存器的內(nèi)容也不會(huì)改變，輸入狀態(tài)的變化只有在下一個(gè)掃描周期的輸入處理階段才能被采樣到。 </p><p>　　2. 程序執(zhí)行階段 </p><p>　　在程序執(zhí)行階段，PLC對(duì)程序按順序進(jìn)行掃描執(zhí)行。若程序用梯形圖來(lái)表示，

19、則總是按先上后下，先左后右的順序進(jìn)行。當(dāng)遇到程序跳轉(zhuǎn)指令時(shí)，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來(lái)決定程序是否跳轉(zhuǎn)。當(dāng)指令中涉及到輸入、輸出狀態(tài)時(shí)，PLC從輸入映像寄存器和元件映象寄存器中讀出，根據(jù)用戶(hù)程序進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果再存入元件映象寄存器中。對(duì)于元件映象寄存器來(lái)說(shuō)，其內(nèi)容會(huì)隨程序執(zhí)行的過(guò)程而變化。</p><p>　　圖1-3 PLC執(zhí)行程序過(guò)程示意圖</p><p>　　3. 輸出刷新階段

20、</p><p>　　當(dāng)所有程序執(zhí)行完畢后，進(jìn)入輸出處理階段。在這一階段里，PLC將輸出映像寄存器中與輸出有關(guān)的狀態(tài)（輸出繼電器狀態(tài)）轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，并通過(guò)一定方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。 </p><p>　　因此，PLC在一個(gè)掃描周期內(nèi)，對(duì)輸入狀態(tài)的采樣只在輸入采樣階段進(jìn)行。當(dāng)PLC進(jìn)入程序執(zhí)行階段后輸入端將被封鎖，直到下一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段才對(duì)輸入狀態(tài)進(jìn)行重新采樣。這方式稱(chēng)為集

21、中采樣，即在一個(gè)掃描周期內(nèi)，集中一段時(shí)間對(duì)輸入狀態(tài)進(jìn)行采樣。 </p><p>　　在用戶(hù)程序中如果對(duì)輸出結(jié)果多次賦值，則最后一次有效。在一個(gè)掃描周期內(nèi)，只在輸出刷新階段才將輸出狀態(tài)從輸出映象寄存器中輸出，對(duì)輸出接口進(jìn)行刷新。在其它階段里輸出狀態(tài)一直保存在輸出映象寄存器中。這種方式稱(chēng)為集中輸出。 </p><p>　　對(duì)于小型PLC，其I/O點(diǎn)數(shù)較少，用戶(hù)程序較短，一般采用集中采樣、集中輸

22、出的工作方式，雖然在一定程度上降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，但使PLC工作時(shí)大多數(shù)時(shí)間與外部輸入/輸出設(shè)備隔離，從根本上提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。 </p><p>　　而對(duì)于大中型PLC，其I/O點(diǎn)數(shù)較多，控制功能強(qiáng)，用戶(hù)程序較長(zhǎng)，為提高系統(tǒng)響應(yīng)速度，可以采用定期采樣、定期輸出方式，或中斷輸入、輸出方式以及采用智能I/O接口等多種方式。 </p><p>　　從上述分析可知，當(dāng)

23、PLC的輸入端輸入信號(hào)發(fā)生變化到PLC輸出端對(duì)該輸入變化作出反應(yīng)，需要一段時(shí)間，這種現(xiàn)象稱(chēng)為PLC輸入／輸出響應(yīng)滯后。對(duì)一般的工業(yè)控制，這種滯后是完全允許的。應(yīng)該注意的是，這種響應(yīng)滯后不僅是由于PLC掃描工作方式造成，更主要是PLC輸入接口的濾波環(huán)節(jié)帶來(lái)的輸入延遲，以及輸出接口中驅(qū)動(dòng)器件的動(dòng)作時(shí)間帶來(lái)輸出延遲，同時(shí)還與程序設(shè)計(jì)有關(guān)。滯后時(shí)間是設(shè)計(jì)PLC應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意把握的一個(gè)參數(shù)。</p><p>　　1.4

24、本人主要的設(shè)計(jì)工作</p><p>　　我認(rèn)真地對(duì)病床呼叫系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的理解和分析，根據(jù)設(shè)計(jì)要求編制了梯形圖程序，并且進(jìn)行了多次修改。經(jīng)實(shí)際的調(diào)試及仿真發(fā)現(xiàn)我所設(shè)計(jì)的病床呼叫系統(tǒng)能夠滿足所有的控制要求，可以被廣泛應(yīng)用于醫(yī)院。本次的設(shè)計(jì)中，PLC的外部I/O接線圖，我采用CAD2008畫(huà)了接線圖，并且用A4紙打印，所有的程序都進(jìn)行了詳細(xì)注釋?zhuān)詭椭x者閱讀和分析。</p><p>　　第2

25、章 病床呼叫系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1 課題簡(jiǎn)述</b></p><p>　　本課程設(shè)計(jì)主要用于醫(yī)院病務(wù)區(qū)的病人有緊急或自己不方便的事件時(shí)呼叫護(hù)士站尋求幫助，護(hù)士根據(jù)站內(nèi)指示燈及響鈴獲取求助信息的來(lái)源，并能及時(shí)的給其提供幫助。護(hù)士在站內(nèi)發(fā)現(xiàn)信號(hào)時(shí)及時(shí)將站內(nèi)燈及響鈴復(fù)位，在處理完后再在病床前的開(kāi)關(guān)將病床及病房的燈及鈴復(fù)位。</p>

26、<p>　　2.2 病床呼叫系統(tǒng)控制要求</p><p>　　1、共有3個(gè)病房，每間病房2個(gè)床位。每一病床床頭均有緊急呼叫按鈕及重置按鈕，以利病人不適時(shí)緊急呼叫。</p><p>　　2、設(shè)每一層樓有一護(hù)士站，每一護(hù)士站均有該層樓病人緊急呼叫與處理完畢的重置按鈕。</p><p>　　3、每一病床床頭均有一緊急指示燈，一旦病人按下緊急呼叫按鈕且未在5s內(nèi)

27、按下重置按鈕時(shí)，該病床床頭緊急指示燈動(dòng)作且病房門(mén)口緊急指示燈閃爍，同時(shí)同樓層的護(hù)士站顯示病房緊急呼叫并閃爍指示燈。</p><p>　　4、在護(hù)士站的病房緊急呼叫中心，每一病房都有編號(hào)，用指示燈顯示哪一病房先按下病人緊急呼叫按鈕，并要具有優(yōu)先級(jí)判別的能力。</p><p>　　5、一旦護(hù)士看見(jiàn)護(hù)士站緊急呼叫閃爍燈后，須先按下護(hù)士處理按鈕以取消閃爍情況，再依病房緊急呼叫順序處理病房緊急事故，

28、若事故處理妥當(dāng)后，病房緊急閃爍指示燈和病床上的緊急指示燈才能被重置。</p><p>　　2.3 I/O點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)</p><p>　　根據(jù)課題要求，初步設(shè)計(jì)I/O點(diǎn)為輸入有18個(gè)，輸出有15個(gè)，詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)如表2-1所示。</p><p>　　表2-1 I/O統(tǒng)計(jì)表</p><p>　　2.4 PLC的選型</p><p&

29、gt;　　2.4.1 PLC選型原則</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求可知，PLC點(diǎn)數(shù)的選擇，不管是輸入點(diǎn)數(shù)還是輸出點(diǎn)數(shù)都要留有10%的余量，根據(jù)I/O口分配情況可知：輸入信號(hào)有18個(gè)，輸出信號(hào)有15個(gè)，根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)可選擇可編程控制器，以滿足控制要求，而且輸入輸出都留有一定的余量。</p><p>　　作為主要控制元件：20世紀(jì)90年代，三菱公司在FX系列PLC的基礎(chǔ)上推出了系列產(chǎn)品，該

30、機(jī)型在運(yùn)算速度，指令數(shù)量及通訊能力方面有了較大的進(jìn)步，是一種小型化、高速度、高性能、各方面都相當(dāng)于FX系列中最高檔次的超小型的PLC；平均無(wú)故障時(shí)間可高達(dá)30萬(wàn)小時(shí)，具有硬件故障的自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息。PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)具有配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。</p><p>　　2.4.2 PLC的技術(shù)參數(shù)</p><p>　　P

31、LC的技術(shù)參數(shù)主要包括一般技術(shù)參數(shù)和性能技術(shù)參數(shù)。</p><p>　　一般技術(shù)參數(shù)主要是指PLC產(chǎn)品的工作條件與一般工作環(huán)境的適應(yīng)程度。PLC是專(zhuān)為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的，充分考慮了工業(yè)環(huán)境種種惡劣因數(shù)。其技術(shù)指標(biāo)如表2-2所示。</p><p>　　表2-2 PLC的一般技術(shù)參數(shù)</p><p>　　2.4.3 輸入輸出I/O分配</p><p&g

32、t;　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，最終設(shè)計(jì)的I/O分配表如表2-2所示。</p><p>　　表2-3 I/O分配表</p><p>　　2.5 PLC接線圖的設(shè)計(jì)見(jiàn)附錄</p><p>　　第3章 病床呼叫系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 PLC程序設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介</p><p>　　可編程控制器是將繼電器控制的概念和設(shè)

33、計(jì)思想與計(jì)算機(jī)技術(shù)及微電子技術(shù)相結(jié)合而形成的專(zhuān)門(mén)從事邏輯控制的微機(jī)系統(tǒng)。在PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用中，梯形圖的往往是最主要的問(wèn)題。梯形圖不但沿用和發(fā)展了電氣控制技術(shù)，而且其功能和控制指令已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)電氣控制范疇。它不僅可實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算，還具有算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能，是具有工業(yè)控制指令的微機(jī)系統(tǒng)。常用梯形圖程序的設(shè)計(jì)方法有邏輯代數(shù)法、經(jīng)驗(yàn)法、翻譯法、啟-保-停法、時(shí)序圖法。由于這是一個(gè)時(shí)序控制性質(zhì)型的實(shí)例，在此我采用的是時(shí)序圖法。<

34、;/p><p>　　3.2 病床呼叫系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì)</p><p>　　我按照前面所分配的PLC外部I/O接線圖以及與硬件端子對(duì)應(yīng)圖，加上必要的連鎖環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)如3-1所示的梯形圖程序。程序中所有的輸出信號(hào)都標(biāo)在相應(yīng)的輸出繼電器上面。</p><p>　　圖3-1 病床呼叫系統(tǒng)梯形圖</p><p>　　3.3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容<

35、/p><p>　　PLC控制系統(tǒng)是由PLC與用戶(hù)輸入、輸出設(shè)備連接而成的。因此，PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容包括以下內(nèi)容：</p><p>　　1. 選擇用戶(hù)輸入設(shè)備（按鈕、操作開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、傳感器等）、輸出設(shè)備（繼電器、接觸器、信號(hào)燈等執(zhí)行元件）以及由輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)的控制對(duì)象（電動(dòng)機(jī)、電磁閥等）。</p><p>　　2. PLC的選擇。PLC是PLC控制系統(tǒng)的核心部

36、件。選擇PLC，包括：機(jī)型、容量的選擇及I/O模塊及電源模塊等的選擇。</p><p>　　3. 分配I/O點(diǎn)，繪制I/O接線圖。</p><p>　　4. 控制程序設(shè)計(jì)。包括控制系統(tǒng)流程圖、梯形圖、語(yǔ)句表（即程序清單）等設(shè)計(jì)。控制程序是整個(gè)系統(tǒng)工作的軟件，是保證系統(tǒng)正常運(yùn)行、安全、可靠的保證。因此，設(shè)計(jì)的控制程序必須經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試、修改，知道滿足要求為止。</p><p

37、>　　5. 必要時(shí)還需要設(shè)計(jì)控制臺(tái)（柜）。</p><p>　　6. 編制控制系統(tǒng)的技術(shù)文件。包括說(shuō)明書(shū)、電氣圖及電氣元件明細(xì)表。</p><p><b>　　3.4 調(diào)試及仿真</b></p><p>　　3.4.1仿真軟件介紹</p><p>　　三菱模擬軟件FX-TRN-BEG-C是針對(duì)三菱FX系列PLC系列

38、設(shè)計(jì)的一套模擬仿真軟件，可以幫助初學(xué)者掌握和理解FX的指令系統(tǒng)，因此要求初學(xué)者必須熟悉三菱PLC的指令格式和輸入方法。梯形圖程序所在的區(qū)域，必須使該區(qū)域處于激活狀態(tài)。運(yùn)用該軟件可以清楚地看到仿真的效果。</p><p>　　3.4.2仿真過(guò)程及結(jié)果</p><p>　　因?yàn)椴〈埠艚邢到y(tǒng)的輸入信號(hào)比較多，不能一起仿真，我只選擇用一個(gè)病房來(lái)仿真。下面是一號(hào)病房仿真的情況。用該軟件上的X024代

39、替X000，X020代替X001，X025代替X002，X021代替X003，X022代替X014,X023代替X015，Y000代替Y000,Y001代替Y001,Y020代替Y002,Y021代替Y011,Y022代替Y012。在該頁(yè)面進(jìn)行編程，輸入完成后，轉(zhuǎn)換后在線PLC運(yùn)行。仿真界面如圖3-2所示。</p><p>　　圖3-2 輸入程序界面</p><p>　　一號(hào)病房一號(hào)床

40、按下置位按鈕（X024）且在5s內(nèi)沒(méi)有按復(fù)位按鈕(X020)，一號(hào)床頭燈Y000亮，一號(hào)病房燈Y020亮，醫(yī)護(hù)站一號(hào)病房一號(hào)床燈Y021亮。仿真過(guò)程及現(xiàn)象如圖3-3所示 。</p><p>　　圖3-3 一號(hào)病房一號(hào)床的仿真圖</p><p>　　一號(hào)病房二號(hào)床按下置位按鈕(X025)且在5s沒(méi)有按下復(fù)位按鈕（X021），二號(hào)床頭燈Y001亮，一號(hào)病房燈Y020亮。仿真結(jié)果如圖3-4所示

41、。</p><p>　　圖3-4 一號(hào)病房二號(hào)床的仿真圖</p><p>　　一號(hào)病房一 二號(hào)床都按下置位的按鈕 （X024 X025）而且沒(méi)有按復(fù)位按鈕（X020 X021），床頭燈Y000，Y001亮，病房燈Y020亮，這時(shí)醫(yī)護(hù)站床燈Y021和Y022被醫(yī)護(hù)人員團(tuán)點(diǎn)亮。仿真如圖3-5所示。</p><p>　　圖3-5 一號(hào)病房一二號(hào)床的仿真圖</p

42、><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，使我加深了對(duì)PLC梯形圖、指令表、外部接線圖的理解，還有經(jīng)過(guò)在網(wǎng)上查找資料以及到圖書(shū)館學(xué)習(xí)，也使我更好的理解和認(rèn)識(shí)了關(guān)于PLC設(shè)計(jì)原理和實(shí)際中的應(yīng)用過(guò)程。而且我學(xué)到了很多書(shū)本上面學(xué)不到的知識(shí)，加深了我對(duì)書(shū)本知識(shí)掌握的程度，增強(qiáng)了我們獨(dú)立思考、主動(dòng)查閱資料的能力，明白光有課本的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有

43、通過(guò)實(shí)踐，才能更完善的了解并掌握所學(xué)知識(shí)，同時(shí)提高了綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，鞏固和擴(kuò)展知識(shí)領(lǐng)域、培養(yǎng)自己的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和獨(dú)立工作的能力。</p><p>　　這次病床呼叫系統(tǒng)的PLC控制設(shè)計(jì)也可以采用西門(mén)子S7-200系列的PLC來(lái)分析和設(shè)計(jì)，二者的設(shè)計(jì)思路及編程方法是一樣的，只是梯形圖程序中所用的軟組件及符號(hào)有所不同。通過(guò)本次病床呼叫系統(tǒng)的PLC控制設(shè)計(jì)，能讓我明白理論知識(shí)必須與工程實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，并且要不斷學(xué)習(xí)新

44、的知識(shí)，多思考并能夠自己從參考資料上汲取知識(shí)，加強(qiáng)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的動(dòng)手能力。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 史國(guó)生.電氣控制與可編程控制器技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004</p><p>　　[2] 王永華.現(xiàn)代電氣及可編程控制技術(shù).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002</p>

45、<p>　　[3] 張萬(wàn)忠.可編程控制器應(yīng)用技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005</p><p>　　[4] 張培志. 電氣控制與可編程序控制器. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2007.</p><p>　　[5] 張萬(wàn)忠. 可編程控制器應(yīng)用技術(shù). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2002.</p><p>　　[6] 張鳳珊. 電氣控制及可編程序控制器. 北京

46、：中國(guó)輕工業(yè)出版社,2001.</p><p>　　[7] 熊葵容. 電器邏輯控制技術(shù). 北京：科技出版社,2002.</p><p>　　[8] 江漢秀等. 可編程控制器及應(yīng)用. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社,2000.</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　附錄一：梯形圖程序 </p