S7-200PLC的病床呼叫器系统设计资料

S7-200P L C的病床呼叫器系统设计

学号1151401105

《电气控制与可编程控制技术》

课程设计

（ 2011级本科）

题目：基于S7-200PLC的病床呼叫器系统设计

系（部）院：物理与机电工程学院

专业：电气工程及其自动化

作者姓名：陈耀华

指导教师：张静职称：副教授

完成日期： 2 0 1 4 年 7 月 2 日

课程设计任务

目录

1 .设计病床呼叫系统目的和意义 0

2.总体设计 0

2.1设计内容 0

3.PLC硬件外部接线图 (1)

3.1 PLC的选择 (1)

3.2 I/O点数的确定 (3)

3.3病床呼叫系统外部接线图 (4)

4.病床呼叫系统软件设计 (6)

4.1控制流程图 (6)

4.2梯形图 (7)

5.病床呼叫系统的仿真与调试 (9)

6.设计总结 (16)

附录： (17)

1 .设计病床呼叫系统目的和意义

本设计的目的是通过对病床呼叫系统PC－PLC控制系统的工作原理的分析、系统设计、编程、及上机调试工作的实践，了解电气控制系统的一般设计思路，熟悉和掌握外围电路系统和软件设计的方法，并掌握利用PC对PLC工作状况进行监控的方法。

本设计的指导思想是设计一个当病人紧急呼叫时，产生响铃提示，并显示病人所在病房及病床编号；护士根据显示的呼叫病床及病房的编号帮助需要帮助的病人。医护人员处理完呼叫后，清除已处理的呼叫信号，然后根据指示灯的指示据需帮助其他需要帮助的病人，直到所有的指示灯指示的病人全部帮助完，即所有的指示灯都熄灭为止（若没有帮助完毕则过5s后电铃会响起）。本设计的旨在能够更好的为病人进行护理，对病情严重者尤为重要。此设计在国内外均已投入生产使用，国内外已有多家厂商成产类似的设计产品用于医院的病房的紧急呼叫系统。在国内也已逐渐趋于成熟，系统在临床实践使用中已达到了相当不错的效果。此设计能让普通的乡村医院使用，价格便宜、安装方便、节约人力、财力资源，能更好的体现医院的本质---救死扶伤，为人民大众服务。

2.总体设计

2.1设计内容

根据本课题的控制要求和安全要求，所设计的病床呼叫系统的控制要求，以达到本系统的最佳设计要求和完成系统的最终设计，设计要求如下：

1、设置三个病房每个病房4张床；

2、当无人呼叫时，医护站内七段数码显示管显示0，启动按钮指示灯点亮；

3、当有病人呼叫时，医护站内指示灯先亮，若5s内没有人员处理则电铃响，若无人按下电铃复位开关则电铃响10s，间隔5s后电铃一直响直至有人按下任意复位按钮为止；

4、当有一人呼叫时，对应的病房号和病床号指示灯点亮；医护站内七段数码显示管显示对应的病房号；

5、当有多人呼叫时，各自对应的病房号和病床指示灯点亮；；

6、医护站内七段数码显示管指示灯显示最后一位呼叫病人所对应的病房号和病床号；

7、医护站内值班人员收到呼叫信号后，前往呼叫的病人所在单元，先复位病房号指示灯（医护站内房号显示下一房号），待帮助完后复位病床指示灯（同时医护站内显示下一个病人的病房号），紧接着帮助下一个需要帮助的病人；当所有呼叫帮助完成且所有指示灯复位以后，值班人员回医护站查看站内七段数码显示管是否显示为0，若不是不是则复位开关；

8、当医护人员不在值班室，而又有病人呼叫帮助时，医护人员可以根据指示灯的指引直接前往病房帮助需要帮助的病人并且熄灭指示灯和电铃；当帮助完所有需要帮助的病人之后回到护士值班室查看呼叫数显管是否为0，若不是则复位开关。

3.PLC硬件外部接线图

3.1 PLC的选择

在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容

量、确定PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。

1．输入输出（I/O）点数的估算

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。实际订货时，还需根据制造厂商PLC的产品特点，对输入输出点数进行圆整。根据估算的方法故本课题的I/O点数为输入24个，输出16个。

2．存储器容量的估算

存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。

输入输出点数对价格有直接影响。当点数增加到某一数值后，相应的存储器容量相应增加，因此，点数的增加对CPU选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响。在估算和选用时应充分考虑，使整个控制系统有较合理的性能价格比。本课题所设计的病床呼叫系统属于小型控制系统，结合经济性的考虑因此选择整体型PLC。

S7-200PLC它有四种不同的型号，由于设计要求有16个输入点和13个输出点，因而选择S7-CPU226最为合适。

S7-200系列PLC主要有六种扩展模块，它本身没有CPU，只能与CPU模块相连接使用，用于扩展I/O点数。

3.2 I/O点数的确定

根据估算的结果本系统的I/O点数为输入16个，输出13个，如下表所示：

3.3病床呼叫系统外部接线图

医护站启动按钮医护站复位按钮

一房1 床呼叫一房2 床呼叫一房3 床呼叫一房4床呼叫二房1床呼叫二房2床呼叫二房3床呼叫二房4床呼叫三房1床呼叫三房2床呼叫三房3床呼叫三房4 床呼叫

一房复位

二房复位

三房复位数码显示房号

医护站电铃

医护站复位指示医护站正常指示一房指示

二房指示

三房指示