病床呼叫系统_组态王课程设计说明书(编辑修改稿)

病床呼叫系统_组态王课程设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

个以 微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计。 它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时 /计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。 PLC 是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、 直观、方便易学 、 调试与查错也很方便。 图 3 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 第 10 页 共 30 页 PLC 系统 组成 PLC 种类繁多，但其组成结构和工作原理基本相同。 用可编程序控制器实施控制，其实质是按一定算法进行输入输出变换，并将这个变换予以物理实现，应用于工业现场。 PLC 专为工业现场应用而设计，采用了典型的计算机结构，它主要是由 CPU、电源、存储器和专门设计的输入输出接口电路等组成。 PLC 的结构框图如 下 图 4 所示。 PLC 扫描过程 PLC 有两种基本的工作状态，即运行（ RUN）状态与停止（ STOP）状态。 在运行状态， PLC 通过执行反映控 制要求的用户程序来实现控制功能。 为了使 PLC 的输出及时响应随时变化的输入信号，用户程序不是执行了一次，而是反复不断地重复执行，图 4 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 第 11 页 共 30 页 直至 PLC 停机或切换到 STOP 工作状态。 除了执行用户程序之外，在每次循环中， PLC 还要完成内部处理，通讯处理等工作，一次循环可分为 5 个阶段 （图 5）。 PLC 执行程序 过程 1. 输入采样阶段 输入采样又叫输入处理，在此阶段， PLC 顺序读入所有输入端子的状态，并将读入的信息存入内存中所对应的输入映像寄存器，寄存器被刷新，接着进入程序执行阶段。 2. 程序执行阶段 程 序执行阶段根据 PLC 梯形图程序的扫描原则，按先左后右，先上后下的步序，逐句扫描，执行程序。 3. 输出刷新阶段 输出刷新也叫输出处理，程序执行完毕后，将输出映像寄存器中寄存器的状态，在输出处理阶段转存到输出锁存器，通过隔离电路，驱动功率放大电路，使输出端子向外界输出控制信号，驱动外部负载。 图 5 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 第 12 页 共 30 页 组态王基础 组态王 （图 6） 是一款开发监控系统软件， 是新型的 工业自动控制系统 ，它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。 它融过程控制设计、现场操作以及工厂资源管理于一体，将一个企业内部的各种 生产系统和应用以及信息交流汇集在一起，实现最优化管理。 组态王 基于 Microsoft Windows XP/NT/2020 操作系统，用户可以在企业网络的所有层次的各个位置上都可以及时获得系统的实时信息。 采用组态王软件开发工业监控工程，可以极大地增强用户生产控制能力、提高工厂的生产力和效率、提高产品的质量、减少成本及原材料的消耗。 它适用于从单一设备的生产运营管理和故障诊断，到网络结构分布式大型集中监控管理系统的开发。 组态王 具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。 通常可以把这样的系统划分 为控制层、监控层、管理层三个层次结构。 其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层 ， 它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。 尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画。 通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用图 6 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 第 13 页 共 30 页 组态王对监控系统进行设计。 组态软件 也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。 而且，它能充分利用Windows 的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势 曲线 等，可便利的生成各种报表。 它还具有丰富的 设备驱动程序 和灵活的组态方式、数据链接功能。 组态王软件结构由工程管理器、工程浏览器及运行系统三部分构成。 ：工程管理器用于新工程的创建和已有工程的管理，对已有工程进行搜索、添加、备份、恢复以及实现数据词典的导入和导出等功能。 ：工程浏览器是一个工程开发设计工具，用于创建监控画面、监控的设备及相关变量、动画链接、命令语言以及设定运行系统配置等的系统组态工具。 ：工程运行界面，从采集设备中获得通讯数据，并依据工程浏览器的动画设计显示动态画面，实现人与控制设备的交互操作。 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 第 14 页 共 30 页 组态王实现步骤 对于变量的定义， 就是创建一个具体的数据库 ， 并用此数据库中的变量描述工控对象的各种属性 ， 比如 时间、位置 等。 在我们的题目中我们需要定义的变量有： 病房 位置、 病床位置、各个控制开关、指示灯 等。 当我们创建动画时需要用这些变量将不同的画面之间建立联系。 变量的类型选择需要根据具体的应用来选择，由于此次课程设计我们实验室的 PLC 试验箱不能实现与组态王相连接，因此定义的变量类型均为内存型的。 图形界面的设计 是用抽象的图形画面来模拟实际的工业现场和相应的 工控 设备。 由于我们的任务是设计一个 病床呼叫系统的动画，因此我们在创建动画时需要绘制出 病房 、 病床 、指示灯、开关、定时装置等内容。 由于组态王当中提供了图库，但是对于那些图库里没有的图片，我们需要去网上搜索素材，整理后再应用组态王中的点位图等工具进行编辑。 当我们完成控制工程的图画设计与变量定义之后，要想建立动画还应该将这些图画与定义的变量进行连接，应用组态王的编程语言，通过编程来实现对变量的控制，进而实现了对画面运行的控制。 程序的设计是基于工程控制来进行的，以实际情况为基础我们建立的动画应满足 实际情况。 这样，我们就完成了对工业控制过程的模拟，如果与外设相连还可以对控制过程进行监测和控制。 当建立动画连接完成后，就可以对动画进行运行。 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 第 15 页 共 30 页 系统设计 数据词典设计 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书。