医院紧急呼叫系统及界面设计毕业设计论文(编辑修改稿)

医院紧急呼叫系统及界面设计毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

（论文） 医院紧急呼叫系统 PLC 程序及界面设计 13 PLC可被看成是在系统软件支持下的一种扫描设备。 它一直周而复始地循环扫描并执行由系统软件规定好的任务。 用户程序只是扫描周期的一个组成部分，用户程序不运行时， PLC也在扫描，只不过在一个周期中。 除了用户程序和读输入、写输出这几部分内容。 典型的 PLC 在一个周期中可完成以下 5个扫描过程。 自诊断测试扫描过程 为保证设备的可靠性，及时反应所出现的故障， PLC都具有自监视功能。 自监视功能主要由时间监视器完成。 WDT是一个硬件定时器，每一个扫描周期开始前都被复位。 WDT 的定时可由用户修改，一般在 100～ 200ms之间。 其它的执行结果错误可由程序设计者通过标志位进行处理。 与网络进行通信的扫描过程 一般小型系统没有这一扫描过程，配有网络的 PLC 系统才有通信扫描过程，这一过程用于 PLC之间及 PLC与上位计算机或终端设备之间的 通信。 用户程序扫描过程 机器处于正常运行状态下，每一扫描周期内部包换扫描过程。 该过程在机器运行中是可控的，即用户可以通过软件进行设定。 用户程序的长短，会影响过程所用的时间。 读输入与写输出扫描过程 机器在正常运行状态下，每一时间。 个扫描周期内都包含这个扫描过程。 该过程在机器运行中是否被执行是可控的。 CPU 在处理用户程序时，使用的输入值不是直接从输入点读取的运算的结果也不直接送到实际输出点，而是在内存中设置了两个映像寄存器：一个为输入映像寄存器，另上海工程技术大学毕业设计（论文） 医院紧急呼叫系统 PLC 程序及界面设计 14 一个为输出映像寄存器。 用户程序中 所用的输入值是输入映像寄存器的值，运算结果也放在输出映像寄存器中。 在输入扫描过程中， CPU 把实际输入点的状态锁入到输入映像寄存器；在输出过程中， CPU 把输出映像寄存器的值锁定到实际输出点。 为了现场调试方便， PLC 具有 I/O 控制功能，用户可以通过编程器封锁或开放 I／ O。 封锁 I／ O 就是关闭 I／ O 扫描过程。 可编程控制器的特点 PLC 主要具有以下特点： （ 1） 可靠性高 为了满足工业生产对控制设备安全性和可靠性的要求， PLC 采用了微电子技术，大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成。 PLC 选用的电子器件一般 是工业级的，有的甚至是军用级的，平均无故障时间很长。 （ 2） 环境适应性强 PLC具有良好的环境适应性，可应用于十分恶劣的工业现场。 在电源瞬间断电的情况下，仍可正常工作。 （ 3） 灵活通用 在完成一个控制任务时， PLC 具有很高的灵活性。 在被控对象的控制逻辑需要改变时，利用 PLC 可以很方便地实现新的控制要求，这在一般继电器控制中是很难做到的。 （ 4） 使用方便、维护简单 PLC 控制的输入模块、输出模块和特殊功能模块都具有即插即用功能，连接十分容易。 对于逻辑信号，输入和输出采用开关方式，不需要进行电上海工程技术大学毕业设计（论文） 医院紧急呼叫系统 PLC 程序及界面设计 15 平转换 和驱动放大；对于模拟信号，输入和输出采用传感器、仪表和驱动设备的标准信号。 PLC控制系统的维护非常简单，利用 PLC 的诊断功能和监控功能，可以迅速查找到故障点，对大多数故障都可以及时予以排除。 4 S7300 系列 PLC 的配置及组态 S7300的插槽地址 S7300 的各个模板安装在机架的插槽上，不同的模板在插槽的安装位置是固定的。 如果选择了电源模板 PS307，必须安装在 1号槽位上。 CPU模板的安装位置紧挨着电源模板，安装在 2 号槽位上。 用于连接扩展机架的接口模板 IM，安装在 3号槽位上。 各种信号 模板 SM，安装在 4号～11号槽位上。 从 4 号槽位开始， CPU 为信号模板分配 I／ O 地址，且根据信号模板的类型递增 I／ O地址。 医院紧急呼叫系统的硬件组态及程序设计 创建项目 打开【 SIMATIC Manager】，系统会自动弹出 “ 新建项目 ” 向导（图78），同时，也可以通过选择菜单【文件】 |【新建项目 ” 向导】打开。 这里，我们不使用 “ 新建项目 ” 向导。 通过单击按钮【取消】关闭该向导。 如图 所示。 上海工程技术大学毕业设计（论文） 医院紧急呼叫系统 PLC 程序及界面设计 16 图 新建项目 在工具栏中单击按钮 或在【文件】菜单下单击【新建】，可以直接创 建一个新项目。 在弹出的对话框中输入项目名称及路径，单击确定完成。 这里建立了一个名为 毕业设计 的项目。 直接建立的项目只包含一个 MPI 子网对象，用户需要通过【插入】菜单来手动添家对象 .用户可以插入一个 PLC 站，先进行硬件组态，完成硬件组态后，再在相应 CPU 的 S7程序目录下编辑用户程序；也可以先插入一个独立的 S7 程序，编写用户程序，再进行硬件组态，等组态完成后将程序复制到相应的 CPU中。 硬件组态程序 打开前面建立的项目毕业设计，在项目的根接点下插入一个“SIMATIC 300 站点 ” ，将站点命名 为 SIMATIC300，选中左边窗口的“SIMATIC 300” ，在右边窗口可以看到 “ 硬件 ” 的图标。 上海工程技术大学毕业设计（论文） 医院紧急呼叫系统 PLC 程序及界面设计 17 图 PLC 界面 双击 “ 硬件 ” 图标，就可以打开硬件组态界面。 PLC 的硬件配置如下。 图 PLC 硬件配置 上海工程技术大学毕业设计（论文） 医院紧急呼叫系统 PLC 程序及界面设计 18 根据任务描述，可以将上述系统功能划分为两个子功能： （ 1）总控制控制：负责病房区和护士站的总开关。 （ 2）各病床单独控制：负责各自相对应的病房的呼叫功能。 第一个功能由一个组织块 OB1实现，第二个子功能由四个个功能 FCFC FC FC4实现。 医院紧急呼叫系统的 I/O分配表 表 呼叫系统 I/O 配置 输入 /输出 名称 地址 输入 病床 11 呼叫 输入 病床 11 复位 输入 病床 12 呼叫 输入 病床 12 复位 输入 病床 21 呼叫 输入 病床 21 复位 输入 输入 输入 输入 输入 输入 输入 输入 输入 输入 输入 输入 病床 22 呼叫 病床 22 复位 病床 31 呼叫 病床 31 复位 病床 32 呼叫 病床 32 复位 病床 41 呼叫 病床 41复位 病床 42 呼叫 病床 42 复位 护士站内病床 11确认 护士站内病床 12确认 上海工程技术大学毕业设计（论文） 医院紧急呼叫系统 PLC 程序及界面设计 19 输入 输入 输入 输入 输入 输入 输入 输入 输入 输入 输入 输入 输入 输入 护士站内病床 21确认 护士站内病床 22确认 护士站内病床 31确认 护士站内病床 32确认 护士站内病床 41确认 护士站内病床 42确认 站内病床 11 呼叫次数清除 站内病床 12 呼叫次数清除 站内病床 21 呼叫次数清除 站内病床 22 呼叫次数清除 站内病床 31 呼叫次数清除 站内病床 32 呼叫次数清除 站内病床 41 呼叫次数清除 站内病床 42 呼叫次数清除 输入 输出 输出 输出 输出 输出 输出 输出 输出 输出 输出 输出 输出 输出 输出 输出 总开关 病床 11 呼叫灯 病床 12 呼叫灯 病房 1灯 病床 21 呼叫灯 病床 22 呼叫灯 病房 2灯 病床 31 呼叫灯 病床 32 呼叫灯 病房 3灯 病床 41 呼叫灯 病床 41 呼叫灯 病房 4灯 护士 站内病床 11 呼叫灯 护士站内病床 12 呼叫灯 护士站内病床 21 呼叫灯 护士站内病床 22 呼叫灯 上海工程技术大学毕业设计（论文） 医院紧急呼叫系统 PLC 程序及界面设计 20 输出 输出 输出 输出 输出 护士站内病床 31 呼叫灯 护士站内病床 32 呼叫灯 护士站内病床 41 呼叫灯 护士站内病床 42 呼叫灯 护士站内提示灯及警铃 课题所涉及到指 令 在 STEP 7 中，根据采用的 程序编辑器（ LAD／ STL／ FBD）不同，有梯形逻辑指令 LAD，语句指令 STL和功能块图指令 FBD。 位逻辑指令包含位逻辑运算指令、定时器指令、计数器指令和位测试指令等。 可以使用位逻辑指令扫描布尔（ BOOL）操作数的状态，通过“与（ AND）”、“或（ OR）”、“异或（ XOR）”及其组合操作实现逻辑操作。 逻辑操作结果（ RLO）用于赋值、置位 /复位布尔操作数，也控制定时器和计数器的运行。 时钟存储器（ Clock Memory） 在 S7 系列 PLC 的 CPU的位存储器 M 中，可以任意 指定一个字节，如MB100，作为时钟脉冲存储器，当 PLC 运行时， MB100 的各个位，能周期性地改变二进制值，即产生不同频率（或周期）的时钟脉冲。 在 S7300的 CPU的存储器中留有一块区域用于存储计数器的计数值，每个计数器需要 2 byte，不同的 CPU 模板，用于计数器的存储区域也不同，最多允许使用 64～ 512个计数器。 在 S7300中有 3 种计数器可供选上海工程技术大学毕业设计（论文） 医院紧急呼叫系统 PLC 程序及界面设计 21 择： 加计数器 减计数器 可逆计数器 医院紧急呼叫系统的 PLC程序 （详见附图） 部分程序控制功能 （ 1）站内提示灯：一旦有呼叫，护士站区的总提示灯就会亮起，提醒护士此时有呼叫，并且只要有任何一病床未处理，提示灯将不会灭掉。 程序段如图。 上海工程技术大学毕业设计（论文） 医院紧急呼叫系统 PLC 程序及界面设计 22 图 站内提示灯 （ 2）病人呼叫次数：当有病人呼叫时，护士站内会及时进行确认，按下确认按钮后，病人的呼叫次数会进行累加，但是如果在病人在护士确认之前按下复位按钮后，护士站内即使按下确认，病人的呼叫次数也不会累加。 上海工程技术大学毕业设计（论文） 医院紧急呼叫系统 PLC 程序及界面设计 23 图 （ 3）呼叫时间：本课题中，由于呼叫时间是由病人 按下呼叫按钮后开始计时，因此用定时器的功能就不太方便，故选择了计数器每秒钟累加一来表示累加呼叫时间，在控制上选择时钟脉冲存储器 ，其功能是在每秒钟接通一次，即输入一个脉冲。 程序如图。 图 时间 上海工程技术大学毕业设计（论文） 医院紧急呼叫系统 PLC 程序及界面设计 24 5 WINCC 组态软件简要介绍 工业组态软件 Simatic WinCC是德国西门子公司和微软共同开发的软件系统，是世界上第一个集成的人机界面 (HMI)软件系统，是结合西门子在过程自动化领域中的先进技术和微机软件强大功能的产物。 它真实地将工厂控制软件集成到过程自动化中。 WinCC 将 Windows NT 应用程序的现代体系结构和使用方便的图形设计程序集合在一起，可以很方便地生成人机界面，建立完整的过程监控解决方案。 各系统集成商还可以用 WinCC作为其系统的扩展基础，通过开放接口开发自己的应用软件。 WinCC还是在生产过程自动化中解决可视化和控制任务的工业技术系统。 它提供了适用于工业的图形显示、信息、归档以及报表的功能模板。 高性能的过程藕合、快速的画面更新、以及可靠的数据传送使其具有高度的实用性。 除了这些系统功能外， WinCC 还提供了开放的界面用于用户解决方案。 这使得将 WinCC参与复 杂、广泛的自动控制解决方案成为可能。 WinCC 采用标准 Microsoft SQL Server 20xx(WinCC 以前版本采用 Sybase)数据库进行生产数据的归档，同时具有 Web 浏览器功能，可使经理、厂长在办公室内看到生产流程的动态画面，从而更好地调度指挥生产，是工业企业中 MES和 ERP系统首选的生产实时数据平台软件。 WinCC 的系统构成 WinCC 基本系统是很多应用程序的核心，。