基于三菱FX2NPLC及MCGS触摸屏的病房呼叫系统的设计
摘要：本次目的主要在于设计一款便于使用的的病房呼叫系统，能够让病人在紧急状况进行呼救，护士站能够及时得到信息，并在其监控中心留下记录。此系统对过去控制系统的范围进行扩增，扩大范围，提高效率，帮助护士快速为病人服务。丰富病房呼叫系统的控制方式，加强病房与护士站的实时通信，方便护士们快速了解各个病房的状况，及时为病人服务，实现病房科学化和智能化管理。该系统由三菱FX2NPLC、数码管按键、蜂鸣器等元器件组成。
该系统的实验结果发现以该PLC为核心的病房控制系统控制方便，可靠性和稳定性高，方便维护，现在在市场上很收欢迎。
关键词：病房呼叫系统； FX2NPLC 呼叫系统的组成和管理
Ward calling system based on FX2NPLC control
Abstract:The purpose is to design a ward call system easy to use, can let the patient in emergency call, the nurse station can get the information in time, and in the monitoring center record. The scope of the system of the control system for amplification, expand the scope, improve efficiency, help the nurse quickly service for patients. Rich ward calling system control mode, strengthen ward and nurse station of real-time communication, convenient for nurses to quickly understand each ward, timely service for patients, to realize scientific wards and intelligent management. The system consists of mitsubishi FX2NPLC, digital tube of key components, buzzer, etc.
Keywords: Ward calling system， FX2NPLC call system organization and management
目录
第一章 绪论 1
1.1 自动控制技术概述 2
1.2 自动化可编程控制器简介 3
1.3 FX2NPLC 4
1.4 Fx2nPLC主要组成部分 5
1.5 Fx2nPLC的扫描过程 6
第二章 PLC的概念 7
2.1 FX2NPLC病床呼叫系统方框图 9
2.2 FX2NPLC病床呼叫系统控制系统硬件设计 11
2.3 控制要求分析 13
2.4 I/O点统计与I/O分配表 15
2.5 硬件接线图 17
2.6 PLC的应用领域 19
2.6.1 切换逻辑控制 21
2.6.2 工业过程控制 22
2.6.3 运动控制 23
2.6.4 数据处理 24
2.6.5 通信和网络 25
第三章硬件的选型及其程序软件设计分析 27
3.1 PLC S7-200 29
3.2 系统流程图 31
第四章 MCGS与触摸屏 32
4.1 触摸屏的概念 33
4.2 MCGS的概念 34
4.3 梯形图的设计 35
4.4 PLC控制系统设计的基本内容 37
第五章 总结与展望 38
5.1 设计总结 39
5.2 展望 40
小结与致谢 41
参考文献 42
第1章 绪论
1.1自动控制技术概述
工业自动化改变了人们的生产发展模式，人们通过自动化节约人力、提高效率。其中电气控制技术在工业生产、科学研究以及其他各个领域的应用十分广泛，已经成为实现生产过程自动化的重要技术手段之一。尽管电气控制设备种类繁多、功能各异，但其控制原理、基本线路、设计基础都是类似的。目前在我国工业、农业、交通运输等重要行业中都要使用各类生产机械，与此同时这些机械的拖动及设备主要使用电动机作为动力，例如各种生产流水线等。中国生产的电能约60％用于电动机，其中的70％以上又用于一般用途的交流异步和同步电动机。因此，掌握电气控制技术的应用很重要。
自动化中自动控制就是通过自动控制方式来控制生产加工过程。自动控制线路是把各种有触点的接触器、继电器以及按钮、行程开关等电气元件，用导线按一定方式连接起来的控制线路。自动控制线路能够实现对电动机及其他执行电器的启停、正反转、调速及制动等运行方式的控制，所以，自动控制通常被我们称为继电接触器控制，这种控制方式比较传统。
自动化设备中继电接触器控制线路图简单，装置简单容易，价格便宜，抗干扰能力强，所以它可以很方便地实现简单和复杂的、集中和远距离的生产过程的自动控制。但是继电接触器控制线路采用固定接线形式，其通用性和灵活性差，一旦做成不易改变，另外不能实现系列化生产。由于采用有触电的开关电器，触点易发生故障，尽管如此，电气控制线路仍然应用广泛。
虽然自动化的不同的生产工艺要求不同的自动控制线路，但是大多数自动化生产工艺都是由一些典型控制环节组成的。因此，掌握基本环节的典型控制系统，结合具体的控制要求按照由浅入深、循序渐进的步骤，电气控制线路的阅读及设计能大致掌握。
自动控制线路有两种设计方法：一种是经验设计法；另一种是逻辑代数设计法。两种设计方法各有利弊，使用时需要根据生产工艺及一些特殊要求选择最佳的电气控制线路。
自动控制线路的各种图形及文字符号必须按国际标准绘制，典型环节需要牢固掌握，以便设计出最省电器设备元件且控制性能最佳的电气控制线路。
目前，自动控制技术将与其他高新技术相结合，以便更好地控制生产线。
1.2 自动化可编程控制器简介
自动化可程序逻辑控制器（PLC，Programmable Logic Controller），它是一种固态电子装置，主要利用输入／输出装置的回授信号及储存程序，控制机械或程序的操作。在工厂自动化（FA）系统中，PLC因为具备价格便宜、系统稳定及环境适应性佳的特点，故一直为自动化业界所采用。近几年来，各PLC制造厂家无不致力于新机种的研发，所以在CPU 处理速度、扩展模块及通讯的功能上，相较于早期PLC控制器，已有长足的进展。
在自动化工业生产过程中，许多的自动开关量顺序控制，要求按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国通用汽车公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable Controller(PC)。
20世纪以来，当个人计算机(简称PC)和嵌入式计算机发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller(PLC)。
实际使用当中为了避免与个人计算机（ Personal Computer ）PC 这一简写名称术语混乱，仍沿用早期的PLC 表示可编程控制器，但PLC 并不意味着只具有逻辑运算的功能。
目前我们所使用的PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外部设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”
这一次我们采用了日本著名的三菱公司生产的FX2N-48MR作为核心的控制器件的病床呼叫系统的充分发挥了PLC的优越性能，增加了PLC的扩展功能惊醒梯形图程序的设计，能够实现病床呼叫系统的所有功能。本系统所涉及的定时器与中间继电器软组件完美组合，完全符合PLC控制系统设计的一般设计方法，能激发我们的学习兴趣。
参考文献
[1]向晓汉等.电气控制与PLC技术.北京：人民邮电出版社，2009.
[2]向晓汉等.西门子S7-200PLC完全精通教程.北京：化学工业出版社。2012.
[3]陈涛 李军等.西门子S7-200PLC控制系统.北京：化学工业出版社。2012.
[4]肖峰，贺哲荣.PLC编程100例.北京：中国电力出版社，2009.
[5]吴海勤.工控组态软件实例教程.北京：电子工业出版社，2006
[6]北京昆仑通态有限公司.MCGS组态软件培训教程.
