[14]。其模塊化設(shè)計(jì)允許根據(jù)病區(qū)規(guī)模靈活擴(kuò)展I/O點(diǎn)數(shù)，比如一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)病區(qū)50張床位的情況下，可通過添加通信模塊實(shí)現(xiàn)容量擴(kuò)展。人機(jī)交互終端采用10.1英寸醫(yī)用級(jí)觸摸屏，這是經(jīng)過特殊優(yōu)化的醫(yī)療專用設(shè)備。屏幕表面采用抗眩光處理，確保在不同光線條件下都能清晰顯示；IP65防護(hù)等級(jí)使其能夠抵御酒精消毒液的腐蝕和病房環(huán)境的粉塵侵入；更重要的是采用了抗菌涂層技術(shù)，有效抑制常見醫(yī)院病原體的滋生。接觸控制方面支持手套和濕手操作模式，適應(yīng)護(hù)士實(shí)際工作場(chǎng)景。屏幕亮度可自動(dòng)調(diào)節(jié)，夜間查房時(shí)會(huì)自動(dòng)切換為暗色模式，避免刺激患者休息。通信網(wǎng)絡(luò)采用工業(yè)以太網(wǎng)和Wi-Fi雙網(wǎng)冗余架構(gòu)，這是醫(yī)療系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)。工業(yè)以太網(wǎng)通過屏蔽雙絞線實(shí)現(xiàn)病床終端與護(hù)士站之間的高速可靠連接，傳輸延遲控制在10ms以內(nèi)，確保呼叫信號(hào)的實(shí)時(shí)性。同時(shí)部署的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)不僅作為備份通道，還支持移動(dòng)護(hù)理終端接入，當(dāng)護(hù)士攜帶平板電腦在病區(qū)間巡視時(shí)，可通過802.11ac高速無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)接收呼叫信息。雙層網(wǎng)絡(luò)采用心跳包監(jiān)測(cè)機(jī)制，當(dāng)檢測(cè)到主網(wǎng)絡(luò)中斷時(shí)，50ms內(nèi)即可自動(dòng)切換至備用網(wǎng)絡(luò)，整個(gè)過程無需人工干預(yù)。在PLC病床呼叫系統(tǒng)中，HMI組態(tài)不僅實(shí)現(xiàn)了基本的呼叫顯示功能，更通過精心設(shè)計(jì)的交互邏輯和可視化方案，顯著提升了護(hù)理效率和患者體驗(yàn)。未來隨著醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)和智能技術(shù)的發(fā)展，HMI組態(tài)將在個(gè)性化護(hù)理、智能預(yù)警等方面發(fā)揮更大作用，成為智慧醫(yī)療系統(tǒng)的重要組成部分。相關(guān)研究應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注醫(yī)療場(chǎng)景的特殊需求，開發(fā)更符合人因工程原則的組態(tài)解決方案。5.1.2根畫面此病床呼叫系統(tǒng)的HMI（人機(jī)界面）主屏幕設(shè)計(jì)得非常直觀實(shí)用，主要分為三個(gè)部分方便護(hù)士使用。最上面是病房呼叫狀態(tài)區(qū)，每個(gè)病床都有"緊急呼叫"紅燈和"呼叫重置"按鈕。當(dāng)病人按呼叫按鈕時(shí)，對(duì)應(yīng)床位會(huì)變成紅色閃爍。中間是護(hù)士操作區(qū)：先選病房號(hào)再點(diǎn)處置按鈕，防止忙中出錯(cuò)。這里還能設(shè)置三個(gè)優(yōu)先級(jí)，一級(jí)最緊急會(huì)同時(shí)發(fā)短信給護(hù)士長(zhǎng)，二級(jí)會(huì)彈窗提醒，三級(jí)只亮燈提示。最下面一排F1-F8功能鍵就像手機(jī)快捷鍵，可以自定義常用功能，比如F1查記錄、F4靜音等。整個(gè)界面操作時(shí)有"滴"的確認(rèn)音，重要操作要長(zhǎng)按半秒才生效，避免誤碰。沒處理的呼叫會(huì)從紅色慢慢變成橙色，提醒護(hù)士"這個(gè)呼叫有點(diǎn)久了"。系統(tǒng)背后是病床終端通過電線連到主機(jī)（PLC），再傳到護(hù)士站電腦和醫(yī)院系統(tǒng)。如果網(wǎng)絡(luò)斷了，本地的邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)還能暫時(shí)維持基本功能。圖5.1仿真畫面5.2組態(tài)變量連接與仿真組態(tài)變量連接是實(shí)現(xiàn)PLC與病床呼叫控制系統(tǒng)人機(jī)界面之間數(shù)據(jù)交互的核心，可確保系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)得到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與操作。組態(tài)變量將PLC內(nèi)部關(guān)鍵變量映射至人機(jī)界面，使醫(yī)護(hù)人員能直觀知曉病床呼叫系統(tǒng)的狀況并進(jìn)行操作。比如，病床的緊急呼叫狀態(tài)、呼叫重置狀態(tài)等變量與界面上對(duì)應(yīng)的指示燈組件綁定，實(shí)時(shí)展示病床的呼叫情況。緊急呼叫按鈕、呼叫重置按鈕、護(hù)士站處置按鈕等輸入變量與界面上相應(yīng)的控制按鈕相連，醫(yī)護(hù)人員通過操作界面就能直接處理病床呼叫，像響應(yīng)緊急呼叫、重置呼叫狀態(tài)等。此外，各病房的呼叫狀態(tài)、呼叫優(yōu)先級(jí)等信號(hào)也在界面上呈現(xiàn)，提供全面的呼叫信息。當(dāng)有患者按下緊急呼叫按鈕觸發(fā)呼叫時(shí)，相關(guān)信息會(huì)迅速反饋到界面上，方便醫(yī)護(hù)人員及時(shí)響應(yīng)和處理。通過仿真，能夠模擬患者呼叫、醫(yī)護(hù)處置等操作過程，驗(yàn)證組態(tài)變量連接的準(zhǔn)確性與系統(tǒng)功能的可靠性，如圖5.2所示。圖5.2PLC變量圖在系統(tǒng)組態(tài)連接與運(yùn)行的過程中，我們采取了一系列步驟，以確保程序的順利擴(kuò)展和成功加載到目標(biāo)設(shè)備中。首先，我們進(jìn)行了程序擴(kuò)展，將設(shè)計(jì)好的程序下載到了PLC設(shè)備中。這個(gè)過程被展示在圖5.3、5.4中，仿真過程圖清晰地呈現(xiàn)了程序擴(kuò)展的每一個(gè)階段，包括數(shù)據(jù)傳輸、編譯和驗(yàn)證等步驟。圖5.3PLC仿真下載圖5.4PLC仿真連接5.3畫面仿真通過仿真軟件，我們可以創(chuàng)建一個(gè)與實(shí)際病床呼叫控制系統(tǒng)相似的虛擬環(huán)境，其中包含了課題畫面設(shè)計(jì)中的所有元素，如緊急呼叫按鈕、呼叫重置按鈕、護(hù)士站處置按鈕、檢測(cè)報(bào)警傳感器等。系統(tǒng)啟動(dòng)后如圖5.5所示。圖5.5畫面運(yùn)行在基于PLC的病床呼叫控制系統(tǒng)中，優(yōu)先級(jí)順序關(guān)系分為病房整體和病房?jī)?nèi)病床兩個(gè)層面。病房整體優(yōu)先級(jí)上，1號(hào)病房為一級(jí)優(yōu)先級(jí)，3號(hào)病房為二級(jí)優(yōu)先級(jí)，2號(hào)病房為三級(jí)優(yōu)先級(jí)，當(dāng)不同病房同時(shí)呼叫時(shí)，醫(yī)護(hù)人員按1號(hào)病房、3號(hào)病房、2號(hào)病房的順序響應(yīng)。病房?jī)?nèi)病床優(yōu)先級(jí)方面，圖中雖未明確規(guī)則，但從指示燈狀態(tài)可知，同一病房?jī)?nèi)，指示燈紅色（已觸發(fā)呼叫）的病床優(yōu)先于指示燈綠色（未觸發(fā)呼叫）的病床，如1號(hào)病房1號(hào)床優(yōu)先于2-4號(hào)床，2號(hào)病房7號(hào)床優(yōu)先于5、6、8號(hào)床，3號(hào)病房10號(hào)床優(yōu)先于9、11、12號(hào)床。如圖5.6、5.7所示圖5.61號(hào)床、7號(hào)床、10號(hào)床的按優(yōu)先級(jí)呼叫圖5.72號(hào)床、10號(hào)床、7號(hào)床的按優(yōu)先級(jí)呼叫結(jié)論病床緊急呼叫系統(tǒng)的應(yīng)用可以使醫(yī)院與病人之間的距離變得更進(jìn)近，醫(yī)院的治療更人性化。隨著控制需求的日益復(fù)雜化及微電子技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)已普遍采用可編程邏輯控制器（PLC）來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜電路的控制功能。通過PLC對(duì)其的改造可以省去煩瑣的配線，此方案不僅顯著簡(jiǎn)化了系統(tǒng)架構(gòu)，同時(shí)兼具布線精簡(jiǎn)和運(yùn)行可靠的雙重優(yōu)勢(shì)。病床緊急呼叫系統(tǒng)通過PLC的改造為醫(yī)院和病人之間架起一座橋梁，使病人覺得醫(yī)院更方便更人性化，也使得醫(yī)生對(duì)病人的治療更及時(shí)有效。畢業(yè)設(shè)計(jì)中與PLC的相遇，如啟智慧新篇。初遇梯形圖符號(hào)與復(fù)雜指令時(shí)的迷茫，似困于迷宮；然而隨著探索深入，每一次指令邏輯的破解、程序操控設(shè)備的成功，都如盞盞明燈照亮前路。驚嘆于其精準(zhǔn)控制的魅力，更在調(diào)試程序、攻克難題中，收獲耐心、細(xì)心與創(chuàng)新思維的成長(zhǎng)。今回望這段歷程，PLC知識(shí)如同海洋中新?lián)P起的帆，引領(lǐng)我向工業(yè)自動(dòng)化更廣闊天地前行，亦讓我堅(jiān)信，此所學(xué)將伴我在專業(yè)之路上披荊斬棘，書寫精彩！參考文獻(xiàn)林偉杰,鐘灼棋,邱文驍.基于語音和紅外遙控的無線病床呼叫控制系統(tǒng)[J].電子產(chǎn)品世界,2021,28(05):99-101.聞瑄,郭銳.基于PLC的病床呼叫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電腦迷,2018,(10):250.張明,李紅,王濤.基于PLC的醫(yī)院病床呼叫系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用,2021,40(5):45-49.劉偉強(qiáng).工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐[M].北京:電子工業(yè)出版社,2020:112-125.王永華.PLC原理與應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2018:78-90.李華,趙靜.智能病床呼叫系統(tǒng)的PLC與觸摸屏集成設(shè)計(jì)[J].醫(yī)療設(shè)備信息,2022,37(3):12-16.王磊,陳峰.PLC在醫(yī)療護(hù)理系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[C].中國(guó)自動(dòng)化大會(huì)論文集.北京:中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì),2020:203-208.唐建華.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的臨床醫(yī)療護(hù)理監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D].浙江工業(yè)大學(xué),2019.DOI:10.27463/ki.gzgyu.2019.000930.姜濤,楊學(xué)存.基于Wi-Fi的嵌入式多功能病房呼叫系統(tǒng)[J].電子測(cè)試,2018,(20):5-8.DOI:10.16520/ki.1000-8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