PLC技術(shù)及其在機(jī)光電集成系統(tǒng)中的應(yīng)用-參考材料

PLC技術(shù)及其在機(jī)光電集成系統(tǒng)中的應(yīng)用主講：劉學(xué)平

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課程介紹PLC廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)。

應(yīng)用領(lǐng)域電梯控制交通信號燈三相異步電動機(jī)步進(jìn)電機(jī)控制回流焊機(jī)PID溫度控制

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授課時間從PLC編程功能劃分為四類：開關(guān)量順序控制：如電梯、交通燈、生產(chǎn)流水線控制；模擬量控制：利用PID算法，對溫度、速度、壓力、流量等過程量的閉合控制；運(yùn)動控制：驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)的單/多軸運(yùn)動控制特殊模塊；通信功能：現(xiàn)代化自動化控制系統(tǒng)需要的集中及遠(yuǎn)程管理，PLC可與PLC、單片機(jī)、打印機(jī)及上級計算機(jī)之間進(jìn)行通信。

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控制優(yōu)越性

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課程介紹與繼電器控制比較：控制領(lǐng)域拓寬：開關(guān)量控制->開關(guān)量、模擬量、聯(lián)網(wǎng)控制；組成器件改進(jìn)：硬件繼電器、機(jī)械觸點(diǎn)（4-8對）->“軟繼電器”、邏輯觸點(diǎn)（無限），故觸點(diǎn)數(shù)多、壽命長、可靠性高；控制方法不同：硬接線->軟件編程，故控制靈活。與工業(yè)微機(jī)控制系統(tǒng)比較：工業(yè)微機(jī)：適合要求快速、實時性強(qiáng)、模型復(fù)雜的場合，但對技術(shù)水平要求高、抗干擾能力及環(huán)境適應(yīng)性差；PLC：可靠性和抗干擾能力很高、易學(xué)易懂；趨勢：PLC與工業(yè)控制微機(jī)將繼續(xù)共存，在一個控制系統(tǒng)中，使PLC集中在功能控制上，使微機(jī)集中在信息處理上。

定義及發(fā)展歷程

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課程介紹定義：PLC（可編程邏輯控制器）是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計。

發(fā)展歷程：1968年美國GM公司液壓部提出要求；1969年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出了第一代PLC；1973年中國開始研制PLC，1977年應(yīng)用到生產(chǎn)線上；20世紀(jì)70年代中末期，進(jìn)入實用化發(fā)展階段；20世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時期；21世紀(jì)，PLC會有更大的發(fā)展。技術(shù)上，運(yùn)算速度更快、存儲容量更大、智能更強(qiáng)；規(guī)模上，向超大及超小型發(fā)展；網(wǎng)絡(luò)方面，將與工控機(jī)組網(wǎng)成為大型控制系統(tǒng)。國內(nèi)外主要廠家PLC產(chǎn)品簡介

國產(chǎn)PLC主要生產(chǎn)廠家及產(chǎn)品性能

日本PLC主要生產(chǎn)廠家及產(chǎn)品性能

歐美PLC主要生產(chǎn)廠家及產(chǎn)品性能

國產(chǎn)PLC主要生產(chǎn)廠家及產(chǎn)品性能我國有許多廠家、科研院所從事PLC的研發(fā)，如中國科學(xué)院自動化研究所的PLC-0088北京聯(lián)想計算機(jī)集團(tuán)公司的GK-40上海機(jī)床電器廠的CKY-40上海起重電器廠的CF-40MR/ER蘇州電子計算機(jī)廠的YZ-PC-001A原機(jī)電部北京機(jī)械工業(yè)自動化研究所的MPC-00l/20、KB-20/40杭州機(jī)床電器廠的DKK02天津中環(huán)自動化儀表公司的DJK-S-84/86/480上海自立電子設(shè)備廠的KKI系列上海香島機(jī)電制造有限公司的ACMY-S80、ACMY-S256無錫華光電子工業(yè)有限公司（合資）的SR-10、SR-20/21等。

著名PLC品牌

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課程介紹西門子三菱施耐德羅克韋爾AB歐姆龍日本PLC主要生產(chǎn)廠家及產(chǎn)品性能

日本三菱公司PLC小型：F1\F2\FX系列大中型：A系列、QnA系列、Q系列

日本OMRON公司PLCSYSMACC系列PLC整體式結(jié)構(gòu)的微型PLC機(jī)是以C20P為代表的機(jī)型

OMRON中型機(jī)以C200H系列最為典型

日本松下公司PLC

松下公司的PLC產(chǎn)品中，F(xiàn)PO為微型機(jī)，F(xiàn)P1為整體式小型機(jī)，F(xiàn)P3為中型機(jī)，F(xiàn)P5/FP10、FP10S（FP10的改進(jìn)型）、FP20為大型機(jī)，其中FP20是最新產(chǎn)品。

歐美PLC主要生產(chǎn)廠家及產(chǎn)品性能美國通用電氣公司GE—Ⅱ系列PLCGE公司的代表產(chǎn)品是：小型機(jī):GE-1、GE-1/J、GE-1/P中型機(jī):GE-Ⅲ

大型機(jī):GE-Ⅴ

西門子PLC及相關(guān)產(chǎn)品西門子（SIEMENS）公司的PLC產(chǎn)品包括LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，HMI人機(jī)界面，工業(yè)軟件等。超小型：SIMATICS7-200PLC小型：SIMATICS7-300PLC中型：SIMATICS7-400PLC工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)（SIMATICNET）人機(jī)界面（HumanMachineInterface）硬件

SIMATICS7工業(yè)軟件：編程工具、基于PC的控制軟件、人機(jī)界面軟件。

分類及編程

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課程介紹PLC通常以I/O總數(shù)多少進(jìn)行分類：128點(diǎn)以下為小型機(jī)；129~512點(diǎn)為中型機(jī)；513點(diǎn)以上為大型機(jī)。常用編程語言有：梯形圖、指令表、順序功能圖。常用編程工具有：手持式編程器、PC。PLC的組成及其各部分的功能PLC的基本組成PLC各組成部分的功能

1．輸入部件輸入部件是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場被控對象之間的連接部件，接收由主令元件、檢測元件來的信號。主令元件是指由用戶在控制鍵盤(或控制臺)上操作的一切功能鍵，如開機(jī)、關(guān)機(jī)、調(diào)試或緊急停車等按鍵。主令元件給出的信號稱為主令信號。檢測元件是檢測一些物理量(如行程距離、速度、位置、壓力、流量、液位、溫度、電壓、電流等)狀態(tài)，并通過輸入部件送入PLC以控制工作程序的轉(zhuǎn)換等。常見的檢測元件有行程開關(guān)、限位開關(guān)、光電檢測開關(guān)、繼電器觸點(diǎn)及其他各類傳感器等。

2．輸出部件輸出部件也是PLC與現(xiàn)場設(shè)備之間的連接部件，其功能是控制現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行工作(如電機(jī)的啟、停、正/反轉(zhuǎn)，閥門的開、關(guān)，設(shè)備的轉(zhuǎn)動、移動、升降等)。對于PLC，希望它能直接驅(qū)動執(zhí)行元件，如電磁閥、微電機(jī)、接觸器、燈和音響等，因此，輸出部件中的輸出級常是一些大功率器件。

與輸入部件類似，輸出部件上也有輸出狀態(tài)鎖存、顯示、電平轉(zhuǎn)換和輸出接線端子排。輸出部件或模塊也有多種類型供選用。

3．中央處理器(CPU)CPU是整個系統(tǒng)的核心。其主要任務(wù)有：控制從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)的接收與存儲；用掃描的方式通過I/O部件接收現(xiàn)場的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入狀態(tài)表或數(shù)據(jù)存儲器中；診斷電源、PLC內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語法錯誤等；PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，從存儲器逐條讀取用戶指令，經(jīng)過命令解釋后按指令規(guī)定的任務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、邏輯或算術(shù)運(yùn)算等；根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出寄存器表的內(nèi)容，再經(jīng)由輸出部件實現(xiàn)輸出控制、制表打印或數(shù)據(jù)通信等功能。

4.存儲器及存儲器擴(kuò)展

PLC中存儲器的功能與微機(jī)系統(tǒng)中的存儲器功能相似，用來存儲系統(tǒng)程序和用戶的程序與數(shù)據(jù)。目前主要采用的系統(tǒng)程序存儲器用來存放系統(tǒng)管理、用戶指令解釋及標(biāo)準(zhǔn)程序模塊、系統(tǒng)調(diào)用等程序的存儲器。用戶存儲器用來存儲用戶編制的梯形圖程序或用戶數(shù)據(jù)。存儲用戶程序的叫用戶程序存儲器，常用EPROM或EEPROM構(gòu)成。存儲用戶數(shù)據(jù)的叫用戶數(shù)據(jù)存儲器，常用RAM構(gòu)成，為防止掉電時信息的丟失，有后備電池作保護(hù)。

5.通信接口PLC中配有多種通信接口。通過這些通信接口，PLC可以與監(jiān)視器、打印機(jī)、其他PLC或計算機(jī)相連。可以組成多機(jī)系統(tǒng)或連成網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)更大規(guī)模的控制；當(dāng)與計算機(jī)相連時，可以組成多級控制系統(tǒng)，實現(xiàn)控制與管理相結(jié)合的綜合系統(tǒng)。

6.智能I/O接口為了滿足更加復(fù)雜控制功能的需要，PLC配有多種智能I/O接口。例如滿足位置調(diào)節(jié)需要的位置閉環(huán)控制模板，對高速脈沖進(jìn)行計數(shù)和處理的高速計數(shù)模板等等。這類智能模板都有其自身的處理器系統(tǒng)。

7.I/O擴(kuò)展接口當(dāng)一個PLC中心單元的I/O點(diǎn)數(shù)不夠用時，就要進(jìn)行擴(kuò)展。擴(kuò)展接口就是用于連接中心基本單元與擴(kuò)展單元的。

8.功能開關(guān)與指示燈功能開關(guān)是用來控制PLC工作狀態(tài)的，如編程、監(jiān)視、運(yùn)行開關(guān)等。指示燈有工作狀況指示燈、電源指示燈，電壓過低指示燈等。

9.編程器編程器的作用是供用戶進(jìn)行程序的輸入、編輯、調(diào)試和監(jiān)視。編程器有簡易型和智能型兩類。簡易型編程器只能聯(lián)機(jī)編程，且往往需要將梯形圖轉(zhuǎn)化為機(jī)器語言才能送入。智能編程器又稱圖形編程器，它可以聯(lián)機(jī)編程，也可以脫機(jī)編程，可直接輸入梯形圖和通過屏幕對話。也可以利用微機(jī)作為編程器，這時微機(jī)應(yīng)配有相應(yīng)的軟件包。

工作過程

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課程介紹典型PLC工作過程如右圖所示。其中，內(nèi)部處理包括：系統(tǒng)初始化；工作狀態(tài)選擇。輸入刷新：PLC以掃描方式順序讀入外部信號的輸入狀態(tài)(通/斷)，并暫存到輸入映像寄存器。程序執(zhí)行：根據(jù)梯形圖順序從上到下、先左后右依次讀取并執(zhí)行指令，同時輸出狀態(tài)暫存在輸出映像寄存器中。此時，輸入信號的變化不會再更改輸入寄存器的值，而且輸出鎖存器也不會動作。輸出刷新：即結(jié)果輸出階段，輸出鎖存器對應(yīng)的物理點(diǎn)動作。PLC典型的掃描周期小型PLC的工作過程

小型PLC的工作過程可以分為四個掃描階段。①一般處理掃描階段。在此掃描階段PLC復(fù)位WDT，檢查I/O總線和程序存儲器。②執(zhí)行外設(shè)命令掃描階段。在此階段PLC執(zhí)行編程器、圖形編程器等外設(shè)輸入的命令。③執(zhí)行用戶程序掃描階段。④數(shù)據(jù)輸入/輸出掃描階段。PLC的編程語言

程序的表達(dá)方式基本有：梯形圖、指令表、邏輯功能圖和高級語言。梯形圖是當(dāng)前使用最廣泛的一種編程方法。多種編程語言的并存、互補(bǔ)與發(fā)展是PLC進(jìn)步的一種趨勢。

1.梯形圖編程語言兩種梯形圖的繼電器符號圖對照

梯形圖（Ladderdiagram）編程語言是一種圖形語言,類似于繼電器控制線路圖的一種編程語言，它面向控制過程，直觀易懂，是PLC編程語言中應(yīng)用最多的一種語言。

物理繼電器PLC繼電器常開常閉觸點(diǎn)線圈(1)名詞解釋——軟繼電器

PC的繼電器不是物理的電器，它是PC內(nèi)部的寄存器位，因為它具有與物理繼電器相似的功能，常稱之為“軟繼電器”。

PLC每一個繼電器都對應(yīng)著內(nèi)部的一個寄存器位，該位為“1”態(tài)時，相當(dāng)于繼電器接通；為“0”態(tài)時，則相當(dāng)于繼電器斷開。常閉觸點(diǎn)線圈常開觸點(diǎn)說明：000000100001000PLC控制00001SB2KMKM繼電器控制SB1線圈線圈常開觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)(2)兩種控制的梯形圖比較物理繼電器繼電器需硬接線連接觸點(diǎn)個數(shù)有限PLC繼電器繼電器用程序軟連接觸點(diǎn)個數(shù)無限繼電器的接線改變——控制功能改變PLC的用戶程序改變——控制功能改變

(3)

兩種控制中繼電器的區(qū)別用PLC控制——外部接線不變，改變用戶程序。用繼電器控制——要改變控制電路的實際接線。KMQFUKR

M3~SB1SB2KMKHKM繼電器控制接線

PLC控制外部接線輸入設(shè)備PLC~SB1SB2KRKM輸出設(shè)備欲改變控制功能：主電路相同例如2、語句表編程語言用助記符表示指令的功能多條指令語句的組合構(gòu)成了語句表程序指令語句是PLC用戶程序的基礎(chǔ)元素LD

00000，表示邏輯操作開始OR

01000；表示常開觸點(diǎn)01000與前面的觸點(diǎn)并聯(lián)

ANDNOT00001；

表示常閉觸點(diǎn)00101與前面的觸點(diǎn)串聯(lián)OUT01000；表示前面的邏輯運(yùn)算結(jié)果輸出給01000END;表示程序結(jié)束梯形圖程序語句表程序00000010000100000001END3順序功能圖用來編制順序控制程序，它包括步、動作、轉(zhuǎn)換三個要素。順序功能圖法可以將一個復(fù)雜的控制過程分解為一些小的工作狀態(tài)。再依一定順序控制要求連接成組合整體的控制程序。步1步2步3動作1動作2轉(zhuǎn)換1轉(zhuǎn)換2順序功能圖ORANDSRS1Q1RI1I2I3I4I5Q1圖功能塊圖4功能塊圖

功能塊圖是一種類似于數(shù)字邏輯電路的編程語言，用類似與門、或門的方框來表示邏輯運(yùn)算關(guān)系，方塊左側(cè)為邏輯運(yùn)算的輸入變量，右側(cè)為輸出變量，輸入端、輸出端的小圓點(diǎn)表示“非”運(yùn)算，信號自左向右流動。類似于電路一樣，方框被“導(dǎo)線”連接在一起。PLC的使用步驟

1．系統(tǒng)設(shè)計【例】設(shè)計系統(tǒng)：用PLC來控制一個報警器。周期性通(ON)和斷(OFF)，TIM000導(dǎo)通時間5s，TIM001斷開時間3s。

2．I/O分配確定哪些信號是送到PLC的，并分配相應(yīng)的輸入端號，哪些信號是由PLC送到被控對象的，并分配相應(yīng)的輸出端號。對用到的PLC內(nèi)部的計數(shù)器、定時器等也要進(jìn)行分配。PLC是通過編號來識別信號的。I/O分配表接線圖梯形圖和時序圖4．助記符機(jī)器程序助記符程序

5．編輯程序編輯程序檢查程序中每條語句是否有語法錯誤。這項工作在編程器上進(jìn)行。

6．調(diào)試程序調(diào)試程序檢查程序是否能正確完成邏輯要求，可以在編程器上修改。

7．保存程序調(diào)試通過的程序，可利用寫入器固化。松下電工PLC的編程方法一、PLC程序的經(jīng)驗設(shè)計方法二、PLC程序的順控設(shè)計法三、機(jī)械手的控制PLC程序設(shè)計方法及其在機(jī)器人中的應(yīng)用基本步驟：分析控制要求、選擇控制原則；設(shè)計主令和檢測元件，確定輸入輸出設(shè)備；設(shè)計執(zhí)行元件的控制程序；檢查修改和完善程序。一、PLC程序的經(jīng)驗設(shè)計方法

順序控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)可以分解成幾個獨(dú)立的控制動作，且這些動作必須嚴(yán)格按照一定的先后次序執(zhí)行才能保證生產(chǎn)過程的正常運(yùn)行，也稱為步進(jìn)控制系統(tǒng)。順序控制設(shè)計法：是針對順序控制系統(tǒng)的一種專門的設(shè)計方法。易被初學(xué)者接受，程序的調(diào)試、修改和閱讀方便。

這種設(shè)計方法是當(dāng)前PLC程序設(shè)計的主要方法。二、PLC程序的順控設(shè)計法三、機(jī)械手的控制1．分析控制任務(wù)

結(jié)構(gòu)示意圖操作面板手動方式：用按鈕對每一種動作進(jìn)行單獨(dú)控制?；卦c(diǎn)方式：機(jī)械手正常搬運(yùn)時，應(yīng)從原點(diǎn)位置按按鈕啟動，該方式可迅速將機(jī)械手回到原點(diǎn)位置。自動方式有三種運(yùn)行狀態(tài)，即單工步運(yùn)行、單周期運(yùn)行和自動連續(xù)運(yùn)行。單工步運(yùn)行：供調(diào)試用，即每按一次起動按鈕，機(jī)械手按順序向前執(zhí)行一個動作后停止。單周期運(yùn)行：供首次檢驗用，當(dāng)機(jī)械手在原點(diǎn)時，按下起動按鈕，機(jī)械手自動執(zhí)行一個周期的動作后自動停止在原點(diǎn)。自動連續(xù)運(yùn)行：正常工作用，機(jī)械手周而復(fù)始地執(zhí)行各工步動作。三、機(jī)械手的控制要求機(jī)械手自動連續(xù)動作過程分為八個工步，動作周期如圖所示：

啟動左移上升放松下降右移上升夾緊下降②③⑦⑥⑤④①⑧原點(diǎn)位設(shè)計編程劃分為公共程序、手動程序、回原點(diǎn)程序、自動程序四部分。

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課程介紹SIMATIC-S7家族S7-300S7-400S7-300C中/大型High-endrange/mediumrangeS7-400中/小型Low-endrangeS7-300S7-200緊湊型

MicroPLCS7-200S7-200系列小型PLC(MicroPLC)可應(yīng)用于各種自動化系統(tǒng)，是各種小型控制任務(wù)理想的解決方案。

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課程介紹S7-200特點(diǎn)介紹結(jié)構(gòu)緊湊，價格低廉卓越的CPU性能豐富的擴(kuò)展模塊便捷的操作強(qiáng)大的配套編程軟件

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課程介紹典型CPU外圍構(gòu)件可插拔接線端子(224,226)通訊口Panel安裝固定孔安裝于標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌上的夾子

可選卡插槽

內(nèi)部:

-電源

-超級電容

-時鐘(224(XP),226)I/O點(diǎn)

狀態(tài)LEDCPU狀態(tài)LED

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課程介紹

卓越的CPU性能集成的數(shù)字量輸入/輸出集成的模擬量輸入/輸出可連接的擴(kuò)展模塊數(shù)量（最大）最大數(shù)字量輸入/輸出范圍模擬量范圍

輸入/輸出/最大用戶程序數(shù)據(jù)存儲區(qū)程序執(zhí)行時間標(biāo)志寄存器/計數(shù)器/定時器高速計數(shù)器

實時時鐘高速脈沖輸出通訊接口模擬電位器自整定PID調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)記錄功能配方功能CPU22414DI/10DO-716828/14/358/12KB8KB0.22μs256/256/2566x30kHz

內(nèi)置2x20kHz1xRS-4852內(nèi)置內(nèi)置內(nèi)置CPU224XP14DI/10DO2AI/1A0716830/15/3812/16KB10KB0.22μs256/256/2564x30kHz2x100kHz內(nèi)置2x100kHz2xRS-4852內(nèi)置內(nèi)置內(nèi)置CPU22624DI/16DO-724828/14/3516/24KB10KB0.22μs256/256/2566x30kHz

內(nèi)置2x20kHz2xRS-4852內(nèi)置內(nèi)置內(nèi)置

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卓越的CPU性能（續(xù)）高速處理能力(每條二進(jìn)制指令執(zhí)行速度0.22μS)；強(qiáng)大靈活的通訊功能(PPI,自由口,以太網(wǎng)等)；CPU內(nèi)置最多六路高速計數(shù)器(30KHz)；CPU內(nèi)置兩路高速脈沖輸出(20KHz)；高速中斷響應(yīng)(中斷觸發(fā)后200μS)；8路PID回路控制；CPU內(nèi)置脈沖捕捉功能(識別寬度很小的脈沖)；提供輸入數(shù)字量,模擬量濾波功能。

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豐富的擴(kuò)展模塊8DI16DI8DO(DC,ACor

relay)4AI4AI/1AO2AO

2AIor4AIThermocouples

熱電偶RTD熱電阻

modules

PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線AS-i-Master

傳感器/執(zhí)行器接口

4DI/4DO8DI/8DO16DI/16DO調(diào)制解調(diào)器模塊Teleservice

Communi-cation

Messaging電信訊息業(yè)務(wù)位置控制模塊Positionmoduleforsteppersolution驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)數(shù)字量I/O模塊模擬量I/O模塊測溫模塊通訊擴(kuò)展模塊Modem模塊定位模塊以太網(wǎng)模塊(IT)EthernetModule工業(yè)以太網(wǎng)簡單實用的安裝方式：方便快速的模塊擴(kuò)展方式：

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課程介紹便捷的操作安裝方式墻面安裝導(dǎo)軌安裝扁平電纜連接可提高抗震動性能接線端子可自由拆卸方便設(shè)備更新與維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌支持以下編程語言：LAD梯形圖STL指令表FBD順序功能圖種類齊全的軟元件功能強(qiáng)大的指令集（后續(xù)章節(jié)將重點(diǎn)講述）方便友好的在線幫助Windows界面風(fēng)格——操作直觀豐富的向?qū)Аp松配置，無需編程強(qiáng)大的程序狀態(tài)監(jiān)測功能——方便調(diào)試

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課程介紹強(qiáng)大的配套編程軟件：STEP7-Micro/WINv4.0種類齊全的軟元件：功能強(qiáng)大的指令集：

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課程介紹強(qiáng)大的配套編程軟件：STEP7-Micro/WIN(續(xù))種類符號種類符號輸入映像寄存器I×.×數(shù)據(jù)寄存器V/VB/VW/VD×輸出映像寄存器Q×.×計數(shù)器C×中間繼電器M×.×定時器TON/TOF/TONR×表1S7-200部分軟元件列表位邏輯指令數(shù)字運(yùn)算指令比較指令轉(zhuǎn)換指令計數(shù)器指令高速計數(shù)器指令定時器指令中斷指令程序控制指令PID控制指令邏輯操作指令子程序指令表2S7-200部分指令名稱

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課程介紹豐富的指令向?qū)В?a)高速計數(shù)器(b)NETR/NETW網(wǎng)絡(luò)(c)PID控制指令PID自整定控制面板

TD200C文本顯示屏以太網(wǎng)模塊網(wǎng)絡(luò)模塊配方向?qū)?shù)據(jù)記錄向?qū)?qiáng)大的配套編程軟件：STEP7-Micro/WIN(續(xù))案例名稱：“回流焊工藝簡易模型”設(shè)計實驗?zāi)康模簩W(xué)會使用PLC基本模塊及觸摸屏；軟硬件結(jié)合，搭建最小應(yīng)用系統(tǒng)；初步了解回流焊工藝流程及PID溫控調(diào)節(jié)。

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課程介紹背景知識設(shè)計內(nèi)容案例基本情況定義：預(yù)先將適量的焊料置于需要釬焊的部位(頂敷焊料)，再用紅外線熱風(fēng)(溫風(fēng))及激光等不同熱源加熱部位，是焊料熔化進(jìn)行釬焊的方法。分類：

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課程介紹背景知識設(shè)計內(nèi)容回流焊技術(shù)目前，使用最廣泛的是紅外線回流焊。工業(yè)上，多采用紅外線加熱(熱效率高，可急冷急熱)與熱風(fēng)加熱(受熱均勻)相組合的方式，取二者之長，既提高效率，又能確?；亓骱傅馁|(zhì)量。在SMT生產(chǎn)流程中，回流焊爐參數(shù)設(shè)置的好壞是影響焊接質(zhì)量的關(guān)鍵。通過溫度曲線可為回流焊爐參數(shù)的設(shè)置提供準(zhǔn)確的理論依據(jù)。使用不同的焊錫膏，最佳溫度曲線不同。SMT最常用的Sn63/Pb37(熔點(diǎn)183℃)，溫區(qū)大致為：

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課程介紹背景知識設(shè)計內(nèi)容回流焊溫度曲線典型焊膏曲線1注：溫區(qū)劃分

典型焊膏曲線2注：升溫速率及保溫時間

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課程介紹背景知識設(shè)計內(nèi)容系統(tǒng)方案依照下表順序，對設(shè)計內(nèi)容逐一介紹。

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課程介紹背景知識設(shè)計內(nèi)容介紹順序序號介紹內(nèi)容1S7-200CPU的使用2觸摸屏的使用3步進(jìn)電機(jī)的控制4熱風(fēng)槍及固態(tài)繼電器的控制5風(fēng)扇及繼電器的使用6EM231模塊及K型熱電偶的使用7光電開關(guān)、急停按鈕、指示燈及接線端子的使用8PID算法與應(yīng)用如圖1所示，采用+24V直流供電；

注意：在安裝和拆卸任何電氣設(shè)備之前，必須確認(rèn)該設(shè)備的電源已斷開。如圖2所示，編程設(shè)備PC機(jī)與PLCCPU之間使用USB-PPI連接電纜。

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課程介紹背景知識設(shè)計內(nèi)容S7-200CPU的使用步驟一：硬件連接圖1直流供電連線圖2USB-PPI連接電纜打開STEP7-Micro/WIN，點(diǎn)擊操作欄中的通訊圖標(biāo)進(jìn)入通訊對話框；設(shè)置通訊參數(shù)；雙擊“刷新”圖標(biāo)，建立通訊。

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課程介紹背景知識設(shè)計內(nèi)容S7-200CPU的使用步驟二：軟件設(shè)置點(diǎn)擊“程序塊”圖標(biāo)，打開程序編輯器；用拖曳的方式將左側(cè)指令樹中的梯形圖指令拖到程序編輯器中；點(diǎn)擊“下載”圖標(biāo)，按提示操作完成下載。

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課程介紹背景知識設(shè)計內(nèi)容S7-200CPU的使用步驟三：創(chuàng)建程序并下載采用+24V直流供電；編程設(shè)備PC機(jī)與MT6070iH之間連接方式：優(yōu)盤、USBtoMiniUSB電纜；PLCCPU224CN與MT6070iH之間連接方式：串口連接線。

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課程介紹背景知識設(shè)計內(nèi)容觸摸屏的使用步驟一：硬件連接圖1USB-MiniUSB連接電纜圖2CPU-HMI連接電纜完成安裝后，軟件目錄下會出現(xiàn)：

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課程介紹背景知識設(shè)計內(nèi)容觸摸屏的使用步驟二：軟件安裝部分項目意義：EasyBuilder8000.exeEB8000觸控屏幕編輯軟件ProjectManager.exeMT8000綜合管理軟件ReleaseNote.pdf版本及相關(guān)最新信息說明EasyConverter.exe取樣數(shù)據(jù)與事件記錄文件轉(zhuǎn)文件工具若PC與MT6070iH之間使用USBtoMiniUSB電纜連接，則需安裝USB驅(qū)動程序。新建文件，正確選擇機(jī)型；進(jìn)入“系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置”，如圖配置設(shè)備屬性。

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課程介紹背景知識設(shè)計內(nèi)容觸摸屏的使用步驟三：軟件設(shè)置從用戶角度設(shè)計HMI人機(jī)界面，方便操作；從“元件”菜單或者工具欄中添加元件，并雙擊元件修改相應(yīng)屬性，完成編程；EasyBuiler8000軟件中重要元件介紹：

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課程介紹背景知識設(shè)計內(nèi)容觸摸屏的使用步驟四：程序編寫元件類型實現(xiàn)功能or應(yīng)用場合功能鍵窗口之間的切換位狀態(tài)設(shè)置PLC中間繼電器的寫入數(shù)值寫入/顯示PLC某地址上數(shù)據(jù)的寫/讀事件顯示/登入操作提示信息的顯示/生成趨勢圖/資料取樣溫度曲線的顯示/數(shù)據(jù)的生成動畫編寫屏保畫面動作模擬之前，如下圖設(shè)置初始窗口與屏保窗口；利用“離線模擬”功能，觀察界面是否存在漏洞。

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課程介紹背景知識設(shè)計內(nèi)容觸摸屏的使用步驟五：離線模擬（1）優(yōu)盤方式在機(jī)箱上插入優(yōu)盤，點(diǎn)擊將優(yōu)盤插在MT6070iH上，點(diǎn)擊“DownloadProject”下載程序。

注意：下載密碼為111111（2）USB下載線方式點(diǎn)擊；在彈出界面中，點(diǎn)擊“下載”即可。

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課程介紹背景知識設(shè)計內(nèi)容觸摸屏的使用步驟六：程序下載

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課程介紹背景知識設(shè)計內(nèi)容步進(jìn)電機(jī)的控制步驟一：接線

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課程介紹背景知識設(shè)計內(nèi)容步進(jìn)電機(jī)的控制步驟二：軟件編寫使用PLS脈沖輸出指令控制從Q0.0輸出“脈沖串”和“脈沖寬度調(diào)制”（PTO/PWM）脈沖串PTO（50%占空比）脈寬調(diào)制PWM（占空比可調(diào)）可以產(chǎn)生單段PTO或多段PTO，可以指定脈沖周期；故在使用PLS指令之前，需要先初始化設(shè)置！

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課程介紹背景知識設(shè)計內(nèi)容步進(jìn)電機(jī)的控制步驟二：軟件編寫（續(xù)）單段PTO，輸出脈沖的周期為定值；多段PTO，可以實現(xiàn)脈沖周期變化的加減速效果。多段PTO初始化過程電機(jī)停止：向SM67.7寫入0；然后執(zhí)行PLS指令。多段PTO輪廓圖典型樣例

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課程介紹背景知識設(shè)計內(nèi)容多段PTO初始化過程第一步：寫控制字節(jié)，配置工作模式第二步：配置輪廓表，輸入各段特征參數(shù)

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課程介紹背景知識設(shè)計內(nèi)容熱風(fēng)槍及固態(tài)繼電器的控制利用固態(tài)繼電器，實現(xiàn)由PLCCPU輸出信號(DC24V)的通斷來控制熱風(fēng)槍工作電壓（AC220V）的通斷。調(diào)整Q0.3輸出脈沖占空比，即可控制熱風(fēng)槍的工作時間。

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課程介紹背景知識設(shè)計內(nèi)容風(fēng)扇及繼電器的使用PLCCPU的Q0.4口輸出高電平，繼電器線圈上電，常開觸電8-12閉合，風(fēng)扇上電轉(zhuǎn)動。

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課程介紹背景知識設(shè)計內(nèi)容EM231模塊及K型熱電偶的使用EM231模塊采用+24V直流供電；EM231與CPU用扁平電纜連接；編程時，第一路熱電偶（A+/A-）測量數(shù)據(jù)存儲地址為AIW0;第二路(B+/B-)為AIW2。熱電偶基本知識介紹

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課程介紹背景知識設(shè)計內(nèi)容熱電偶基本知識介紹測溫原理：兩種材質(zhì)導(dǎo)體；閉合回路；溫度梯度；結(jié)合點(diǎn)溫差產(chǎn)生熱電動勢（熱電效應(yīng)，也稱作“塞貝克效應(yīng)Seebeckeffect”）；根據(jù)熱電動勢-溫差函數(shù)關(guān)系，制成熱電偶分度表選型依據(jù)：使用溫度范圍、所需精度、使用氣氛(氧化、還原氣氛）、測定對象的性能（機(jī)械、電氣）、耐久性與響應(yīng)時間（線徑）和經(jīng)濟(jì)效益等

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課程介紹背景知識設(shè)計內(nèi)容光電開關(guān)、急停按鈕、指示燈及接線端子排的使用

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課程介紹背景知識設(shè)計內(nèi)容PID算法與應(yīng)用簡化Bs：系統(tǒng)偏移量（輸出的初值）；△e(n)=e(n)-e(n-1)；e(n):設(shè)定值與第n次采樣值的差

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課程介紹背景知識設(shè)計內(nèi)容PID應(yīng)用步驟一：指令向?qū)c調(diào)用使用PID指令向?qū)瓿膳渲?；調(diào)用向?qū)傻闹袛喑绦騊ID0_INIT，實現(xiàn)PID調(diào)節(jié)功能；向指定地址寫PID參數(shù)。

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課程介紹背景知識設(shè)計內(nèi)容PID應(yīng)用步驟二：PID參數(shù)整定調(diào)試工具：利用“PID調(diào)節(jié)控制面板”，實時在線調(diào)試PID參數(shù)；調(diào)試方法：理論設(shè)計法：被控對象準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型實驗確定法：臨界比例度法；階躍反應(yīng)法；試湊法

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課程介紹背景知識設(shè)計內(nèi)容PID應(yīng)用：試湊法PID三項參數(shù)含義Kp比例項：動態(tài)響應(yīng)速度（正比）；過大會導(dǎo)致振蕩；Ti積分時間：消除靜差（反比）；過大會導(dǎo)致響應(yīng)速度慢；Td微分時間：超前預(yù)測，緩和輸出激烈變化，超調(diào)量減?。ǚ幢龋?；過大會導(dǎo)致高頻振蕩。

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課程介紹背景知識設(shè)計內(nèi)容PID應(yīng)用：試湊法（續(xù)）步驟整定Kp：置Ti=+∞、Td=0；由小到大；使過渡過程達(dá)到4:1衰減振蕩和較小靜差；若靜差不滿足，繼續(xù)下一步；加入積分環(huán)節(jié)：將Kp減小10-20%（補(bǔ)償系統(tǒng)穩(wěn)定性下降）；Ti由大到??；在保持系統(tǒng)良好動態(tài)性能情況下消除靜差；反復(fù)進(jìn)行該步；加入微分環(huán)節(jié)：（前兩步無法達(dá)到好的控制效果時）Td從0開始調(diào)大，相應(yīng)改變Kp和Ti，逐步試湊。

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課程介紹背景知識設(shè)計內(nèi)容讀PLC程序步驟一：準(zhǔn)備材料設(shè)計材料：系統(tǒng)方案硬件連接圖、硬件清單（含I/O口分配）觸摸屏-PLC通信接口關(guān)系表PLC與觸摸屏軟件安裝程序?qū)W習(xí)資料：《S7-200系統(tǒng)手冊（2008年版）.pdf》《從入門到精通——西門子S7-200PLC技術(shù)與應(yīng)用》，張運(yùn)剛等，人民郵電出版社《EasyBuilder8000使用手冊》參考資料：各個硬件設(shè)備的《產(chǎn)品使用說明書》STEP7-Micro/WIN的Help（指令索引）（西門子中國）（維綸通）

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課程介紹背景知識設(shè)計內(nèi)容讀PLC程序步驟二動手操作實例編程熟悉功能參考材料邊調(diào)邊改

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課程介紹背景知識設(shè)計內(nèi)容謝謝！MagneticResonanceImaging磁共振成像發(fā)生事件作者或公司磁共振發(fā)展史1946發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象BlochPurcell1971發(fā)現(xiàn)腫瘤的T1、T2時間長Damadian1973做出兩個充水試管MR圖像Lauterbur1974活鼠的MR圖像Lauterbur等1976人體胸部的MR圖像Damadian1977初期的全身MR圖像

Mallard1980磁共振裝置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振設(shè)備中國安科

2003諾貝爾獎金LauterburMansfierd時間MR成像基本原理實現(xiàn)人體磁共振成像的條件:人體內(nèi)氫原子核是人體內(nèi)最多的物質(zhì)。最易受外加磁場的影響而發(fā)生磁共振現(xiàn)象(沒有核輻射)有一個穩(wěn)定的靜磁場（磁體）梯度場和射頻場：前者用于空間編碼和選層，后者施加特定頻率的射頻脈沖，使之形成磁共振現(xiàn)象信號接收裝置：各種線圈計算機(jī)系統(tǒng)：完成信號采集、傳輸、圖像重建、后處理等

人體內(nèi)的H核子可看作是自旋狀態(tài)下的小星球。自然狀態(tài)下，H核進(jìn)動雜亂無章，磁性相互抵消zMyx進(jìn)入靜磁場后，H核磁矩發(fā)生規(guī)律性排列（正負(fù)方向），正負(fù)方向的磁矢量相互抵消后，少數(shù)正向排列（低能態(tài)）的H核合成總磁化矢量M，即為MR信號基礎(chǔ)ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脈沖前的磁化矢量MzB:施加90度RF脈沖后的磁化矢量Mxy.并以Larmor頻率橫向施進(jìn)C:90度脈沖對磁化矢量的作用。即M以螺旋運(yùn)動的形式傾倒到橫向平面ABC在這一過程中，產(chǎn)生能量

三、弛豫（Relaxation）回復(fù)“自由”的過程

1.

縱向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢復(fù)，“量變”高能態(tài)1H→低能態(tài)1H自旋—晶格弛豫、熱弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能態(tài)1H高能態(tài)1H

放出能量（光子，MRS）T1弛豫時間：

MZ恢復(fù)到M0的2/3所需的時間

T1愈小、M0恢復(fù)愈快T2弛豫時間：MXY喪失2/3所需的時間；T2愈大、同相位時間長MXY持續(xù)時間愈長MXY與ST1加權(quán)成像、T2加權(quán)成像

所謂的加權(quán)就是“突出”的意思

T1加權(quán)成像（T1WI）----突出組織T1弛豫（縱向弛豫）差別

T2加權(quán)成像（T2WI）----突出組織T2弛豫（橫向弛豫）差別。

磁共振診斷基于此兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像磁共振常規(guī)h檢查必掃這兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像.T1的長度在數(shù)百至數(shù)千毫秒（ms）范圍T2值的長度在數(shù)十至數(shù)千毫秒（ms）范圍

在同一個馳豫過程中,T2比T1短得多

如何觀看MR圖像：首先我們要分清圖像上的各種標(biāo)示。分清掃描序列、掃描部位、掃描層面。正常或異常的所在部位---即在同一層面觀察、分析T1、T2加權(quán)像上信號改變。絕大部分病變T1WI是低信號、T2WI是高信號改變。只要熟悉掃描部位正常組織結(jié)構(gòu)的信號表現(xiàn)，通常病變與正常組織不會混淆。一般的規(guī)律是T1WI看解剖,T2WI看病變。磁共振成像技術(shù)－－圖像空間分辨力，對比分辨力一、如何確定MRI的來源（一）層面的選擇1.MXY產(chǎn)生（1H共振）條件

RF=ω=γB02.梯度磁場Z（GZ）

GZ→B0→ω

不同頻率的RF

特定層面1H激勵、共振

3.層厚的影響因素

RF的帶寬↓

GZ的強(qiáng)度↑層厚↓〈二〉體素信號的確定1、頻率編碼2、相位編碼

M0↑--GZ、RF→相應(yīng)層面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω

各1H同相位MXY旋進(jìn)速度不同同頻率一定時間后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋進(jìn)頻率不同位置不同（相位不同）〈三〉空間定位及傅立葉轉(zhuǎn)換

GZ----某一層面產(chǎn)生MXYGX----MXY旋進(jìn)頻率不同

GY----MXY旋進(jìn)相位不同（不影響MXY大小）

↓某一層面不同的體素，有不同頻率、相位

MRS（FID）第三節(jié)、磁共振檢查技術(shù)檢查技術(shù)產(chǎn)生圖像的序列名產(chǎn)生圖像的脈沖序列技術(shù)名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE…….梯度回波FFE快速自旋回波FSE壓脂壓水MRA短TR短TE－－T1W長TR長TE－－T2W增強(qiáng)MR最常用的技術(shù)是：多層、多回波的SE（spinecho，自旋回波）技術(shù)磁共振掃描時間參數(shù)：TR、TE磁共振掃描還有許多其他參數(shù)：層厚、層距、層數(shù)、矩陣等序列常規(guī)序列自旋回波（SE）,快速自旋回波（FSE）梯度回波（FE）反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR），脂肪抑制（STIR）、水抑制（FLAIR）高級序列水成像（MRCP,MRU,MRM）血管造影（MRA,TOF2D/3D）三維成像（SPGR）彌散成像（DWI）關(guān)節(jié)運(yùn)動分析是一種成像技術(shù)而非掃描序列自旋回波（SE）必掃序列圖像清晰顯示解剖結(jié)構(gòu)目前只用于T1加權(quán)像快速自旋回波（FSE）必掃序列成像速度快多用于T2加權(quán)像梯度回波（GE）成像速度快對出血敏感T2加權(quán)像水抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR）水抑制（FLAIR）抑制自由水梗塞灶顯示清晰判斷病灶成份脂肪抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR）脂肪抑制（STIR）抑制脂肪信號判斷病灶成分其它組織顯示更清晰血管造影（MRA）無需造影劑TOF法PC法MIP投影動靜脈分開顯示水成像（MRCP，MRU，MRM）含水管道系統(tǒng)成像膽道MRCP泌尿路MRU椎管MRM主要用于診斷梗阻擴(kuò)張超高空間分辨率掃描任意方位重建窄間距重建技術(shù)大大提高對小器官、小病灶的診斷能力三維梯度回波（SPGR） 早期診斷腦梗塞

彌散成像MRI的設(shè)備一、信號的產(chǎn)生、探測接受1.磁體（Magnet）:靜磁場B0（Tesla,T）→組織凈磁矩M0

永磁型（permanentmagnet）常導(dǎo)型（resistivemagnet）超導(dǎo)型（superconductingmagnet）磁體屏蔽（magnetshielding）2.梯度線圈（gradientcoil）:

形成X、Y、Z軸的磁場梯度功率、切換率3.射頻系統(tǒng)（radio-frequencesystem，RF）

MR信號接收二、信號的處理和圖象顯示數(shù)模轉(zhuǎn)換、計算機(jī)，等等；MRI技術(shù)的優(yōu)勢1、軟組織分辨力強(qiáng)（判斷組織特性）2、多方位成像3、流空效應(yīng)（顯示血管）4、無骨骼偽影5、無電離輻射，無碘過敏6、不斷有新的成像技術(shù)MRI技術(shù)的禁忌證和限度1.禁忌證

體內(nèi)彈片、金屬異物各種金屬置入：固定假牙、起搏器、血管夾、人造關(guān)節(jié)、支架等危重病人的生命監(jiān)護(hù)系統(tǒng)、維持系統(tǒng)不能合作病人，早期妊娠，高熱及散熱障礙2.其他鈣化顯示相對較差空間分辨較差（體部，較同等CT）費(fèi)用昂貴多數(shù)MR機(jī)檢查時間較長1.病人必須去除一切金屬物品，最好更衣，以免金屬物被吸入磁體而影響磁場均勻度，甚或傷及病人。2.掃描過程中病人身體（皮膚）不要直接觸碰磁體內(nèi)壁及各種導(dǎo)線，防止病人灼傷。3.紋身（紋眉）、化妝品、染發(fā)等應(yīng)事先去掉，因其可能會引起灼傷。4.病人應(yīng)帶耳塞，以防聽力損傷。掃描注意事項顱腦MRI適應(yīng)癥顱內(nèi)良惡性占位病變腦血管性疾病梗死、出血、動脈瘤、動靜脈畸形（AVM）等顱腦外傷性疾病腦挫裂傷、外傷性顱內(nèi)血腫等感染性疾病腦膿腫、化膿性腦膜炎、病毒性腦炎、結(jié)核等脫髓鞘性或變性類疾病多發(fā)性硬化（MS）等先天性畸形胼胝體發(fā)育不良、小腦扁桃體下疝畸形等脊柱和脊髓MRI適應(yīng)證1.腫瘤性病變椎管類腫瘤（髓內(nèi)、髓外硬膜內(nèi)、硬膜外），椎骨腫瘤（轉(zhuǎn)移性、原發(fā)性）2.炎癥性疾病脊椎結(jié)核、骨髓炎、椎間盤感染、硬膜外膿腫、蛛網(wǎng)膜炎、脊髓炎等3.外傷骨折、脫位、椎間盤突出、椎管內(nèi)血腫、脊髓損傷等4.脊柱退行性變和椎管狹窄癥椎間盤變性、膨隆、突出、游離，各種原因椎管狹窄，術(shù)后改變，5.脊髓血管畸形和血管瘤6.脊髓脫髓鞘疾?。ㄈ鏜S），脊髓萎縮7.先天性畸形胸部MRI適應(yīng)證呼吸系統(tǒng)對縱隔及肺門區(qū)病變顯示良好，對肺部結(jié)構(gòu)顯示不如CT。胸廓入口病變及其上下比鄰關(guān)系縱隔腫瘤和囊腫及其與大血管的關(guān)系其他較CT無明顯優(yōu)越性心臟及大血管大血管病變各類動脈瘤、腔靜脈血栓等心臟及心包腫瘤，心包其他病變其他（如先心、各種心肌病等）較超聲心動圖無優(yōu)勢，應(yīng)用不廣腹部MRI適應(yīng)證主要用于部分實質(zhì)性器官的腫瘤性病變肝腫瘤性病變，提供鑒別信息胰腺腫瘤，有利小胰癌、胰島細(xì)胞癌顯示宮頸、宮體良惡性腫瘤及分期等，先天畸形腫瘤的定位（臟器上下緣附近）、分期膽道、尿路梗阻和腫瘤，MRCP，MRU直腸腫瘤骨與關(guān)節(jié)MRI適應(yīng)證X線及CT的后續(xù)檢查手段－－鈣質(zhì)顯示差和空間分辨力部分情況可作首選：1.累及骨髓改變的骨?。ㄔ缙诠侨毖詨乃?，早期骨髓炎、骨髓腫瘤或侵犯骨髓的腫瘤）2.結(jié)構(gòu)復(fù)雜關(guān)節(jié)的損傷（膝、髖關(guān)節(jié)）3.形狀復(fù)雜部位的檢查（脊柱、骨盆等）軟件登錄界面軟件掃描界面圖像瀏覽界面膠片打印界面報告界面報告界面2合理應(yīng)用抗菌藥物預(yù)防手術(shù)部位感染概述外科手術(shù)部位感染的2/3發(fā)生在切口醫(yī)療費(fèi)用的增加病人滿意度下降導(dǎo)致感染、止血和疼痛一直是外科的三大挑戰(zhàn)，止血和疼痛目前已較好解決感染仍是外科醫(yī)生面臨的重大問題，處理不當(dāng)，將產(chǎn)生嚴(yán)重后果外科手術(shù)部位感染占院內(nèi)感染的14%～16%，僅次于呼吸道感染和泌尿道感染，居院內(nèi)感染第3位嚴(yán)重手術(shù)部位的感染——病人的災(zāi)難，醫(yī)生的夢魘

預(yù)防手術(shù)部位感染（surgicalsiteinfection,SSI)

手術(shù)部位感染的40%–60%可以預(yù)防圍手術(shù)期使用抗菌藥物的目的外科醫(yī)生的困惑★圍手術(shù)期應(yīng)用抗生素是預(yù)防什么感染？★哪些情況需要抗生素預(yù)防？★怎樣選擇抗生素？★什么時候開始用藥？★抗生素要用多長時間？定義：指發(fā)生在切口或手術(shù)深部器官或腔隙的感染分類：切口淺部感染切口深部感染器官／腔隙感染一、SSI定義和分類二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)——切口淺部感染

指術(shù)后30天內(nèi)發(fā)生、僅累及皮膚及皮下組織的感染，并至少具備下述情況之一者：

1．切口淺層有膿性分泌物

2．切口淺層分泌物培養(yǎng)出細(xì)菌

3．具有下列癥狀體征之一：紅熱，腫脹，疼痛或壓痛，因而醫(yī)師將切口開放者（如培養(yǎng)陰性則不算感染）

4．由外科醫(yī)師診斷為切口淺部SSI

注意：縫線膿點(diǎn)及戳孔周圍感染不列為手術(shù)部位感染二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)——切口深部感染

指術(shù)后30天內(nèi)（如有人工植入物則為術(shù)后1年內(nèi)）發(fā)生、累及切口深部筋膜及肌層的感染，并至少具備下述情況之一者：

1.切口深部流出膿液

2.切口深部自行裂開或由醫(yī)師主動打開，且具備下列癥狀體征之一：①體溫＞38℃；②局部疼痛或壓痛

3.臨床或經(jīng)手術(shù)或病理組織學(xué)或影像學(xué)診斷，發(fā)現(xiàn)切口深部有膿腫

4.外科醫(yī)師診斷為切口深部感染

注意：感染同時累及切口淺部及深部者，應(yīng)列為深部感染

二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)—器官／腔隙感染

指術(shù)后30天內(nèi)（如有人工植入物★則術(shù)后1年內(nèi)）、發(fā)生在手術(shù)曾涉及部位的器官或腔隙的感染，通過手術(shù)打開或其他手術(shù)處理，并至少具備以下情況之一者：

1.放置于器官/腔隙的引流管有膿性引流物

2.器官/腔隙的液體或組織培養(yǎng)有致病菌

3.經(jīng)手術(shù)或病理組織學(xué)或影像學(xué)診斷器官/腔隙有膿腫

4.外科醫(yī)師診斷為器官/腔隙感染

★人工植入物：指人工心臟瓣膜、人工血管、人工關(guān)節(jié)等二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)—器官／腔隙感染

不同種類手術(shù)部位的器官/腔隙感染有：

腹部：腹腔內(nèi)感染（腹膜炎，腹腔膿腫）生殖道：子宮內(nèi)膜炎、盆腔炎、盆腔膿腫血管：靜脈或動脈感染三、SSI的發(fā)生率美國1986年～1996年593344例手術(shù)中，發(fā)生SSI15523次，占2.62%英國1997年～2001年152所醫(yī)院報告在74734例手術(shù)中，發(fā)生SSI3151例，占4.22%中國？SSI占院內(nèi)感染的14～16%，僅次于呼吸道感染和泌尿道感染三、SSI的發(fā)生率SSI與部位：非腹部手術(shù)為2%～5%腹部手術(shù)可高達(dá)20%SSI與病人：入住ICU的機(jī)會增加60%再次入院的機(jī)會是未感染者的5倍SSI與切口類型：清潔傷口 1%～2%清潔有植入物 ＜5%可染傷口＜10%手術(shù)類別手術(shù)數(shù)SSI數(shù)感染率(%)小腸手術(shù)6466610.2大腸手術(shù)7116919.7子宮切除術(shù)71271722.4肝、膽管、胰手術(shù)1201512.5膽囊切除術(shù)8222.4不同種類手術(shù)的SSI發(fā)生率：三、SSI的發(fā)生率手術(shù)類別SSI數(shù)SSI類別（%）切口淺部切口深部器官/腔隙小腸手術(shù)6652.335.412.3大腸手術(shù)69158.426.315.3子宮切除術(shù)17278.813.57.6骨折開放復(fù)位12379.712.28.1不同種類手術(shù)的SSI類別：三、SSI的發(fā)生率延遲愈合疝內(nèi)臟膨出膿腫，瘺形成。需要進(jìn)一步處理這里感染將導(dǎo)致:延遲愈合疝內(nèi)臟膨出膿腫、瘺形成需進(jìn)一步處理四、SSI的后果四、SSI的后果在一些重大手術(shù)，器官/腔隙感染可占到1/3。SSI病人死亡的77%與感染有關(guān)，其中90%是器官/腔隙嚴(yán)重感染

——InfectControlandHospEpidemiol,1999,20(40:247-280SSI的死亡率是未感染者的2倍五、導(dǎo)致SSI的危險因素（1）病人因素：高齡、營養(yǎng)不良、糖尿病、肥胖、吸煙、其他部位有感染灶、已有細(xì)菌定植、免疫低下、低氧血癥五、導(dǎo)致SSI的危險因素（2）術(shù)前因素：術(shù)前住院時間過長用剃刀剃毛、剃毛過早手術(shù)野衛(wèi)生狀況差（術(shù)前未很好沐?。τ兄刚髡呶从每股仡A(yù)防五、導(dǎo)致SSI的危險因素（3）手術(shù)因素：手術(shù)時間長、術(shù)中發(fā)生明顯污染置入人工材料、組織創(chuàng)傷大止血不徹底、局部積血積液存在死腔和/或失活組織留置引流術(shù)中低血壓、大量輸血刷手不徹底、消毒液使用不當(dāng)器械敷料滅菌不徹底等手術(shù)特定時間是指在大量同種手術(shù)中處于第75百分位的手術(shù)持續(xù)時間其因手術(shù)種類不同而存在差異超過T越多，SSI機(jī)會越大五、導(dǎo)致SSI的危險因素（4）SSI危險指數(shù)（美國國家醫(yī)院感染監(jiān)測系統(tǒng)制定）：病人術(shù)前已有≥3種危險因素污染或污穢的手術(shù)切口手術(shù)持續(xù)時間超過該類手術(shù)的特定時間（T）

（或一般手術(shù)＞2h)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法根據(jù)指南使用預(yù)防性抗菌藥物正確脫毛方法縮短術(shù)前住院時間維持手術(shù)患者的正常體溫血糖控制氧療抗菌素的預(yù)防/治療預(yù)防

在污染細(xì)菌接觸宿主手術(shù)部位前給藥治療

在污染細(xì)菌接觸宿主手術(shù)部位后給藥

防患于未然六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用159預(yù)防和治療性抗菌素使用目的：清潔手術(shù)：防止可能的外源污染可染手術(shù)：減少粘膜定植細(xì)菌的數(shù)量污染手術(shù)：清除已經(jīng)污染宿主的細(xì)菌六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用160需植入假體，心臟手術(shù)、神外手術(shù)、血管外科手術(shù)等六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用預(yù)防性抗菌素使用指征：可染傷口(Clean-contaminatedwound)污染傷口（Contaminatedwound）清潔傷口（Cleanwound）但存在感染風(fēng)險六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對哪些病人有用?什么時候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用預(yù)防性抗菌素顯示有效的手術(shù)有：婦產(chǎn)科手術(shù)胃腸道手術(shù)(包括闌尾炎)口咽部手術(shù)腹部和肢體血管手術(shù)心臟手術(shù)骨科假體植入術(shù)開顱手術(shù)某些“清潔”手術(shù)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對哪些病人有用?什么時候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用

理想的給藥時間？目前還沒有明確的證據(jù)表明最佳的給藥時機(jī)研究顯示：切皮前45～75min給藥，SSI發(fā)生率最低，且不建議在切皮前30min內(nèi)給藥影響給藥時間的因素:所選藥物的代謝動力學(xué)特性手術(shù)中污染發(fā)生的可能時間病人的循環(huán)動力學(xué)狀態(tài)止血帶的使用剖宮產(chǎn)細(xì)菌在手術(shù)傷口接種后的生長動力學(xué)

手術(shù)過程

012345671hr2hrs6hrs1day3-5days細(xì)菌數(shù)logCFU/ml六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用166術(shù)后給藥，細(xì)菌在手術(shù)傷口接種的生長動力學(xué)無改變

手術(shù)過程抗生素血腫血漿六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用Antibioticsinclot

手術(shù)過程

血漿中抗生素予以抗生素血塊中抗生素血漿術(shù)前給藥，可以有效抑制細(xì)菌在手術(shù)傷口的生長六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用168ClassenDC,etal..NEnglJMed1992;326:281切開前時間切開后時間予以抗生素切開六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用不同給藥時間，手術(shù)傷口的感染率不同NEJM1992;326:281-6投藥時間感染數(shù)（%）相對危險度(95%CI)早期（切皮前2-24h）36914(3.8%)6.7(2.9-14.7)4.3手術(shù)前（切皮前45-75min)170810(0.9%)1.0圍手術(shù)期（切皮后3h內(nèi)）2824(1.4%)2.4(0.9-7.9) 2.1手術(shù)后（切皮3h以上）48816(3.3%)5.8(2.6-12.3)

5.8全部284744(1.5%)似然比病人數(shù)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用結(jié)論：抗生素在切皮前45-75min或麻醉誘導(dǎo)開始時給藥，預(yù)防SSI效果好170六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用切口切開后，局部抗生素分布將受阻必須在切口切開前給藥！??！抗菌素應(yīng)在切皮前45～75min給藥六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對哪些病人有用?什么時候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？有效安全殺菌劑半衰期長相對窄譜廉價六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用抗生素的選擇原則：各類手術(shù)最易引起SSI的病原菌及預(yù)防用藥選擇六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用

手術(shù)最可能的病原菌預(yù)防用藥選擇膽道手術(shù)革蘭陰性桿菌，厭氧菌頭孢呋辛或頭孢哌酮或

(如脆弱類桿菌）頭孢曲松闌尾手術(shù)革蘭陰性桿菌，厭氧菌頭孢呋辛或頭孢噻肟；

(如脆弱類桿菌）＋甲硝唑結(jié)、直腸手術(shù)革蘭陰性桿菌，厭氧菌頭孢呋辛或頭孢曲松或

(如脆弱類桿菌）頭孢噻肟；＋甲硝唑泌尿外科手術(shù)革蘭陰性桿菌頭孢呋辛；環(huán)丙沙星婦產(chǎn)科手術(shù)革蘭陰性桿菌，腸球菌頭孢呋辛或頭孢曲松或

B族鏈球菌，厭氧菌頭孢噻肟；+甲硝唑莫西沙星（可單藥應(yīng)用）注:各種手術(shù)切口感染都可能由葡萄球菌引起六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對哪些病人有用?什么時候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用單次給藥還是多次給藥？沒有證據(jù)顯示多次給藥比單次給藥好傷口關(guān)閉后給藥沒有益處多數(shù)指南建議24小時內(nèi)停藥沒有必要維持抗菌素治療直到撤除尿管和引流管手術(shù)時間延長或術(shù)中出血量較大時可重復(fù)給藥細(xì)菌污染定植感染一次性用藥用藥24h用藥4872h數(shù)小時從十?dāng)?shù)小時到數(shù)十小時六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用用藥時機(jī)不同，用藥期限也應(yīng)不同短時間預(yù)防性應(yīng)用抗生素的優(yōu)點(diǎn)：六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用減少毒副作用不易產(chǎn)生耐藥菌株不易引起微生態(tài)紊亂減輕病人負(fù)擔(dān)可以選用單價較高但效果較好的抗生素減少護(hù)理工作量藥品消耗增加抗菌素相關(guān)并發(fā)癥增加耐藥抗菌素種類增加易引起脆弱芽孢桿菌腸炎MRSA（耐甲氧西林金黃色葡萄球菌）定植六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用延長抗菌素使用的缺點(diǎn)：六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對哪些病人有用?什么時候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？正確的給藥方法：六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用應(yīng)靜脈給藥，2030min滴完肌注、口服存在吸收上的個體差異，不能保證血液和組織的藥物濃度，不宜采用常用的-內(nèi)酰胺類抗生素半衰期為12h，若手術(shù)超過３４h，應(yīng)給第２個劑量，必要時還可用第３次可能有損傷腸管的手術(shù)，術(shù)前用抗菌藥物準(zhǔn)備腸道局部抗生素沖洗創(chuàng)腔或傷口無確切預(yù)防效果