CN105334792A - 一种检查床的plc控制回路及检查床 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种检查床的PLC控制回路及检查床，其中所述PLC控制回路，应用于正电子发射计算机断层显像PET-核磁共振成像MRI检查床，包括：上水平控制回路、垂直控制回路、下水平控制回路、旋转控制回路以及分别与上水平控制回路、垂直控制回路、下水平控制回路、旋转控制回路连接的，具有线圈和多个触点的继电器、与继电器连接的PLC控制器以及通过数据线与PLC控制器连接的通讯转接板的可编程逻辑控制器PLC控制回路；与继电器的多个触点分别与上水平控制回路、垂直控制回路、下水平控制回路、旋转控制回路连接，PLC控制器控制继电器的线圈断电，使得多个触点与上水平控制回路、垂直控制回路、下水平控制回路、旋转控制回路均断开连接。

Description

一种检查床的PLC控制回路及检查床

技术领域

本发明涉及属于医疗设备可编程逻辑控制器PLC控制领域，特别是涉及一种检查床的PLC控制回路及检查床。

背景技术

PET-MRI是将正电子发射计算机断层显像PET的分子成像功能与核磁共振成像MRI卓越的软组织对比功能结合起来的一种新技术。与之配套的PET-MRI病床通过旋转、平移和升降等运动将病人分别送入PET或者MRI进行检查。在MRI强磁场环境下控制系统的稳定性受到极大影响，如通讯中断，位置定位精度降低等，同时控制系统的电磁干扰EMI将影响MRI的成像。

发明内容

本发明的目的在于提供一种检查床的PLC控制回路及检查床，解决控制系统的电磁干扰影响MRI的成像的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供的一种检查床的PLC控制回路，应用于正电子发射计算机断层显像PET-核磁共振成像MRI检查床，包括：

上水平控制回路、垂直控制回路、下水平控制回路、旋转控制回路以及分别与所述上水平控制回路、所述垂直控制回路、所述下水平控制回路、所述旋转控制回路连接的可编程逻辑控制器PLC控制回路；

其中，所述PLC控制回路包括：具有线圈和多个触点的继电器、与所述继电器的所述线圈连接的PLC控制器以及通过数据线与所述PLC控制器连接的通讯转接板；

其中，所述PLC控制器还分别与所述继电器的所述多个触点的一端连接，所述继电器的所述多个触点的另一端分别与所述上水平控制回路、所述垂直控制回路、所述下水平控制回路、所述旋转控制回路连接，所述PLC控制器控制所述继电器的线圈断电，使得所述多个触点与所述上水平控制回路、所述垂直控制回路、所述下水平控制回路、所述旋转控制回路均断开连接。

进一步的，所述上水平控制回路包括：

上水平运动伺服驱动器、连接于所述上水平运动伺服驱动器的上水平运动伺服电机、水平编码器、离合器、上水平零点限位开关、上水平远点限位开关、按钮及指示灯；

其中，所述PLC控制器与所述上水平运动伺服驱动器、所述水平编码器、所述离合器、所述上水平零点限位开关、所述水平远点限位开关、所述按钮、所述指示灯相连。

进一步的，所述旋转控制回路包括：

旋转运动步进电机驱动器、连接于所述旋转运动步进电机驱动器的旋转运动步进电机、旋转PET方向限位开关及旋转MRI方向限位开关；

其中，所述PLC控制器与所述旋转运动步进电机驱动器、所述旋转PET方向限位开关、所述旋转MRI方向限位开关连接。

进一步的，所述垂直控制回路包括：

垂直运动伺服电机驱动器、连接于所述垂直运动伺服电机驱动器的垂直运动伺服电机、垂直编码器、垂直制动器、垂直零点限位开关及垂直高限位开关；

其中，所述PLC控制器与所述垂直运动伺服电机驱动器、所述垂直编码器、所述垂直制动器、所述垂直零点限位开关、所述垂直高限位开关相连。

进一步的，所述下水平控制回路包括：

下水平运动伺服电机驱动器、连接于所述下水平运动伺服电机驱动器的下水平运动伺服电机、下水平PET方向限位开关、下水平MRI方向限位开关、下水平旋转位置限位开关；

其中，所述PLC控制器与所述下水平运动伺服电机驱动器、所述下水平PET方向限位开关、所述下水平MRI方向限位开关、所述下水平旋转位置限位开关相连。

进一步的，所述继电器的所述多个触点的另一端分别与所述上水平控制回路中的所述上水平运动伺服驱动器、所述垂直控制回路中的所述垂直运动伺服电机驱动器、所述下水平控制回路中的所述下水平运动伺服电机驱动器、所述旋转控制回路中的所述旋转运动步进电机驱动器的使能端连接；

所述PLC控制器控制所述继电器的线圈，使得所述多个触点与所述上水平运动伺服驱动器、所述垂直运动伺服电机驱动器、所述下水平运动伺服电机驱动器、所述旋转运动步进电机驱动器均断开连接。

本发明还提供一种检查床，包括上水平机构、旋转机构、垂直机构及下水平机构，还包括上述的检查床的PLC控制回路，其中，所述上水平控制回路设置于所述检查床的所述上水平机构上，用于控制所述检查床在所述检查床的床板在所述床板的长度方向上进行移动；

所述旋转控制回路设置于所述检查床的所述旋转机构上，用于控制所述检查床的所述上水平机构进行旋转移动；

所述垂直控制回路设置于所述检查床的所述垂直机构上，用于控制所述检查床的所述上水平机构和所述旋转机构在垂直于所述机床的水平面的垂直方向上移动；

所述下水平控制回路设置于所述检查床的所述下水平机构上，用于控制所述检查床的所述上水平机构、所述旋转机构和所述垂直机构在所述床板的宽度方向上移动。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

本发明的方案中，通过PLC控制器与继电器的线圈和多个触点连接，来控制与继电器连接的上水平控制回路、垂直控制回路、下水平控制回路、旋转控制回路。在MRI检查时，通讯转接板实现与上位机的通讯后，将上位机的控制信号传递给与通讯转接板连接的PLC控制器中，使PLC控制器将继电器的线圈断电，从而使继电器触点断开，这样就断开PLC控制器与上水平控制回路、垂直控制回路、下水平控制回路、旋转控制回路的使能信号端的连接，这样上水平控制回路、垂直控制回路、下水平控制回路、旋转控制回路的电机都将没有电流流过，避免了电机对MRI的EMI的干扰。

附图说明

图1为本发明实施例的检查床的PLC控制回路的电路示意图；

图2为本发明实施例的部分元器件与继电器连接的电路示意图。

附图标记说明：

1-PLC控制器，2-通讯转接板，3-上水平运动伺服驱动器，4-旋转运动步进电机驱动器，5-垂直运动伺服电机驱动器，6-下水平运动伺服电机驱动器，7-上水平运动伺服电机，8-旋转运动步进电机，9-垂直运动伺服电机，10-下水平运动伺服电机，11-水平编码器，12-垂直编码器，13-离合器，14-垂直制动器，15-上水平零点限位开关，16-上水平远点限位开关，17-垂直零点限位开关，18-垂直高限位开关，19-旋转PET方向限位开关，20-旋转MRI方向限位开关，21-下水平PET方向限位开关，22-下水平MRI方向限位开关，23-按钮，24-指示灯，25-继电器，26-下水平旋转位置限位开关。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明针对现有技术中在MRI强磁场环境下，极大影响控制系统的稳定性，从而引起通讯中断，位置定位精度降低，同时控制系统的EMI还会影响MRI的成像的问题，提供一种检查床的PLC控制回路及检查床，通过PLC控制器1控制继电器25与电路系统的断电，从而避免电路系统对MRI的EMI干扰。

如图1所示，本发明实施例的检查床的PLC控制回路，应用于正电子发射计算机断层显像PET-核磁共振成像MRI检查床，其中，包括：

上水平控制回路、垂直控制回路、下水平控制回路、旋转控制回路以及分别与所述上水平控制回路、所述垂直控制回路、所述下水平控制回路、所述旋转控制回路连接的可编程逻辑控制器PLC控制回路；

其中，所述PLC控制回路包括：具有线圈和多个触点的继电器25、与所述继电器25的所述线圈连接的PLC控制器1以及通过数据线与所述PLC控制器1连接的通讯转接板2，其中所述PLC控制器1与继电器25的线圈相连串入急停回路，所述PLC控制器1通过与通讯转接板2连接实现与上位机通讯；

其中，所述PLC控制器1还分别与所述继电器25的所述多个触点的一端连接，所述继电器25的所述多个触点的另一端分别与所述上水平控制回路、所述垂直控制回路、所述下水平控制回路、所述旋转控制回路连接，所述PLC控制器1控制所述继电器25的线圈断电，使得所述多个触点与所述上水平控制回路、所述垂直控制回路、所述下水平控制回路、所述旋转控制回路均断开连接。为了更好的防止控制系统的电路对MRI的干扰，将所述PLC控制器1，所述上水平运动伺服驱动器3、所述垂直运动伺服电机驱动器5、所述下水平运动伺服电机驱动器6、所述旋转运动步进电机驱动器4置于控制柜中，且控制柜置于PET-MRI检查室外；所述上水平运动伺服驱动器3、所述垂直运动伺服电机驱动器5、所述下水平运动伺服电机驱动器6、所述旋转运动步进电机驱动器4通过屏蔽线与上水平运动伺服电机7、垂直运动伺服电机9、下水平运动伺服电机10、旋转运动步进电机8相连。

其中，上述继电器25的多个触点是指继电器25器件本身可以具有很多个端子，在本发明实施例中是指如图2所示的用到了继电器25的四个触点，如触点1、触点2、触点3及触点4，所述继电器25的所述四个触点的另一端分别与所述上水平控制回路中的所述上水平运动伺服驱动器3、所述垂直控制回路中的所述垂直运动伺服电机驱动器5、所述下水平控制回路中的所述下水平运动伺服电机驱动器6、所述旋转控制回路中的所述旋转运动步进电机驱动器4的使能端连接，所述PLC控制器1控制所述继电器25的线圈，使得所述多个触点与所述上水平运动伺服驱动器3、所述垂直运动伺服电机驱动器5、所述下水平运动伺服电机驱动器6、所述旋转运动步进电机驱动器4均断开连接。

其中上述上水平控制回路是用于控制所述检查床的床板在所述床板的长度方向上进行移动，使床板进行伸出和缩回移动；上述旋转控制回路是用于控制所述检查床的所述上水平机构进行旋转移动；上述垂直控制回路是用于控制所述检查床的所述上水平机构和所述旋转机构在垂直于所述机床的水平面的垂直方向上移动，使床板进行上下移动；上述下水平控制回路是用于控制所述检查床的所述上水平机构、所述旋转机构和所述垂直机构在所述床板的宽度方向上移动，使床板进行左右移动。

通过PLC控制器1与继电器25的线圈及多个触点连接，来控制与继电器25的多个触点连接的上水平控制回路、垂直控制回路、下水平控制回路、旋转控制回路，在MRI检查时，通讯转接板实现与上位机的通讯后，将上位机的控制信号传递给与通讯转接板2连接的PLC控制器1中，使PLC控制器1将继电器25的线圈断电，从而使继电器25触点断开，这样就断开PLC控制器1与上水平控制回路、垂直控制回路、下水平控制回路、旋转控制回路的使能信号端的连接，这样上水平控制回路、垂直控制回路、下水平控制回路、旋转控制回路的电机都将没有电流流过，通过将控制系统的电路断开就不会影响MRI。

在进行PET检查时，需要先将检查床的上水平床板伸入到PET检查孔相应的位置，同时防止MRI强磁的干扰下，影响控制系统的稳定性，因此本发明实施例的控制回路中，所述上水平控制回路包括：上水平运动伺服驱动器3、连接于所述上水平运动伺服驱动器3的上水平运动伺服电机7、水平编码器11、离合器13、上水平零点限位开关15、上水平远点限位开关16、按钮23及指示灯24，

其中，所述PLC控制器1与所述上水平运动伺服驱动器3、所述水平编码器11、所述离合器13、所述上水平零点限位开关15、所述水平远点限位开关、所述按钮23、所述指示灯24相连。

其中，上述上水平零点限位开关15是控制检查床在一个最初始的位置，上述水平远点限位开关是指在所述上水平床板伸出方向上移动最远的距离，起到一个限位的作用，保护检查床的使用安全性。

上水平控制回路为闭环位置控制回路，PLC控制器1以输出脉冲的方式控制上水平运动伺服电机7转速和位置，水平编码器11通过水平编码器11的脉冲方式反馈当前上水机构的位置。PLC控制器1接收到水平编码器11的脉冲后，PLC控制器1通过位置闭环运算，实现精确的上水平位置定位。

为了实现所述检查床的上水平床板的床头分别对准PET或者MRI检查孔，因此本发明实施例的控制回路中，所述旋转控制回路包括：

旋转运动步进电机驱动器4、连接于所述旋转运动步进电机驱动器4的旋转运动步进电机8、旋转PET方向限位开关19及旋转MRI方向限位开关20，

其中，所述PLC控制器1与所述旋转运动步进电机驱动器4、所述旋转PET方向限位开关19、所述旋转MRI方向限位开关20连接。

其中上述旋转PET方向限位开关19是控制进行PET检查前，检查床的旋转到达的角度位置；

其中上述旋转MRI方向限位开关20是控制进行MRI检查前，检查床的旋转到达的角度位置。

在进行PET或者MRI检查前，需要将上水平机构的高度精确的调整到一定的位置，因此本发明实施例的控制回路中，所述垂直控制回路包括：垂直运动伺服电机驱动器5、连接于所述垂直运动伺服电机驱动器5的垂直运动伺服电机9、垂直编码器12、垂直制动器14、垂直零点限位开关17及垂直高限位开关18；

其中，所述PLC控制器1与所述垂直运动伺服电机驱动器5、所述垂直编码器12、所述垂直制动器14、所述垂直零点限位开关17、所述垂直高限位开关18相连。

其中，上述垂直零点限位开关17是控制检查床在一个最初始的位置，上述垂直高限位开关18是指在垂直于检查床的水平面方向上，将检查床升降到距离起始位置最远的距离，起到一个检查床限位的作用，保护检查床的使用安全性。

垂直控制回路为闭环位置控制回路，PLC控制器1以脉冲的方式控制垂直运动伺服电机9转速和位置，垂直编码器12通过垂直编码器12的脉冲方式反馈当前垂直机构的位置。PLC控制器1接收到垂直编码器12的脉冲，PLC控制器1通过位置闭环运算，实现精确的垂直位置定位。

当垂直机构升到一定高度后，操作按钮23可以放开和吸合离合器13。指示灯24亮时表示离合松开吸合，反之表示松开。离合松开后可以手动推动上水平床板。

本发明的又一实施例的控制回路中，所述下水平控制回路包括：

下水平运动伺服电机驱动器6、连接于所述下水平运动伺服电机驱动器6的下水平运动伺服电机10、下水平PET方向限位开关21、下水平MRI方向限位开关22、下水平旋转位置限位开关26；

其中，所述PLC控制器1与所述下水平运动伺服电机驱动器6、所述下水平PET方向限位开关21、所述下水平MRI方向限位开关22、所述下水平旋转位置限位开关26相连。

其中上述下水平PET方向限位开关21是控制在PET时，检查床的下水平移动位置；

其中上述下水平MRI方向限位开关22是控制在MRI时，检查床的下水平移动位置，指整个检查床的所有移动。

如图2所示，为了具体避免所述床的控制系统的EMI对MRI成像的影响，因此本发明实施例的控制回路中，所述继电器25的所述多个触点的另一端分别与所述上水平控制回路中的所述上水平运动伺服驱动器3、所述垂直控制回路中的所述垂直运动伺服电机驱动器5、所述下水平控制回路中的所述下水平运动伺服电机驱动器6、所述旋转控制回路中的所述旋转运动步进电机驱动器4的使能端连接，

所述PLC控制器1控制所述继电器25的线圈，使得所述多个触点与所述上水平运动伺服驱动器3、所述垂直运动伺服电机驱动器5、所述下水平运动伺服电机驱动器6、所述旋转运动步进电机驱动器4均断开连接。

MRI检查时，PLC控制器1通过控制继电器25的线圈，使得其四个触点都断开，从而上水平运动伺服驱动器3、旋转运动步进电机驱动器4、垂直运动伺服电机驱动器5、下水平运动伺服电机驱动器6失去使能信号，这样上水平运动伺服电机7、旋转运动步进电机8、垂直运动伺服电机9、下水平运动伺服电机10都将没有电流流过，避免了电机对MRI的EMI干扰。

本发明利用PLC控制器1强大的运算和控制功能，采用伺服系统调速和定位，大大提高了系统运行的稳定性、安全性。在位置定位上结合编码器，采用全闭环控制大大提高了位置定位精度。通过对伺服驱动器的使能端控制，避免了电机对MRI的EMI干扰，也避免了对MRI成像的影响。

本本发明还提供一种检查床，包括上水平机构、旋转机构、垂直机构及下水平机构，还包括上述的检查床的PLC控制回路，其中，所述上水平控制回路设置于所述检查床的所述上水平机构上，检查床的上水平机构位于所述检查床的工作面的最上层，用于控制所述检查床的床板在所述床板的长度方向上进行移动，使床板进行伸出和缩回移动；

所述旋转控制回路设置于所述检查床的所述旋转机构上，检查床的旋转机构位置是位于所述检查床的床板的几何中心的位置，位于所述最上层的紧靠的第二层，用于控制所述检查床的所述上水平机构进行旋转移动；

所述垂直控制回路设置于所述检查床的所述垂直机构上，检查床的垂直机构位置也是位于所述检查床的床板的几何中心的位置，位于紧靠所述第二层的第三层，用于控制所述检查床的所述上水平机构和所述旋转机构在垂直于所述机床的水平面的垂直方向上移动；

所述下水平控制回路设置于所述检查床的所述下水平机构上，检查床的下水平机构位置也是位于所述检查床的所述工作面的最下层，用于控制所述检查床的所述上水平机构、所述旋转机构和所述垂直机构在所述床板的宽度方向上移动。

相应的由于本发明实施例的检查床的PLC控制回路，应用于检查床，因此，本发明实施例还提供了一种检查床，其中，上述检查床的PLC控制回路的所述实现实施例均适用于该检查床的实施例中，也能达到相同的技术效果。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种检查床的PLC控制回路，应用于正电子发射计算机断层显像PET-核磁共振成像MRI检查床，其特征在于，包括：

上水平控制回路、垂直控制回路、下水平控制回路、旋转控制回路以及分别与所述上水平控制回路、所述垂直控制回路、所述下水平控制回路、所述旋转控制回路连接的可编程逻辑控制器PLC控制回路；

其中，所述PLC控制回路包括：具有线圈和多个触点的继电器、与所述继电器的所述线圈连接的PLC控制器以及通过数据线与所述PLC控制器连接的通讯转接板；

其中，所述PLC控制器还分别与所述继电器的所述多个触点的一端连接，所述继电器的所述多个触点的另一端分别与所述上水平控制回路、所述垂直控制回路、所述下水平控制回路、所述旋转控制回路连接；所述PLC控制器控制所述继电器的线圈断电，使得所述多个触点与所述上水平控制回路、所述垂直控制回路、所述下水平控制回路、所述旋转控制回路均断开连接。

2.根据权利要求1所述的检查床的PLC控制回路，其特征在于，所述上水平控制回路包括：

上水平运动伺服驱动器、连接于所述上水平运动伺服驱动器的上水平运动伺服电机、水平编码器、离合器、上水平零点限位开关、上水平远点限位开关、按钮及指示灯；

其中，所述PLC控制器与所述上水平运动伺服驱动器、所述水平编码器、所述离合器、所述上水平零点限位开关、所述水平远点限位开关、所述按钮、所述指示灯相连。

3.根据权利要求2所述的检查床的PLC控制回路，其特征在于，所述旋转控制回路包括：

旋转运动步进电机驱动器、连接于所述旋转运动步进电机驱动器的旋转运动步进电机、旋转PET方向限位开关及旋转MRI方向限位开关；

其中，所述PLC控制器与所述旋转运动步进电机驱动器、所述旋转PET方向限位开关、所述旋转MRI方向限位开关连接。

4.根据权利要求3所述的检查床的PLC控制回路，其特征在于，所述垂直控制回路包括：

垂直运动伺服电机驱动器、连接于所述垂直运动伺服电机驱动器的垂直运动伺服电机、垂直编码器、垂直制动器、垂直零点限位开关及垂直高限位开关；

其中，所述PLC控制器与所述垂直运动伺服电机驱动器、所述垂直编码器、所述垂直制动器、所述垂直零点限位开关、所述垂直高限位开关相连。

5.根据权利要求4所述的检查床的PLC控制回路，其特征在于，所述下水平控制回路包括：

下水平运动伺服电机驱动器、连接于所述下水平运动伺服电机驱动器的下水平运动伺服电机、下水平PET方向限位开关、下水平MRI方向限位开关、下水平旋转位置限位开关；

其中，所述PLC控制器与所述下水平运动伺服电机驱动器、所述下水平PET方向限位开关、所述下水平MRI方向限位开关、所述下水平旋转位置限位开关相连。

6.根据权利要求5所述的检查床的PLC控制回路，其特征在于，所述继电器的所述多个触点的另一端分别与所述上水平控制回路中的所述上水平运动伺服驱动器、所述垂直控制回路中的所述垂直运动伺服电机驱动器、所述下水平控制回路中的所述下水平运动伺服电机驱动器、所述旋转控制回路中的所述旋转运动步进电机驱动器的使能端连接；

所述PLC控制器控制所述继电器的线圈，使得所述多个触点与所述上水平运动伺服驱动器、所述垂直运动伺服电机驱动器、所述下水平运动伺服电机驱动器、所述旋转运动步进电机驱动器均断开连接。

7.一种检查床，包括上水平机构、旋转机构、垂直机构及下水平机构，其特征在于，还包括如权利要求1－6任一项所述的检查床的PLC控制回路，其中，所述上水平控制回路设置于所述检查床的所述上水平机构上，用于控制所述检查床的床板在所述床板的长度方向上进行移动；

所述旋转控制回路设置于所述检查床的所述旋转机构上，用于控制所述检查床的所述上水平机构进行旋转移动；

所述垂直控制回路设置于所述检查床的所述垂直机构上，用于控制所述检查床的所述上水平机构和所述旋转机构在垂直于所述机床的水平面的垂直方向上移动；

所述下水平控制回路设置于所述检查床的所述下水平机构上，用于控制所述检查床的所述上水平机构、所述旋转机构和所述垂直机构在所述床板的宽度方向上移动。