【智能家居PLC控制系统的硬件和软件设计案例6900字】

智能家居PLC控制系统的硬件和软件设计案例目录智能家居PLC控制系统的硬件和软件设计案例 1 1 11.1.1PLC的选择 1 21.1.3亮度传感器的选择 4 5 5 61.2.2PLC接线图设计 6第2章基于三菱PLC的梯形图设计 3.1组态王6.55软件的介绍 3.2组态王软件的设计 3.2组态王画面的建立 1.1PLC及硬件设备的选择和确定PLC作为控制核心，是整个家居系统智能化运行的大脑，负责数据存储以及逻辑运算功能，它的选择格外重要。输入继电器和输出继电器是PLC中非常重要的组成部分，外部所有的信号必须经由输入继电器才能传送给P2做出相应的动作。PLC的输入和输出信号都有多种型号的A/D和D/A转换模块，可以与PLC直接进行连接使用，用户可以根据需要进行选择使用。根据设计方案的要求，智能家居系统的设计中共计使用了32个输入，18个输出。三菱FX₂N系列的PLC是高性能小型化PLC,性价比高，编程容易，接线操作简单。其拥有的输入输出点从16到256不等，可以满足多种情况下的使用要求。根据下表3-1:FX₂N系列PLC的I/O继电器元件号，选择FX2N-64MR,在有额外需求时，可以选择添加扩展模块使用，拥有富裕输入输出点，可供改造使表3-1FX₂N系列PLC的I/O电器元件号形式型号8点16点24点32点40点输出8点16点24点32点40点获得室内温、湿度数据。QFA2060型温、湿度传感器是电容以及电阻的变化测得室内的温度和湿度，再由QFA2060的输出端直接的模拟量信号。由于模拟量不能直接传送给PLC,选择FX-2AD模拟量输入模块，湿度数据进行调控，使得室内温度和湿度保持在舒适的范围内。QF度传感器体积小、外形美观，可直接固定在室内的墙壁之上，不会对室内的环境美观造成影响。QFA2060型温、湿度传感器的外形实物图如下图3-1所示。3QFA2060的接线端子少，安装方便，适用于家居系统使用。它含有4个接线端子分别为：G、GO、U1和U2。其中G和GO为工作电压，U1为相对湿度的信号输出，U2为温度的信号输出。传感器的接线图如下图3-2所示。QFA2060型温、湿度传感器对温度测量的原理是随着温度变化，传感器中敏感元件的阻值按照一定规律随之变化，通过转换元件和电路将环境中的温度数据转换成直流0到10伏的电压信号并向外界输出。对湿度的测量原理是室内湿度的变化引起传感器内部敏感元件电容值的变化，通过这种变化得到室内相对湿度的值。温、湿度传感器的详细参数如下表3-2所示。名称参数型号电源GR2=0...50度温湿度输出信号湿度测量范围温度测量范围测量精度时间常数湿度<2min,温度<3min7输出器件号地址号功能说明器件号地址号功能说明门上红外感应开门窗户红外感应关门温度传感器开窗关窗燃气泄漏检测开窗帘亮度传感器关窗帘烟雾传感器空调人体红外感应窗开启到位器件号地址号功能说明器件号地址号功能说明窗关闭到位除湿机门开启到位通风门关闭到位消防手动开门闯入报警手动关门火灾报警手动开窗燃气泄漏报警手动关窗照明灯手动开窗帘卧室灯手动关窗帘洗手间灯手动开灯卧室灯开关洗手间灯开关手动开空调将AC220V接PLC的电源入□L和N,给PLC供电。24V直流电压接PLC的COM门上红外感应SL燃气泄漏检测S5窗帘开启到位so5窗帘关闭到位SQ6洗手间灯开关os3YOKA1关门关门地暖Y6Y7X31~AC220VN-第2章基于三菱PLC的梯形图设计梯形图是PLC进行编程的形式之一，逻辑关系明显，程序绘制简单。本课题按开门程序如图4-1所示：PLC输入端XO、X1采用上升沿触发，当烟雾传感器或者燃气泄漏检测有信号输入时，输出端Y0输出信号，控制门打开，当门打开完成时，接触到行程开关，门开到位常闭触点X12断开，此时电动机停止运行，开门出，开门常开触点YO闭合，形成自锁，控制门打开。并且和关门YO的常闭触点形烟雾传感器门开到位急停开门燃气泄漏开门手动开门手动关门开门控制关门的梯形图如图4-2所示：安装在门上和窗户上的红外感应有信号输出关门动作完成时，行程开关常闭触点X13断开，电动机失电，关门动作停止。关门与开门之间同样构成互锁，当关门动作发生时，常闭触点Y0断开阻断开门动作的开窗程序如图4-3所示：X6和X4采取上升沿触发，当室内发生火灾时X6信号控制电动机执行开窗动作，窗开启完全时限位开关X10常闭触点断开，开窗器位温度控制程序如图4-6所示：使用温度传感器实时采集室内温度，通过A/D转换模块后传送给PLC,通过TO和FROM指令将数据存储在地址D0中，通过PLC的触点比较指令，调控室内温度变化。当传感器测得室内的温度大于空调开启温度输出信号控制地暖运转，常开触点Y7闭合形成自锁，此时室内温指令输出端Y7停止指令输出，地暖停止运转。通过设定空调开启温度、空调停止温度、地暖开启温度和地暖停止温度使室内温度处于舒适的范围之内。除了系统自动根据室内的温度控制空调和地暖的开启与关闭来调节室内温度之外，还可以通过手动操作空调开关X27和地暖开关X30开调节室内的温度。图4-6温度控制的梯形图程序调暖湿度控制程序如图4-7所示：使用湿度传感器采集室内湿度信息，通过A/D转换模块后传送给PLC,通过TO和FROM指令将数据存储在地址D1中，通过PLC的触点比较指令，调控室内湿度变化。当D1的值大于D6和D7的值时，Y11输出指令控制除湿机运转，降低室内湿度，常开触点Y11闭合形成自锁，当室内湿度小于湿度上限时，Y11依旧可以输出信号控制除湿机运转，直至室内湿度降为湿度下限，Y11停止输出，除湿机停止运转。当D1小于D6和D7的值时，PLC通过Y10输出信号控制加湿器运转，常开触点Y10闭合形成自锁，当室内湿度升高至湿度上限时，Y10停止信号输出，加湿器停止运转。通过设定湿度上限和湿度下限使系统自动调控室内湿度在舒适的范围之内。当前湿度湿度下限加湿器当前湿度湿度上限当前湿度湿度上限除湿机断急停电当前湿度湿度下限除湿机断急停电电外出模式除湿机采用三种不同的报警装置，可以在发生报警时，让室内人员能够迅速做出相应的应烟雾传感急停消防器窗户红外燃气泄漏急停闯入报警对举措，尽可能减少人员的损失。Y14输出信号发生闯入报警，Y15火灾报警，Y16输出信号发生燃气泄漏报警。当门上红外检制室内通风，Y13输出信号控制消防灭火。当系统检测到室内发生燃气泄漏时第3章组态王的介绍及设计北京亚控科技有限公司自成立以来一直致力于自动化软件的研究与开发，为国内外众多企业提供软件技术以及工业数据库服务，是我们国家自动化软件行业的领为了应对自动化科技技术的发展，满足工业生产中监北京亚控科技有限公司开发了组态王软件。用户可以使用组态王软件对生产过程进行动画模拟以及实时监控生产全过程，实时对整个生产过程中的所有数据进行整合以及处理。使企业更高效的获得最有效的信息，更快的把握时机做出应对，以实现组态王6.55版本拥有强大的数据处理和存储功能，使用非常方便，对电脑的配置要求比较低，一般配置的电脑就可以流畅使用组态王软件，这可以减少企业前期成本投入。组态王软件新的版本进一步对画面、变量定义和使用、报警和事件以及数据库等功能进行了改进，使得用户对软件的使用更加得心应手。工程建立简洁明集成了对KingHistorian的支持，使得组态王软件如虎添翼，功能更加强大，满足了程简单易懂，有简单的编程基础就可以使用，不需要花大量时间学习动画编程；2、如果有需要使用的图形，但图库中没有，用户可以使用点位图功能将外部图片放置态王软件的动画效果基础且全面，用户可以简单操作就建立出动画效果，可以模拟众多的实际生产监控场景，这使得组态王的应用非常广泛，最大程度降低了组态王根据本课题所设计的智能家居系统控制要求，使用组态王软件模拟智能家居系统整体控制过程。本课题组态王的设计流程是：1、设计上位机框架运行流程图；2、开始否是否完成是调试结束在组态王软件的数据词典中对需要使用到的变量进行定义；3、创建智能家居系统模拟监控画面：4对监控画面进行动画连接设计。系统的设计流程图如图5-1所示。双击组态王软件运行，弹出工程管理器界面，如图5-2所示。文件(F视)图(V)工具(T)帮助(H)路径e:\新组态王\examplekingdemo1如图5-3所示，点击新建图标，出现新建工程向导界面。根据向导界面提示选择新建工程文件所在的位置，以及为新工程命名。新建工程向导之——欢迎使用本向导×欢迎使用工程创建向导!本向导将帮助您方便、快捷的创建新的工程。创建工程请单击”下一步"。取消创建请单击”取消”。上一步(B)下一步(N)>照明控制：照明控制采取光强检测和人体红外检测，当室内有人且光线较暗系统自动开启照明系统，也可以通过开关手动打开照明系统。卧室和洗手间的照明等直接采用手动开关模式控制。照明控制模拟如图5-12所示。卧室图5-12照明控制画面温、湿度控制：设置空调、地暖、加湿器、除湿机工作的温度和湿度。系统实时检测室内温、湿度并显示出来。当室内环境满足条件时，设备自行工作，相应的工作指示灯亮。同时设有故障指示灯，显示数据设置错误。温、湿度控制当前湿度50%RH安全检测：当燃气泄漏检测装置检测到室内