基于PLC控制的防盜門報(bào)警器設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）基于 PLC 控制的防盜門報(bào)警器設(shè)計(jì)系 部 專 業(yè) 名 稱 班 級 姓 名 學(xué) 號 指 導(dǎo) 教 師 年 月 日精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)摘 要防盜門報(bào)警系統(tǒng)是采用現(xiàn)代電子與信息技術(shù)在建筑物內(nèi)外的出/入對人（或物）的進(jìn)/出、實(shí)行放、行、拒絕、記錄和報(bào)警等操作的一種電子自動化系統(tǒng)，通常又叫做出/入控制系統(tǒng)。防盜門報(bào)警系統(tǒng)在建筑物內(nèi)的主要管理區(qū)，出/入口電梯廳，設(shè)備控制中心機(jī)房，貴重物品的庫房等重要部位的通道口安裝門磁，電控鎖或控制器，讀卡器等控制裝置，有管理人員在中心控制室監(jiān)控，能夠?qū)Ω魍ǖ?/p>

2、口的位置，通行對象及通行時(shí)間，方向進(jìn)行實(shí)時(shí)控制或設(shè)定程序控制，從而實(shí)現(xiàn)對出/入口的安全控制。系統(tǒng)的前端設(shè)備為各種出/入口目標(biāo)的識別裝置和門鎖啟閉裝置（執(zhí)行機(jī)構(gòu)），傳輸一般采用專線或網(wǎng)絡(luò)傳輸，系統(tǒng)的終端為顯示/控制/通信設(shè)備，可采用獨(dú)立的控制器，也可以通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對各控制器實(shí)施集中監(jiān)控。防盜門報(bào)警系統(tǒng)一般要與防盜系統(tǒng)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)和消防系統(tǒng)聯(lián)動，才能有效的實(shí)施安全防范。關(guān)鍵詞：防盜門、電子自動化、監(jiān)控精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)目 錄精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)1 緒 論1.11.1 防盜門報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展防盜門報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展

3、 防盜門報(bào)警系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的門鎖基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。現(xiàn)在，許多場合還在使用傳統(tǒng)的門鎖。傳統(tǒng)的門鎖是一種單純的機(jī)械裝置，雖然經(jīng)過不斷改進(jìn)，安全性有所提高但無論設(shè)計(jì)多么合理材料多么堅(jiān)固，總能通過種種非正常手段把它打開，因此安全性較差。對每個(gè)使用者來說，一把鎖配一把鑰匙，使用起來不方便，在出入人較多的通道鑰匙的管理也相當(dāng)麻煩，遇到鑰匙丟失或人員更換都要把鎖和鑰匙一起更換。為了解決這些問題，出現(xiàn)了電磁卡鎖和電子密碼鎖，這兩種鎖的出現(xiàn)從一定程度上提高了人們對出入口通道的管理效率，是通道管理進(jìn)入了電子時(shí)代。但隨著這兩種鎖的不斷應(yīng)用，它們的缺點(diǎn)就逐漸暴露出來：磁卡鎖的信息容易復(fù)制，卡片與讀卡機(jī)具之間磨損較大、故

4、障率高、安全系數(shù)低；密碼鎖的密碼容易泄漏、又無事件記錄、安全系數(shù)很低；這個(gè)時(shí)期的識別儀與控制器一體設(shè)計(jì)必須安裝在門外，很容易被人打開門鎖。因此這個(gè)時(shí)期的防盜門報(bào)警系統(tǒng)還屬早期不成熟階段，被稱電子鎖。最近幾年，隨著自動識別技術(shù)的發(fā)展，防盜門報(bào)警系統(tǒng)得到了飛躍式的發(fā)展，進(jìn)入了成熟期，出現(xiàn)了亂序鍵盤防盜門報(bào)警系統(tǒng)、IC 卡式防盜門報(bào)警系統(tǒng)、感應(yīng)式防盜門報(bào)警系統(tǒng)、各種生物識別防盜門報(bào)警系統(tǒng)，這些防盜門報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)用的自識別系統(tǒng)更為先進(jìn)（感應(yīng)技術(shù)、生物識別技術(shù)等），設(shè)計(jì)也趨于更合理，控制器與識別儀分體設(shè)計(jì)，識別儀安裝在門外，控制儀安裝在門內(nèi)，即只有識別儀對控制器的傳輸線露在外面，其他所有控制線均在門內(nèi)，因

5、此在安全性上有很大提高，系統(tǒng)的可靠性，管理和使用的方便性等方面也有很大進(jìn)步。在微機(jī)的通信方面，較早的防盜門報(bào)警系統(tǒng)多采用單機(jī)控制型。這種類型的防盜門報(bào)警系統(tǒng)多采用 RS485 通信方式、投資小、線路專用。隨著網(wǎng)絡(luò)的普及應(yīng)用，出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)型防盜門報(bào)警系統(tǒng)。其通信方式采用的是 TCP/IP 協(xié)議，技術(shù)含量高，很容易實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制及異地控制。適用于大系統(tǒng)或安裝位置分散的單位。隨著人們對防盜門報(bào)警系統(tǒng)各方面要求的不斷提高，防盜門報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展會呈現(xiàn)出應(yīng)用范圍越來越廣泛和集成應(yīng)用的發(fā)展趨勢。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)1.21.2 防盜門報(bào)警系統(tǒng)的功能防盜門報(bào)警系統(tǒng)的功能該模型在單機(jī)門防盜報(bào)警

6、系統(tǒng)基礎(chǔ)上融入了禁控制系統(tǒng)，既闡述了門禁控制系統(tǒng)的基本系統(tǒng)組成即：控制器+讀卡器+開關(guān)門機(jī)構(gòu)，又利用了防盜報(bào)警裝置中常見的門磁開關(guān)共同構(gòu)成了這套以一間屋子為假想防護(hù)對象的系統(tǒng)。進(jìn)出門人員只有經(jīng)過授權(quán)才可以使用密碼卡；密碼+卡等開門方式中的一種進(jìn)入屋內(nèi)。該模型由 IBA AC-08 系統(tǒng)控制器、門開、關(guān)系統(tǒng)、窗震動系統(tǒng)、紅外探測裝置、報(bào)警系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)等組成。圖 1-1 QSPLC-MJ1 型防盜門報(bào)警系統(tǒng)模型1）任何一種成熟的防盜門報(bào)警系統(tǒng)，都應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下基本功能：a 對通道權(quán)限的管理對通道權(quán)限的管理主要有以下幾個(gè)方面：b 進(jìn)出通道的權(quán)限：就是對每個(gè)通道設(shè)置那些人可以進(jìn)出哪些人不可以進(jìn)出。c 進(jìn)

7、出通道的方式：就是對可以進(jìn)出該通道的人進(jìn)行進(jìn)出方式授權(quán)，進(jìn)出方式通常有密碼、讀卡（生物識別）、讀卡+密碼三種方式。d 進(jìn)出通道的時(shí)段：就是設(shè)置進(jìn)出該通道的人在什么時(shí)間范圍內(nèi)可以進(jìn)出。2）實(shí)時(shí)監(jiān)控功能系統(tǒng)管理人員可以微機(jī)實(shí)時(shí)察看每個(gè)門區(qū)人員的進(jìn)出情況（同時(shí)有照片顯示），精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)每個(gè)門區(qū)的狀態(tài)（包括門的開關(guān)，各種非正常狀態(tài)報(bào)警）；也可以在緊急狀態(tài)下打開或關(guān)閉所有的門區(qū)。3）出入記錄的查詢功能系統(tǒng)可以儲存進(jìn)出記錄，可按不同的查詢條件查詢，配備相應(yīng)軟件可實(shí)現(xiàn)門禁、巡更、考勤一卡通。4）異常報(bào)警功能在異常情況下（如非法侵入、門超時(shí)未關(guān)等）可以實(shí)現(xiàn)微機(jī)報(bào)警或報(bào)警器報(bào)警。此

8、外，根據(jù)系統(tǒng)的不同防盜門報(bào)警系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)以下特殊功能：a 防尾隨功能b 消防報(bào)警和監(jiān)控聯(lián)動功能c 網(wǎng)絡(luò)設(shè)置管理監(jiān)控功能d 邏輯開門功能精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)2 防盜門報(bào)警系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)2.12.1 防盜門報(bào)警系統(tǒng)的構(gòu)成防盜門報(bào)警系統(tǒng)的構(gòu)成防盜門報(bào)警系統(tǒng)通常由出入憑證、識別儀、門禁控制器、電控鎖、其他設(shè)備和門禁軟件組成。1）出入憑證出入憑證是防盜門報(bào)警系統(tǒng)開門的“鑰匙”，這個(gè)“鑰匙”在不同的防盜門報(bào)警系統(tǒng)中可以是磁卡密碼或者是指紋、掌紋、虹膜、視網(wǎng)膜、臉面、聲音等各種人體生物特征。2）識別儀識別儀負(fù)責(zé)讀取出入憑證中的數(shù)據(jù)信息（或生物特征信息），并將這些信息輸入到門禁控制器。3

9、）門禁控制器門禁控制器是防盜門報(bào)警系統(tǒng)的核心部分，相當(dāng)于計(jì)算機(jī)的 CPU，它負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)輸入、輸出信息的處理儲存和控制等。它驗(yàn)證識別儀出入信息的正確性，并根據(jù)出入法則和管理規(guī)則判斷其有效性，若有效則對執(zhí)行部件發(fā)出動作信號。4）電控鎖電控鎖是防盜門報(bào)警系統(tǒng)中的執(zhí)行部件。根據(jù)門的材料出門要求等不同可選取不同的鎖具。這里我們主要介紹用步進(jìn)機(jī)來控制門的開啟。其他設(shè)備：包括對出門無限制的情況下安裝在門內(nèi)側(cè)的出門按鈕，檢測門的開/關(guān)狀態(tài)的門磁，負(fù)責(zé)對整個(gè)防盜門報(bào)警系統(tǒng)供電的電源等部分。出門禁軟件：門禁軟件負(fù)責(zé)防盜門報(bào)警系統(tǒng)的監(jiān)控、管理、查詢等工作，監(jiān)控人員通過門禁軟件可對出入/口的狀態(tài)、門禁控制器的工作狀

10、態(tài)進(jìn)行監(jiān)控管理，并可擴(kuò)展完成巡更、考勤、人員定位等工作。2.22.2 控制方案論證控制方案論證方案一：繼電器式控制繼電器電梯控制系統(tǒng)是較早期的產(chǎn)品，這類系統(tǒng)主要由接觸器，繼電器和開關(guān)組精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)成。由于該系統(tǒng)中大量使用接觸器，繼電器，各種開關(guān)，組成邏輯控制和一些保護(hù)線路，線路復(fù)雜維護(hù)困難，并且由于受繼電器觸點(diǎn)數(shù)量的限制，很難設(shè)計(jì)出高性能控制系統(tǒng)。此外，繼電器控制系統(tǒng)另一個(gè)致命弱點(diǎn)是滿足不同的設(shè)計(jì)要求而改變線路困難，即系統(tǒng)的靈活性，可移植性差。方案二：可編程序控制器控制實(shí)現(xiàn)PLC 防盜門報(bào)警器控制系統(tǒng)，它是利用可編程控制器為核心元件，通過化實(shí)現(xiàn)絕大部分邏輯控制功能

11、，再附加一些接觸器，開關(guān)元件，保護(hù)電路而構(gòu)成的控制系統(tǒng)。它將邏輯控制功能設(shè)計(jì)，從系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)中劃分開來，即軟件，硬件分開進(jìn)行設(shè)計(jì)是 PLC防盜門報(bào)警器控制系統(tǒng)的一大特點(diǎn)。系統(tǒng)控制過程為從 PLC 的輸入模塊將必要的信號輸入，通過 PLC 程序的執(zhí)行，再通過輸出模塊，從而達(dá)到控制系統(tǒng)的目的。由于 PLC實(shí)現(xiàn)了絕大部分邏輯控制功能，控制線路簡單，發(fā)生故障的可能性大為降低，這對系統(tǒng)而言，大有好處。PLC 本身是工業(yè)用品，搞干擾能力強(qiáng)具有較高的可靠性，另外，可編程控制系統(tǒng)的控制功能通過軟件來實(shí)現(xiàn)，并且在設(shè)計(jì)過程中不需要考察觸點(diǎn)數(shù)目以及觸點(diǎn)容量。而且編程語言（即梯形圖）方法簡單方便，因而具有較高的靈活性

12、、可靠性、高精度等。所以從總體來看，PLC 防盜門報(bào)警器控制是比較理想的防盜門報(bào)警器控制系統(tǒng)，我將采用它作為本設(shè)計(jì)的控制核心。設(shè)計(jì)方案的確定經(jīng)過方案一與方案二的對比，綜合考慮制作、功能、實(shí)現(xiàn)、造價(jià)等因素，最終采用方案二：可編程序控制器控制來完成防盜門報(bào)警器的設(shè)計(jì)。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)3 防盜門報(bào)警系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.13.1 防盜門報(bào)警系統(tǒng)硬件防盜門報(bào)警系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)的工作過程是，持卡者進(jìn)門（或雙向讀卡出門）是讀卡器讀卡，將個(gè)人識別卡中的信息傳輸給門禁控制器，門禁控制器根據(jù)卡號、當(dāng)前時(shí)間和內(nèi)部數(shù)據(jù)庫中的信息，判斷該卡是否有效，之后控制電鎖是否打開。系統(tǒng)還可以進(jìn)

13、行實(shí)時(shí)監(jiān)控，每一次讀卡，門禁控制就將卡號登錄時(shí)間、有效、無效等信息作為一條事件記錄下來，傳輸控制中心計(jì)算機(jī)并在顯示屏上顯示來。 硬件實(shí)現(xiàn)為： S7-200讀卡器可控門RS232轉(zhuǎn)換電路PC 機(jī)圖 3-1 防盜門報(bào)警系統(tǒng)硬件框圖由以上系統(tǒng)分析可知，防盜門控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)主要包括讀卡器、控制器、步進(jìn)電機(jī)的設(shè)計(jì)。3.23.2 ICIC 卡的讀寫卡的讀寫3.2.13.2.1 ICIC 卡卡簡介簡介根據(jù)卡中鑲集成的電路的不同可以分為存儲卡、邏輯加密卡和 CPU 卡三種。存儲卡：E2PROM（可用電擦出的可編程只讀存儲器）;精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)邏輯加密卡：加密邏輯電路+E2PROM

14、;CPU 卡：卡種的集成電路包括中央處理器（CPU）+E2PROM+隨機(jī)存儲器 RAM以及固化在只讀存儲器 ROM 中的片內(nèi)操作系統(tǒng) COS（Chip Operating System）。按卡與外界數(shù)據(jù)傳送的形勢來分，有接觸型 IC 卡的非接觸型 IC 卡。當(dāng)前使用廣泛的是接觸型 IC 卡，在這種卡片上，IC 芯片有 8 個(gè)觸電可與外界接觸。非接觸型 IC 卡的集成電路不向外引出觸點(diǎn)，因此它除了包括前述三種 IC 的電路外，還帶有射頻收發(fā)電路及其相關(guān)電路。IC 智能卡具有以下特點(diǎn)：存儲量大：內(nèi)含微處理器，存儲器可以分成若干應(yīng)用區(qū)，從幾十字節(jié)到幾兆字節(jié)，便于一卡多用，方便保管。保密性強(qiáng)：智能卡的

15、安全性比磁卡高的多，智能卡的信息加密后不可復(fù)制，密碼核對錯(cuò)誤，卡片有自毀功能，而磁卡很容易被復(fù)制。網(wǎng)絡(luò)要求不高：智能卡的絕對安全性使其在應(yīng)用中對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性、敏感性要求降低，可脫機(jī)使用。智能卡防磁、防靜電、抗干擾能力強(qiáng)，可靠性比磁卡高。信息可讀寫十萬次，使用壽命長。智能卡的讀寫設(shè)備比磁卡的讀寫設(shè)備廉價(jià)、可靠、操作簡易，利于維護(hù)，是磁卡的必然替代品。3.2.23.2.2 讀卡器讀卡器IC卡讀卡器 接收器通信接口微處理器控制器圖 3-2 讀卡器信息交換原理圖精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)讀卡器的讀卡過程：接觸式卡 IC 卡是將一個(gè)集成電路芯片鑲嵌于塑料基片中，封裝成卡的形式，其內(nèi)

16、部沒有電源，但有存儲器，可記錄卡片號碼、發(fā)行商信息，也可記錄持卡人的信息，卡內(nèi)表面有從 C1 到 C8 共 8 個(gè)觸點(diǎn)。使用者在進(jìn)門前需要用讀卡器讀取持有的卡片，讀卡器通過觸點(diǎn) C1 和 C5 給卡片提供電源，并從觸點(diǎn) C7 串行讀出卡中的信息，送給門禁控制器，門禁控制器根據(jù)法則執(zhí)行比較判斷，根據(jù)結(jié)果控制鎖具的開啟和閉合。接觸式卡與讀卡器之間的信息交換原理圖可見圖 3-2，門禁控制器與讀卡器的連接可見圖 3-3 所示。 門禁控制器 地址轉(zhuǎn)換讀卡器GNDLED12VD0 D1BEEPER圖 3-3 門禁控制器與讀卡器的連接3.33.3 門禁控制器門禁控制器作為控制單元，門禁控制器主要負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)

17、輸入、輸出信息的處理和儲存、控制等，可驗(yàn)證門禁讀卡器輸入信息的可靠性，并根據(jù)出入規(guī)則判斷其有效性，若有效則對執(zhí)行部件發(fā)出動作信號。3.3.13.3.1 門禁控制器的功能門禁控制器的功能1）門禁控制器的復(fù)位防盜門報(bào)警系統(tǒng)的復(fù)位方式有三種：上電復(fù)位、按鍵復(fù)位、和系統(tǒng)遙控復(fù)位。2）持卡人及門的管理門緊控制器能完成對持卡人的管理，對識別卡分類，監(jiān)視識別卡狀態(tài)，對持卡人精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)劃分群組，按時(shí)段進(jìn)行群組管理，控制門的屬性和出/入門方式，檢測門的開關(guān)狀態(tài)。3）事件管理事件分為讀卡引發(fā)事件和非讀卡引發(fā)的事件兩種。4）系統(tǒng)通信門禁控制器與控制中心上位機(jī)的通信采用 RS232/R

18、S485 總線方式?？刂破鞯幕拘畔⒂缮衔粰C(jī)通過控制網(wǎng)絡(luò)下載。5）電源管理防盜門報(bào)警系統(tǒng)控制出入口的特點(diǎn)決定其電源必須連續(xù)工作，因此門禁控制器應(yīng)具有市電/備用電池自動轉(zhuǎn)換及充電功能。6）提示和指示門禁控制器應(yīng)對其電源狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)有所指示。還應(yīng)對讀卡后的處理結(jié)果有返回提示信息。3.2.23.2.2 門禁控制器的總體設(shè)計(jì)門禁控制器的總體設(shè)計(jì)圖 3-4 門禁控制器的結(jié)構(gòu)框圖上圖為門禁控制器的結(jié)構(gòu)框圖。整個(gè)控制器以微處理器為核心，其工作原理為：在一個(gè)防盜門報(bào)警系統(tǒng)中，每一個(gè)門禁控制器都有一個(gè)互相不同的地址號，作為控制中心計(jì)算機(jī)區(qū)分門禁控制器的標(biāo)識。在門禁控制器啟用之前，首先由系統(tǒng)從控制中心PLC S

19、7-200CN CPU 224XP CN報(bào)警系統(tǒng)顯示系統(tǒng)門開關(guān)系統(tǒng)IBA AC-08控制器紅外探測裝置窗震動系統(tǒng)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)經(jīng)通信接口向其傳輸事先設(shè)置的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，主要是硬件設(shè)備的連接情況及控制模式、使用的人員信息、允許的時(shí)間和出入門方式等參數(shù)。門禁控制器經(jīng)上述初始化后就能獨(dú)立運(yùn)行。通常控制器處于等待狀態(tài)，當(dāng)有人讀卡時(shí)，讀卡器經(jīng)其接口將卡號傳輸?shù)介T禁控制器，在門禁控制器中將卡號、卡片狀態(tài)、當(dāng)前的控制時(shí)間、當(dāng)前的控制模式進(jìn)行比較、鑒別，得出準(zhǔn)許與否的結(jié)果。該結(jié)果被送到讀卡器中，向讀卡人發(fā)出警聲指示。當(dāng)結(jié)果是準(zhǔn)許時(shí)，門禁控制器還通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動使之退出鎖門狀態(tài)，完成

20、讀卡開門的整個(gè)過程。同時(shí)門禁控制器將該過程描述成一個(gè)事件記錄下來，在可以與控制中心通信時(shí)將事件上傳。3.33.3 電控鎖電控鎖電控鎖的終端其實(shí)就是一個(gè)電磁鐵，它控制一個(gè)簡單的機(jī)械裝置進(jìn)行門的開關(guān)。不過電磁鐵的動作是通過一系列指令動作的。當(dāng)發(fā)生不能控制時(shí)，首先測量輸往電磁鐵的電壓，同時(shí)輸入開關(guān)門指令（有的為電磁卡，有的輸入密碼），看其電壓是否有變化，如有變化，而電磁鐵不動作，故障為電磁控制部分，應(yīng)維修電磁控制部分或更換，否則為控制部分故障?？刂撇糠直容^復(fù)雜，它有硬件和軟件兩部分進(jìn)行控制，有些還和計(jì)算機(jī)接口相連，可進(jìn)行人員出入查詢統(tǒng)計(jì)等。一般控制輸出電壓由繼電器控制輸出。首先看繼電器是否有吸合聲，

21、如沒有，可測量繼電器控制接口各部分電壓和驅(qū)動器件是否損壞，如完好，可進(jìn)一步測量有關(guān)集成電路的工作電壓，復(fù)位端口及時(shí)鐘振蕩部分，如無問題，一般為軟件故障，這只能和開發(fā)商聯(lián)系。如繼電器有吸合聲，而繼電器的電壓又正常的話，則是繼電器觸點(diǎn)損壞或送往電控部分的線路斷路。 電控鎖，在鎖體內(nèi)分別設(shè)有主鎖閂、副鎖閂、電磁線圈及位于電磁線圈下的銜鐵；在鎖體外設(shè)有發(fā)射器及為電磁線圈提供電流的接收電路；在鎖扣內(nèi)位于副鎖舌位置設(shè)有一阻擋裝置；其特點(diǎn)是：在主鎖閂與副鎖閂之間設(shè)有一聯(lián)動裝置，它們之間的運(yùn)動靠傳動桿的傳動，在銜鐵上固定有將傳動桿頂起的撥桿。它具有結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，成本低，使用方便，其實(shí)物如圖 3

22、-5 所示：精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)圖 3-5 電控鎖實(shí)物圖3.43.4 傳感器的選擇傳感器的選擇在自動門傳感器我們選擇熱釋電紅外傳感器，熱釋電紅外傳感器和熱電偶都是基于熱電效應(yīng)原理的熱電型紅外傳感器3。不同的是熱釋電紅外傳感器的熱電系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于熱電偶，熱釋電紅外傳感器由傳感探測元、干涉濾光片和場效應(yīng)管匹配器三部分組成。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將高熱電材料制成一定厚度的薄片，并在它的兩面鍍上金屬電極，然后加電對其進(jìn)行極化，這樣便制成了熱釋電探測元。由于加電極化的電壓是有極性的，因此極化后的探測元也是有正、負(fù)極性的。本設(shè)計(jì)中采用的是一個(gè)雙探測元熱釋電紅外傳感器的，使用時(shí)端接電源正極，端接電源負(fù)

23、極，端為信號輸出。該傳感器將兩個(gè)極性相反、特性一致的探測元串接在一起，目的是消除因環(huán)境和自身變化引起的干擾。它利用兩個(gè)極性相反、大小相等的干擾信號在內(nèi)部相互抵消的原理來使傳感器得到補(bǔ)償。對于輻射至傳感器的紅外輻射，熱釋電傳感器通過安裝在傳感器前面的菲涅爾透鏡將其聚焦后加至兩個(gè)探測元上，從而使傳感器輸出電壓信號。最終我們選擇了 D-SUNPIR 型熱釋電紅外傳感器，它是基于紅外線技術(shù)的自動控制產(chǎn)品。靈敏度高、可靠性強(qiáng)、超低功耗，超低電壓工作模式。廣泛應(yīng)用于各類自動感應(yīng)電器設(shè)備,尤其是干電池供電的自動控制產(chǎn)品.其實(shí)物圖如圖 3-6，電氣參數(shù)見表 3-1所示：精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專

24、業(yè)圖 3-6 D-SUNPIR 型熱釋電紅外傳感器表 3-1 D-SUNPIR 型熱釋電紅外傳感器電氣參數(shù)產(chǎn)品型號D-SUN 人體感應(yīng)模塊工作電壓范圍直流電壓 4.820V靜態(tài)電流50uA電平輸出高 3.3 V /低 0V（續(xù)表）觸發(fā)方式L 不可重復(fù)觸發(fā)/H 重復(fù)觸發(fā)(默認(rèn)重復(fù)觸發(fā))延時(shí)時(shí)間0.5-200S(可調(diào))可制作范圍零點(diǎn)幾秒-幾十分鐘封鎖時(shí)間2.5S(默認(rèn))可制作范圍零點(diǎn)幾秒-幾十秒電路板外形尺寸32mm*24mm感應(yīng)角度100 度錐角工作溫度-15-+70 度感應(yīng)透鏡尺寸直徑:23mm(默認(rèn))3.53.5 PLCPLC 的選型的選型西門子的 PLC 分為 LOGO，200, 300,

25、 400 ,1200 幾個(gè)系列 LOGO 是控制微型系統(tǒng)的PLC，200 系列和 1200 系列是控制小型自動化系統(tǒng)的 PLC，300 系列中型，400 系列大型，價(jià)格依次升高。當(dāng)然也有特殊的如 300 系列的 315T CPU 是運(yùn)動控制 PLC。選型首先確定控制點(diǎn)數(shù)，選擇 CPU 和輸入輸出模塊。200 以內(nèi)的選 S7-200，幾百點(diǎn)，選 S7-300，再大就選 S7-400。還要看用戶要求，是否冗余等等。200 在西門子的 PLC 產(chǎn)品類里屬于小型 PLC 系統(tǒng)，適合的控制對象一般都在 256點(diǎn)以下的。所以選擇 S7-200 的。內(nèi)置數(shù)字量輸入/輸出：14 個(gè)輸入和 10 個(gè)輸出。 內(nèi)置

26、模擬量輸入/輸出:2 個(gè)輸入和 1 個(gè)輸出。 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)其有 2 個(gè)通訊接口可選 ，可作為 PPI 接口，用于編程功能、HMI 功能（TD200、OP），S7-200 內(nèi)部 CPU/CPU 通信（9.6/19.2/187.5kbps），或作為 MPI 從站，用于和 MPI 主站（S7-300/-400、OP、TD、按鈕板）進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。用戶可編程接口（FreePort），帶中斷能力，用于和非西門子設(shè)備進(jìn)行串行數(shù)據(jù)交換，例如在 ASCII協(xié)議下、波特率為 1.2/2.4/4.8/9.6/19.2/38.4/57.6/115.2 Kbit/s 時(shí)，可將 PC/PPI

27、電纜用作為 RS232 /RS485 適配器。擴(kuò)展總線：連接擴(kuò)展模塊(只能使用 22x 系列的擴(kuò)展模塊)。中斷輸入：對過程信號的上升沿或下降沿作出極高速響應(yīng)所以選擇西門子 S7-200 CPU224 型號的 PLC。圖 3-7 西門子 S7-200 CPU224 PLC3.63.6 PLCPLC 的的 I/OI/O 端口分配端口分配 表 3-2 I/0 端口分配表序號地址動作1I0.0讀卡門開2I0.1室內(nèi)開門3I0.2開門反饋4I0.3關(guān)門反饋5I0.4設(shè)防按鈕6I0.5門鈴7I0.6門磁開關(guān)8I0.7窗磁開關(guān)9I1.0窗振動10I1.1紅外11I1.2消音精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專

28、注-專業(yè)12I1.3試燈13I1.4室外關(guān)門14Q0.0開門15Q0.1關(guān)門16Q0.2開門燈17Q0.3關(guān)門燈18Q0.4報(bào)警器19Q0.5設(shè)防燈20Q0.6門鈴21Q0.7門報(bào)警22Q1.0窗報(bào)警23Q1.1震動報(bào)警24Q1.2紅外報(bào)警精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)3.73.7 PLCPLC 外部接線圖設(shè)計(jì)外部接線圖設(shè)計(jì)24VSB12SB1SB2SB3SB4SB5SB6SB7SB8SB9SB10SB11FU2220VKM1KM2KM3KM4KM5KM6KM7KM8L1L2L31M1LI0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7I1.0I1.1I1.2I1.3

29、L+=Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q1.2Q1.1Q1.0Q0.7Q0.6LNFU3LNPES7-200 CPU 224 XP圖 3-8 PLC 外部接線圖精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)4 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)4.14.1 工作流程分析工作流程分析Y開始初始化讀卡中數(shù)據(jù)送上位機(jī)處理卡有效？開、關(guān)門警示音結(jié)束N圖 4-1 防盜門報(bào)警系統(tǒng)工作流程圖系統(tǒng)的工作過程是，持卡者進(jìn)門（或雙向讀卡出門）是讀卡器讀卡，將個(gè)人識別卡中的信息傳輸給門禁控制器，門禁控制器根據(jù)卡號、當(dāng)前時(shí)間和內(nèi)部數(shù)據(jù)庫中的信息，判斷該卡是否有效，之后控制電鎖是否打開。系統(tǒng)還可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，每一次讀卡，門禁

30、控制就將卡號登錄時(shí)間、有效、無效等信息作為一條事件記錄下來，傳輸控制中心計(jì)算機(jī)并在顯示屏上顯示來，并進(jìn)行報(bào)警。4.24.2 PLCPLC 程序編制程序編制本設(shè)計(jì)中編程軟件采用西門子公司專為 S7-200 系列可編程控制器設(shè)計(jì)開發(fā)的 STEP 7-Micro/WIN32，既可開發(fā)控制程序使用，也可實(shí)時(shí)監(jiān)控程序執(zhí)行的狀態(tài)。根據(jù)控制系統(tǒng)的控制要求和硬件部分的設(shè)計(jì)情況，以及 PLC 控制系統(tǒng)中 I/O 的分配情況，進(jìn)行軟件編程設(shè)計(jì)。在軟件設(shè)計(jì)中，首先需要按照控制系統(tǒng)的功能要求畫出系統(tǒng)流程框架圖，然后細(xì)化流程圖，按照不同的功能要求編寫不同的功能模塊。編寫好程序編譯正確后精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專

31、注-專業(yè)可以復(fù)制到仿真程序中進(jìn)行仿真,仿真軟件是西門子 S7200 仿真軟件 Simulation。4.2.14.2.1 開關(guān)門程序開關(guān)門程序圖 4-2 開關(guān)門程序梯形圖4.2.24.2.2 作息時(shí)間及作息時(shí)間及報(bào)警程序報(bào)警程序?yàn)榱朔块g的安全我們設(shè)置了自動門系統(tǒng)的作息時(shí)間，為了程序設(shè)計(jì)上的方便我們規(guī)定周一到周五的早上八點(diǎn)到十二點(diǎn)下午兩點(diǎn)到六點(diǎn)為工作時(shí)間，自動門會工作。其它時(shí)間為休息時(shí)間，熱釋電感應(yīng)到有人接近系統(tǒng)會進(jìn)行報(bào)警。同時(shí)自動報(bào)警系統(tǒng)也會全天候工作。程序如下：精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)圖 4-3 主程序梯形圖在完成了軟件的調(diào)試后，進(jìn)行了控制器軟硬件的聯(lián)調(diào)。在聯(lián)調(diào)過程中可能遇

32、到一些問題，主要是軟件在時(shí)序等方面的問題，經(jīng)過軟件的修改，控制器能夠正常工作，完成讀卡判斷、開/關(guān)門、事件記錄、與控制中心通信等各種功能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在 100次讀卡過程中無一次誤讀；在布防狀態(tài)下打開控制機(jī)箱門 10 次，無一次漏報(bào)警；控制器連續(xù)工作 72h,工作正常，因此試驗(yàn)樣機(jī)是比較成功的，基本上達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目的。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)5 系統(tǒng)仿真5.15.1 仿真軟件介紹仿真軟件介紹本次仿真將采用 Step 7 MicroWin V4.0 軟件，該軟件具有以下特征：（1）支持新款 CP243-1 (6GK7 243-1-1EX01-0XE0)、通過下列改進(jìn)實(shí)現(xiàn)新的互

33、聯(lián)網(wǎng)向?qū)?、支?BootP 和 DHCP。（2）支持 Microsoft WindowsXP (Home/Profecional)，含 SP3 、Microsoft Vista Home-Premium，含 SP1 (32 位) 和 Microsoft Vista Home-Basic，含 SP1 (32 位)等操作系統(tǒng)。（3）完全兼容所有 Simatic S7-200 CPU (CPU21x 和 22x)，可以無任何限制地打開或進(jìn)一步處理通過早期版本 STEP 7-Micro/WIN V3.x 或 V4.x 創(chuàng)建的程序。仿真方法簡介：（1）在 Step 7 MicroWin V4.0 中新建

34、一個(gè)項(xiàng)目。編譯正確后轉(zhuǎn)換成 STL 編程語言界面（查看（V）STL(S)）。（2）程序復(fù)制，選擇需要仿真的程序，然后點(diǎn)擊“編輯”“復(fù)制”。注意：在Step7MicroWinV4.0 的 STL 編程語言界面復(fù)制時(shí)，必須完整復(fù)制指令，例如前面必須包含網(wǎng)絡(luò)序號“NETWORK1”而后面不能有多余的程序空行等。（3）打開仿真軟件，點(diǎn)“配置”-“CPU 型號”(或在已有的 CPU 圖案上雙擊)。（4）在彈出的對話框中選擇 CPU 型號，要與你項(xiàng)目中的型號相同，本文中選用CPU222 外加一個(gè) EM223 模塊。（5）點(diǎn)擊“程序（P）”-“粘貼程序（OB1）”(或工具條中的第 3 個(gè)按鈕)。Step7M

35、icroWinV4.0 中的 STL 程序就被粘貼到模擬軟件中。（6）點(diǎn)擊“查看（E）”“內(nèi)存監(jiān)視（M）”(或工具條中的第 12 個(gè)按鈕)輸入想要監(jiān)視的地址。（7）點(diǎn)擊“PLC”-“運(yùn)行”(或工具欄上的綠色三角按鈕)，程序已經(jīng)開始模擬運(yùn)行。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)（8）選擇各種輸入狀態(tài)一一輸入，觀察輸入輸出狀態(tài)是否與程序設(shè)計(jì)及相符，并記錄仿真結(jié)果。5.25.2 仿真驗(yàn)證仿真驗(yàn)證部分仿真圖片見下。圖 5-1 非工作時(shí)間程序軟件仿真圖左上為門外光電感應(yīng)有信號，系統(tǒng)鈴聲報(bào)警，右上為消除報(bào)警鈴聲。左下為火精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)警指示燈和報(bào)警鈴聲，右下方為消除鈴聲。

36、正下方為系統(tǒng)時(shí)間，仿真軟件有誤，程序無法進(jìn)行完整的仿真。圖 5-2 工作時(shí)間自動門工作軟件仿真圖左上手動開門，輸出開門動作，中左門到達(dá)開門限位開關(guān)，開門動作停止。坐下手動關(guān)門，輸出關(guān)門動作，右上門到達(dá)關(guān)門限位開關(guān)，關(guān)門動作停止。中右自動開門，輸出開門動作，右下門到達(dá)開門限位開關(guān)，開門動作停止。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)總 結(jié)從前面的學(xué)習(xí)可以看出，防盜門報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)給我們的現(xiàn)實(shí)生活帶來了極大的方便，具有很高的實(shí)用價(jià)值。在通過幾個(gè)周的課程設(shè)計(jì)，使我學(xué)到了很多東西，不僅加深了我對單片機(jī)理論的理解，將理論很好地應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去，更使我學(xué)會了如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。創(chuàng)新，是要我們學(xué)會將理論很好地聯(lián)系實(shí)際，并不斷地去開動自己的大腦，從為人類造福的意愿出發(fā)，做自己力所能及的，別人卻沒想到