(完整word版)基于PLC(S7-300)控制的智能家居系统.pdf

河北建材职业技术学院Hebei Vocational&Technical College of Building Materials毕业设计（2016届）题目：基于 PLC（S7-300）控制的智能家居系统所属系部机 电 工 程 系专业电气自动化技术班级 13 电 气姓名吕 宁学号 0418130118 指导教师邢 满 荣完成日期：2016 年 6 月 13 日摘 要随着社会的不断发展进步，人们不断去追求更舒适、方便、高效、安全的生活环境。传统的家居环境无法满足人们越来越高的要求。本文的设计思路是将家居自动化、家居安全防护等功能集中在一个综合管理系统上，采用模块化的编程方法，分为智能窗帘开合系统、智能车库系统、电动衣架系统、智能洗衣机系统、智能烧水系统、夜间模式和防盗模式，在保证稳定可靠、环保节能和降低成本的前提下，提高家居环境的安全性、舒适性、方便性。并且可以根据用户的实际需求，进行添加、删除和修改模块功能。关键词：可编程控制器智能家庭 PLC 编程文档编码:CD6I4Y7O10C2 HB2B5M10N9U5 ZN4B8Z10H10D4文档编码:CD6I4Y7O10C2 HB2B5M10N9U5 ZN4B8Z10H10D4文档编码:CD6I4Y7O10C2 HB2B5M10N9U5 ZN4B8Z10H10D4文档编码:CD6I4Y7O10C2 HB2B5M10N9U5 ZN4B8Z10H10D4文档编码:CD6I4Y7O10C2 HB2B5M10N9U5 ZN4B8Z10H10D4文档编码:CD6I4Y7O10C2 HB2B5M10N9U5 ZN4B8Z10H10D4文档编码:CD6I4Y7O10C2 HB2B5M10N9U5 ZN4B8Z10H10D4文档编码:CD6I4Y7O10C2 HB2B5M10N9U5 ZN4B8Z10H10D4文档编码:CD6I4Y7O10C2 HB2B5M10N9U5 ZN4B8Z10H10D4文档编码:CD6I4Y7O10C2 HB2B5M10N9U5 ZN4B8Z10H10D4文档编码:CD6I4Y7O10C2 HB2B5M10N9U5 ZN4B8Z10H10D4文档编码:CD6I4Y7O10C2 HB2B5M10N9U5 ZN4B8Z10H10D4文档编码:CD6I4Y7O10C2 HB2B5M10N9U5 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绪论随着计算机技术、自动化技术的发展，智能家庭这种时代的产物应运而生。所谓智能家庭，就是综合利用这些技术，将与家居环境相关的各类子系统联系在一起，将本来被动静止的结构转变为具有智慧的体系，提供安全方面的信息交流功能，优化人们的生活方式，让家居生活更加舒适、安全、高效、可靠。智能家庭，或称智能住宅，是以住宅为平台，兼备建筑设备、网络通讯、信息家电和设备自动化功能。集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。它在保持了传统的居住功能的基础上，摆脱了被动模式，成为具有能动性智能化的现代工具。智能家居不仅提供了全方位的信息交换功能，还优化了人们的生活方式和居住环境，帮助人们有效地安排时间、节约各种能源，实现了家电控制、照明控制、室内外遥控、窗帘自控、防盗报警、计算机控制、定时控制以及电话远程遥控等功能。随着家庭智能化在世界范围内的日渐普及，智能家居在上个世纪末悄然走进了中国市场。近年来，智能家居频繁地出现在各大媒体上，一时之间成了人们耳熟能详的词汇。PLC 作为家庭网络，还非常便于在传统数据处理设备（如PC 机等）与计算机外设之间交换数据。信息家电也可与计算机进行对话。例如：利用PLC 网络可以很方便地从电视机或 VCR 向 PC 机发送多媒体数据。PLC 还可以用于住宅安全方面，利用装在门口的摄像机把图像传送至电视机。目前，PLC 家庭网络必须借助其它技术来向互联网发送数据以及与移动设备通信。美国大多数住宅最终将装用像 DSL 或 Cable Modem 之类的宽带连接。为了使PLC 设备能够共享宽带互联网连接，可以在PLC 网上添加一个 PLC 互联网路由器。需要与互联网上其它设备通信的设备将通过电力线向数据中心发送数据由它来决定是否向互联网发送数据。在将来，信息家电选路设备也许可以不要。研究人员正在开发利用外部配电线让PLC 家庭网络直接与其它住宅、电力厂和互联网对话的解决方案。这种用于互联网接入的网络基础设施对发展中国家特别有吸引力，因为不需要额外的支出。从国家产业政策方向分析，智能家居行业作为高新技术产业，必定是国家产业扶持的对象。智能家居行业，是一个朝阳产业，处于行业的快速发展期。智能家居的潮流不可逆转。在中国 13 亿人口中大概有3.5 亿个家庭，如果平均每个家庭在智能化装修的费用上作出 6000 元的预算，那么未来的整个智能家居的产业值将超过上千万，可以想象这样的市场会有多么的庞大。文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 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HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N22 1、PLC 选型国内外对智能家庭的研究有很多，但是多选用单片机和ARM 作为主空器。智能家庭首要的问题就是稳定可靠性，PLC相对于单片机和 ARM 来说更加稳定实用。S7-300 PLC 是模拟式中小型PLC，电源、CPU 和其他模块都是独立的，可以通过U形总线把电源（PS）、CPU和其他模块紧密固定在西门子S7-300 的标准轨道上。每个模块都有一个总线连接器，后者插在各模块的背后。电源模块总是安装在机架的最左边，CPU模块紧靠电源模块。CPU的右边是可以选择的IM 接口模块。S7 编程软件组态主架导轨硬件时，电源，CPU和 IM 分别放在导轨的1 号槽、2 号槽和 3 号槽上。一条导轨共有11 个槽号：1 号槽至 11号槽，其中 4 号槽至 11 号槽可以随意放置除电源、CPU 和 IM 以外的其他模块。如：DI（数字量输入）、DO（数字量输出）、AI（模拟量输入）、AO（模拟量输出）、FM（功能模块）和CP（通信模块）等。该程序 CPU 选用常用的 CPU 312，总共需要 26 个输入点（I0.0I3.1）和 21 个输出点(Q0.0Q2.4)，因此选用两个16 位输入输出。输入地址这定为I0.0至 I3.7，输出地址设定为 Q0.0 至 Q3.7。特别注意，因为程序中运用到了周期为1s 占空比为 50%的脉冲，因此在 CPU 设置中应对 CPU 周期/时钟存储器进行设置，定义初始地址为100。PLC模块选择如图 1-1 所示。图 1-1 PLC模块选择I/0模块地址如图 1-2 所示。图 1-2 I/O模块地址CPU模块时钟寄存器配置如图1-3 所示。文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 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PLC的智能家庭控制系统，总共分为智能窗帘开合系统、智能车库系由PLC控制智能窗帘开合程序智能车库程序电动晾衣架程序智能洗衣机程序智能烧水程序夜间模式主程序图 2-1 编程结构示意图文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 HP2D4W7U2A1 ZD1H4R9D7N2文档编码:CE3Y10Y9O3O10 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