基于PLC控制的防盗门报警器设计机械制造工业自动化_论文-毕业文章.pdf

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1、 宜宾职业技术学院 毕业论文（设计）基于 PLC控制防盗门报警器设计 系 部 专 业 名 称 班 级 姓 名 学 号 指 导 教 师 年 月 日 II/34 门报警系统是采用现代电子及信息技术在建筑物内外出入对人或物进出实行放行拒绝记录和报警等操作一种电子自动化系统通常又叫做出入控制系统防盗门报警系统在建筑物内主要管理区出入口电梯厅设备控制中心机房贵重物品库置通行对象及通行时间方向进行实时控制或设定程序控制从而实现对出入口安全控制系统前端设备为各种出入口目标识别装置和门锁启闭装置执行机构传输一般采用专线或网络传输系统终端为显控制通信设备可采用独立控制器也可有效实施安全防范关键词防盗门电子自动化

2、监控目录绪论防盗门报警系统发展防盗门报警系统功能防盗门报警系统总体设计防盗门报警系统构成控制方案论证防盗门报警系统硬件设计防盗门报警系统硬件结构分析卡读写卡简介读卡I/34 摘 要 防盗门报警系统是采用现代电子及信息技术在建筑物内外出/入对人（或物）进/出、实行放、行、拒绝、记录和报警等操作一种电子自动化系统，通常又叫做出/入控制系统。防盗门报警系统在建筑物内主要管理区，出/入口电梯厅，设备控制中心机房，贵重物品库房等重要部位通道口安装门磁，电控锁或控制器，读卡器等控制装置，有管理人员在中心控制室监控，能够对各通道口位置，通行对象及通行时间，方向进行实时控制或设定程序控制，从而实现对出/入口安

3、全控制。系统前端设备为各种出/入口目标识别装置和门锁启闭装置（执行机构），传输一般采用专线或网络传输，系统终端为显示/控制/通信设备，可采用独立控制器，也可以通过计算机网络对各控制器实施集中监控。防盗门报警系统一般要及防盗系统，视频监控系统和消防系统联动，才能有效实施安全防范。关键词：防盗门、电子自动化、监控 门报警系统是采用现代电子及信息技术在建筑物内外出入对人或物进出实行放行拒绝记录和报警等操作一种电子自动化系统通常又叫做出入控制系统防盗门报警系统在建筑物内主要管理区出入口电梯厅设备控制中心机房贵重物品库置通行对象及通行时间方向进行实时控制或设定程序控制从而实现对出入口安全控制系统前端设备

4、为各种出入口目标识别装置和门锁启闭装置执行机构传输一般采用专线或网络传输系统终端为显控制通信设备可采用独立控制器也可有效实施安全防范关键词防盗门电子自动化监控目录绪论防盗门报警系统发展防盗门报警系统功能防盗门报警系统总体设计防盗门报警系统构成控制方案论证防盗门报警系统硬件设计防盗门报警系统硬件结构分析卡读写卡简介读卡II/34 目 录 1 绪 论.1 1.1 防盗门报警系统发展.1 1.2 防盗门报警系统功能.2 2 防盗门报警系统总体设计.5 2.1 防盗门报警系统构成.5 2.2 控制方案论证.6 3 防盗门报警系统硬件设计.7 3.1 防盗门报警系统硬件结构分析.7 3.2 IC卡读写.

5、8 3.2.1 IC卡简介.8 3.2.2 读卡器.9 3.3 门禁控制器.10 3.3.1 门禁控制器功能.10 3.2.2 门禁控制器总体设计.11 3.3 电控锁.12 3.4 传感器选择.13 3.5 PLC 选型.15 3.6 PLCI/O 端口分配.16 门报警系统是采用现代电子及信息技术在建筑物内外出入对人或物进出实行放行拒绝记录和报警等操作一种电子自动化系统通常又叫做出入控制系统防盗门报警系统在建筑物内主要管理区出入口电梯厅设备控制中心机房贵重物品库置通行对象及通行时间方向进行实时控制或设定程序控制从而实现对出入口安全控制系统前端设备为各种出入口目标识别装置和门锁启闭装置执行机

6、构传输一般采用专线或网络传输系统终端为显控制通信设备可采用独立控制器也可有效实施安全防范关键词防盗门电子自动化监控目录绪论防盗门报警系统发展防盗门报警系统功能防盗门报警系统总体设计防盗门报警系统构成控制方案论证防盗门报警系统硬件设计防盗门报警系统硬件结构分析卡读写卡简介读卡III/34 3.7 PLC 外部接线图设计.18 4 系统软件设计.19 4.1 工作流程分析.19 4.2 PLC 程序编制.19 4.2.1 开关门程序.20 4.2.2 作息时间及报警程序.21 5 系统仿真.23 5.1 仿真软件介绍.23 5.2 仿真验证.24 总 结.27 致 谢.28 参考文献.29 门报警

7、系统是采用现代电子及信息技术在建筑物内外出入对人或物进出实行放行拒绝记录和报警等操作一种电子自动化系统通常又叫做出入控制系统防盗门报警系统在建筑物内主要管理区出入口电梯厅设备控制中心机房贵重物品库置通行对象及通行时间方向进行实时控制或设定程序控制从而实现对出入口安全控制系统前端设备为各种出入口目标识别装置和门锁启闭装置执行机构传输一般采用专线或网络传输系统终端为显控制通信设备可采用独立控制器也可有效实施安全防范关键词防盗门电子自动化监控目录绪论防盗门报警系统发展防盗门报警系统功能防盗门报警系统总体设计防盗门报警系统构成控制方案论证防盗门报警系统硬件设计防盗门报警系统硬件结构分析卡读写卡简介读卡

8、1/34 1 绪 论 1.1 防盗门报警系统发展 防盗门报警系统是在传统门锁基础上发展而来。现在，许多场合还在使用传统门锁。传统门锁是一种单纯机械装置，虽然经过不断改进，安全性有所提高但无论设计多么合理材料多么坚固，总能通过种种非正常手段把它打开，因此安全性较差。对每个使用者来说，一把锁配一把钥匙，使用起来不方便，在出入人较多通道钥匙管理也相当麻烦，遇到钥匙丢失或人员更换都要把锁和钥匙一起更换。为了解决这些问题，出现了电磁卡锁和电子密码锁，这两种锁出现从一定程度上提高了人们对出入口通道管理效率，是通道管理进入了电子时代。但随着这两种锁不断应用，它们缺点就逐渐暴露出来：磁卡锁信息容易复制，卡片及

9、读卡机具之间磨损较大、故障率高、安全系数低；密码锁密码容易泄漏、又无事件记录、安全系数很低；这个时期识别仪及控制器一体设计必须安装在门外，很容易被人打开门锁。因此这个时期防盗门报警系统还属早期不成熟阶段，被称电子锁。最近几年，随着自动识别技术发展，防盗门报警系统得到了飞跃式发展，进入了成熟期，出现了乱序键盘防盗门报警系统、IC 卡式防盗门报警系统、感应式防盗门报警系统、各种生物识别防盗门报警系统，这些防盗门报警系统应用自识别系统更为先进（感应技术、生物识别技术等），设计也趋于更合理，控制器及识别仪分体设计，识别仪安装在门外，控制仪安装在门内，即只有识别仪对控制器传输线露在外面，其他所有控制线均

10、在门内，因此在安全性上有很大提高，系门报警系统是采用现代电子及信息技术在建筑物内外出入对人或物进出实行放行拒绝记录和报警等操作一种电子自动化系统通常又叫做出入控制系统防盗门报警系统在建筑物内主要管理区出入口电梯厅设备控制中心机房贵重物品库置通行对象及通行时间方向进行实时控制或设定程序控制从而实现对出入口安全控制系统前端设备为各种出入口目标识别装置和门锁启闭装置执行机构传输一般采用专线或网络传输系统终端为显控制通信设备可采用独立控制器也可有效实施安全防范关键词防盗门电子自动化监控目录绪论防盗门报警系统发展防盗门报警系统功能防盗门报警系统总体设计防盗门报警系统构成控制方案论证防盗门报警系统硬件设计

11、防盗门报警系统硬件结构分析卡读写卡简介读卡2/34 统可靠性，管理和使用方便性等方面也有很大进步。在微机通信方面，较早防盗门报警系统多采用单机控制型。这种类型防盗门报警系统多采用 RS485通信方式、投资小、线路专用。随着网络普及应用，出现了网络型防盗门报警系统。其通信方式采用是 TCP/IP 协议，技术含量高，很容易实现网络控制及异地控制。适用于大系统或安装位置分散单位。随着人们对防盗门报警系统各方面要求不断提高，防盗门报警系统发展会呈现出应用范围越来越广泛和集成应用发展趋势。1.2 防盗门报警系统功能 该模型在单机门防盗报警系统基础上融入了禁控制系统，既阐述了门禁控制系统基本系统组成即：控

12、制器+读卡器+开关门机构，又利用了防盗报警装置中常见门磁开关共同构成了这套以一间屋子为假想防护对象系统。进出门人员只有经过授权才可以使用密码卡；密码+卡等开门方式中一种进入屋内。该模型由 IBA AC-08系统控制器、门开、关系统、窗震动系统、红外探测装置、报警系统、显示系统等组成。门报警系统是采用现代电子及信息技术在建筑物内外出入对人或物进出实行放行拒绝记录和报警等操作一种电子自动化系统通常又叫做出入控制系统防盗门报警系统在建筑物内主要管理区出入口电梯厅设备控制中心机房贵重物品库置通行对象及通行时间方向进行实时控制或设定程序控制从而实现对出入口安全控制系统前端设备为各种出入口目标识别装置和门

13、锁启闭装置执行机构传输一般采用专线或网络传输系统终端为显控制通信设备可采用独立控制器也可有效实施安全防范关键词防盗门电子自动化监控目录绪论防盗门报警系统发展防盗门报警系统功能防盗门报警系统总体设计防盗门报警系统构成控制方案论证防盗门报警系统硬件设计防盗门报警系统硬件结构分析卡读写卡简介读卡3/34 图 1-1 QSPLC-MJ1型防盗门报警系统模型 1）任何一种成熟防盗门报警系统，都应实现以下基本功能：a 对通道权限管理对通道权限管理主要有以下几个方面：b 进出通道权限：就是对每个通道设置那些人可以进出哪些人不可以进出。c 进出通道方式：就是对可以进出该通道人进行进出方式授权，进出方式通常有密

14、码、读卡（生物识别）、读卡+密码三种方式。d 进出通道时段：就是设置进出该通道人在什么时间范围内可以进出。2）实时监控功能 系统管理人员可以微机实时察看每个门区人员进出情况（同时有照片显示），每个门区状态（包括门开关，各种非正常状态报警）；也可以在紧急状态下打开或关闭所有门区。3）出入记录查询功能 系统可以储存进出记录，可按不同查询条件查询，配备相应软件可实现门禁、门报警系统是采用现代电子及信息技术在建筑物内外出入对人或物进出实行放行拒绝记录和报警等操作一种电子自动化系统通常又叫做出入控制系统防盗门报警系统在建筑物内主要管理区出入口电梯厅设备控制中心机房贵重物品库置通行对象及通行时间方向进行实

15、时控制或设定程序控制从而实现对出入口安全控制系统前端设备为各种出入口目标识别装置和门锁启闭装置执行机构传输一般采用专线或网络传输系统终端为显控制通信设备可采用独立控制器也可有效实施安全防范关键词防盗门电子自动化监控目录绪论防盗门报警系统发展防盗门报警系统功能防盗门报警系统总体设计防盗门报警系统构成控制方案论证防盗门报警系统硬件设计防盗门报警系统硬件结构分析卡读写卡简介读卡4/34 巡更、考勤一卡通。4）异常报警功能 在异常情况下（如非法侵入、门超时未关等）可以实现微机报警或报警器报警。此外，根据系统不同防盗门报警系统还可以实现以下特殊功能：a 防尾随功能 b 消防报警和监控联动功能 c 网络设

16、置管理监控功能 d 逻辑开门功能 门报警系统是采用现代电子及信息技术在建筑物内外出入对人或物进出实行放行拒绝记录和报警等操作一种电子自动化系统通常又叫做出入控制系统防盗门报警系统在建筑物内主要管理区出入口电梯厅设备控制中心机房贵重物品库置通行对象及通行时间方向进行实时控制或设定程序控制从而实现对出入口安全控制系统前端设备为各种出入口目标识别装置和门锁启闭装置执行机构传输一般采用专线或网络传输系统终端为显控制通信设备可采用独立控制器也可有效实施安全防范关键词防盗门电子自动化监控目录绪论防盗门报警系统发展防盗门报警系统功能防盗门报警系统总体设计防盗门报警系统构成控制方案论证防盗门报警系统硬件设计防

17、盗门报警系统硬件结构分析卡读写卡简介读卡5/34 2 防盗门报警系统总体设计 2.1 防盗门报警系统构成 防盗门报警系统通常由出入凭证、识别仪、门禁控制器、电控锁、其他设备和门禁软件组成。1）出入凭证 出入凭证是防盗门报警系统开门“钥匙”，这个“钥匙”在不同防盗门报警系统中可以是磁卡密码或者是指纹、掌纹、虹膜、视网膜、脸面、声音等各种人体生物特征。2）识别仪 识别仪负责读取出入凭证中数据信息（或生物特征信息），并将这些信息输入到门禁控制器。3）门禁控制器 门禁控制器是防盗门报警系统核心部分，相当于计算机 CPU，它负责整个系统输入、输出信息处理储存和控制等。它验证识别仪出入信息正确性，并根据出

18、入法则和管理规则判断其有效性，若有效则对执行部件发出动作信号。4）电控锁 电控锁是防盗门报警系统中执行部件。根据门材料出门要求等不同可选取不同锁具。这里我们主要介绍用步进机来控制门开启。其他设备：包括对出门无限制情况下安装在门内侧出门按钮，检测门开/关状态门磁，负责对整个防盗门报警系统供电电源等部分。出门禁软件：门禁软件负责防盗门报警系统监控、管理、查询等工作，监控门报警系统是采用现代电子及信息技术在建筑物内外出入对人或物进出实行放行拒绝记录和报警等操作一种电子自动化系统通常又叫做出入控制系统防盗门报警系统在建筑物内主要管理区出入口电梯厅设备控制中心机房贵重物品库置通行对象及通行时间方向进行实

19、时控制或设定程序控制从而实现对出入口安全控制系统前端设备为各种出入口目标识别装置和门锁启闭装置执行机构传输一般采用专线或网络传输系统终端为显控制通信设备可采用独立控制器也可有效实施安全防范关键词防盗门电子自动化监控目录绪论防盗门报警系统发展防盗门报警系统功能防盗门报警系统总体设计防盗门报警系统构成控制方案论证防盗门报警系统硬件设计防盗门报警系统硬件结构分析卡读写卡简介读卡6/34 人员通过门禁软件可对出入/口状态、门禁控制器工作状态进行监控管理，并可扩展完成巡更、考勤、人员定位等工作。2.2 控制方案论证 方案一：继电器式控制 继电器电梯控制系统是较早期产品，这类系统主要由接触器，继电器和开关

20、组成。由于该系统中大量使用接触器，继电器，各种开关，组成逻辑控制和一些保护线路，线路复杂维护困难，并且由于受继电器触点数量限制，很难设计出高性能控制系统。此外，继电器控制系统另一个致命弱点是满足不同设计要求而改变线路困难，即系统灵活性，可移植性差。方案二：可编程序控制器控制实现 PLC 防盗门报警器控制系统，它是利用可编程控制器为核心元件，通过化实现绝大部分逻辑控制功能，再附加一些接触器，开关元件，保护电路而构成控制系统。它将逻辑控制功能设计，从系统整体设计中划分开来，即软件，硬件分开进行设计是 PLC防盗门报警器控制系统一大特点。系统控制过程为从 PLC输入模块将必要信号输入，通过 PLC程

21、序执行，再通过输出模块，从而达到控制系统目。由于 PLC实现了绝大部分逻辑控制功能，控制线路简单，发生故障可能性大为降低，这对系统而言，大有好处。PLC本身是工业用品，搞干扰能力强具有较高可靠性，另外，可编程控制系统控制功能通过软件来实现，并且在设计过程中不需要考察触点数目以及触点容量。而且编程语言（即梯形图）方法简单方便，因而具有较高灵活性、可靠性、高精度等。所以从总体来看，PLC防盗门报警器控制是比较理想防盗门报警器控制系统，门报警系统是采用现代电子及信息技术在建筑物内外出入对人或物进出实行放行拒绝记录和报警等操作一种电子自动化系统通常又叫做出入控制系统防盗门报警系统在建筑物内主要管理区出

22、入口电梯厅设备控制中心机房贵重物品库置通行对象及通行时间方向进行实时控制或设定程序控制从而实现对出入口安全控制系统前端设备为各种出入口目标识别装置和门锁启闭装置执行机构传输一般采用专线或网络传输系统终端为显控制通信设备可采用独立控制器也可有效实施安全防范关键词防盗门电子自动化监控目录绪论防盗门报警系统发展防盗门报警系统功能防盗门报警系统总体设计防盗门报警系统构成控制方案论证防盗门报警系统硬件设计防盗门报警系统硬件结构分析卡读写卡简介读卡7/34 我将采用它作为本设计控制核心。设计方案确定 经过方案一及方案二对比，综合考虑制作、功能、实现、造价等因素，最终采用方案二：可编程序控制器控制来完成防盗

23、门报警器设计。3 防盗门报警系统硬件设计 3.1 防盗门报警系统硬件结构分析 系统工作过程是，持卡者进门（或双向读卡出门）是读卡器读卡，将个人识别卡中信息传输给门禁控制器，门禁控制器根据卡号、当前时间和内部数据库中信息，判断该卡是否有效，之后控制电锁是否打开。系统还可以进行实时监控，每一次读卡，门禁控制就将卡号登录时间、有效、无效等信息作为一条事件记录下来，传输控制中心计算机并在显示屏上显示来。硬件实现为：门报警系统是采用现代电子及信息技术在建筑物内外出入对人或物进出实行放行拒绝记录和报警等操作一种电子自动化系统通常又叫做出入控制系统防盗门报警系统在建筑物内主要管理区出入口电梯厅设备控制中心机

24、房贵重物品库置通行对象及通行时间方向进行实时控制或设定程序控制从而实现对出入口安全控制系统前端设备为各种出入口目标识别装置和门锁启闭装置执行机构传输一般采用专线或网络传输系统终端为显控制通信设备可采用独立控制器也可有效实施安全防范关键词防盗门电子自动化监控目录绪论防盗门报警系统发展防盗门报警系统功能防盗门报警系统总体设计防盗门报警系统构成控制方案论证防盗门报警系统硬件设计防盗门报警系统硬件结构分析卡读写卡简介读卡8/34 图 3-1 防盗门报警系统硬件框图 由以上系统分析可知，防盗门控制系统硬件设计主要包括读卡器、控制器、步进电机设计。3.2 IC卡读写 3.2.1 IC卡简介 根据卡中镶集成

25、电路不同可以分为存储卡、逻辑加密卡和 CPU卡三种。存储卡：E2PROM（可用电擦出可编程只读存储器）;逻辑加密卡：加密逻辑电路+E2PROM;CPU卡：卡种集成电路包括中央处理器（CPU）+E2PROM+随机存储器 RAM 以及固化在只读存储器 ROM 中片内操作系统 COS（Chip Operating System）。按卡及外界数据传送形势来分，有接触型 IC 卡非接触型 IC 卡。当前使用广泛是接触型 IC 卡，在这种卡片上，IC 芯片有 8 个触电可及外界接触。非接触型 IC 卡集成电路不向外引出触点，因此它除了包括前述三种 IC 电路外，还带有射频收发电路及其相关电路。IC 智能卡

26、具有以下特点：S7-200 读卡器 可控门 RS232转换电路 PC 机 门报警系统是采用现代电子及信息技术在建筑物内外出入对人或物进出实行放行拒绝记录和报警等操作一种电子自动化系统通常又叫做出入控制系统防盗门报警系统在建筑物内主要管理区出入口电梯厅设备控制中心机房贵重物品库置通行对象及通行时间方向进行实时控制或设定程序控制从而实现对出入口安全控制系统前端设备为各种出入口目标识别装置和门锁启闭装置执行机构传输一般采用专线或网络传输系统终端为显控制通信设备可采用独立控制器也可有效实施安全防范关键词防盗门电子自动化监控目录绪论防盗门报警系统发展防盗门报警系统功能防盗门报警系统总体设计防盗门报警系统

27、构成控制方案论证防盗门报警系统硬件设计防盗门报警系统硬件结构分析卡读写卡简介读卡9/34 存储量大：内含微处理器，存储器可以分成若干应用区，从几十字节到几兆字节，便于一卡多用，方便保管。保密性强：智能卡安全性比磁卡高多，智能卡信息加密后不可复制，密码核对错误，卡片有自毁功能，而磁卡很容易被复制。网络要求不高：智能卡绝对安全性使其在应用中对计算机网络实时性、敏感性要求降低，可脱机使用。智能卡防磁、防静电、抗干扰能力强，可靠性比磁卡高。信息可读写十万次，使用寿命长。智能卡读写设备比磁卡读写设备廉价、可靠、操作简易，利于维护，是磁卡必然替代品。3.2.2 读卡器 图 3-2 读卡器信息交换原理图 读

28、卡器读卡过程：接触式卡 IC 卡是将一个集成电路芯片镶嵌于塑料基片中，封装成卡形式，其内部没有电源，但有存储器，可记录卡片号码、发行商信息，也可记录持卡人信息，卡内表面有从 C1到 C8共 8 个触点。使用者在进门前需要IC读卡器 接收器 通信接口 微处理器 控制器 门报警系统是采用现代电子及信息技术在建筑物内外出入对人或物进出实行放行拒绝记录和报警等操作一种电子自动化系统通常又叫做出入控制系统防盗门报警系统在建筑物内主要管理区出入口电梯厅设备控制中心机房贵重物品库置通行对象及通行时间方向进行实时控制或设定程序控制从而实现对出入口安全控制系统前端设备为各种出入口目标识别装置和门锁启闭装置执行机

29、构传输一般采用专线或网络传输系统终端为显控制通信设备可采用独立控制器也可有效实施安全防范关键词防盗门电子自动化监控目录绪论防盗门报警系统发展防盗门报警系统功能防盗门报警系统总体设计防盗门报警系统构成控制方案论证防盗门报警系统硬件设计防盗门报警系统硬件结构分析卡读写卡简介读卡10/34 用读卡器读取持有卡片，读卡器通过触点 C1和 C5给卡片提供电源，并从触点 C7串行读出卡中信息，送给门禁控制器，门禁控制器根据法则执行比较判断，根据结果控制锁具开启和闭合。接触式卡及读卡器之间信息交换原理图可见图 3-2，门禁控制器及读卡器连接可见图 3-3 所示。图 3-3 门禁控制器及读卡器连接 3.3 门

30、禁控制器 作为控制单元，门禁控制器主要负责整个系统输入、输出信息处理和储存、控制等，可验证门禁读卡器输入信息可靠性，并根据出入规则判断其有效性，若有效则对执行部件发出动作信号。3.3.1 门禁控制器功能 1）门禁控制器复位 防盗门报警系统复位方式有三种：上电复位、按键复位、和系统遥控复位。门禁控制器 地址转换 读卡器 GND LED 12V D0 D1 BEEPER 门报警系统是采用现代电子及信息技术在建筑物内外出入对人或物进出实行放行拒绝记录和报警等操作一种电子自动化系统通常又叫做出入控制系统防盗门报警系统在建筑物内主要管理区出入口电梯厅设备控制中心机房贵重物品库置通行对象及通行时间方向进行

31、实时控制或设定程序控制从而实现对出入口安全控制系统前端设备为各种出入口目标识别装置和门锁启闭装置执行机构传输一般采用专线或网络传输系统终端为显控制通信设备可采用独立控制器也可有效实施安全防范关键词防盗门电子自动化监控目录绪论防盗门报警系统发展防盗门报警系统功能防盗门报警系统总体设计防盗门报警系统构成控制方案论证防盗门报警系统硬件设计防盗门报警系统硬件结构分析卡读写卡简介读卡11/34 2）持卡人及门管理 门紧控制器能完成对持卡人管理，对识别卡分类，监视识别卡状态，对持卡人划分群组，按时段进行群组管理，控制门属性和出/入门方式，检测门开关状态。3）事件管理 事件分为读卡引发事件和非读卡引发事件两

32、种。4）系统通信 门禁控制器及控制中心上位机通信采用 RS232/RS485 总线方式。控制器基本信息由上位机通过控制网络下载。5）电源管理 防盗门报警系统控制出入口特点决定其电源必须连续工作，因此门禁控制器应具有市电/备用电池自动转换及充电功能。6）提示和指示 门禁控制器应对其电源状态、运行状态有所指示。还应对读卡后处理结果有返回提示信息。3.2.2 门禁控制器总体设计 PLC S7-200CN CPU 224XP CN报警系统显示系统门开关系统IBA AC-08 控制器红外探测装置窗震动系统门报警系统是采用现代电子及信息技术在建筑物内外出入对人或物进出实行放行拒绝记录和报警等操作一种电子自

33、动化系统通常又叫做出入控制系统防盗门报警系统在建筑物内主要管理区出入口电梯厅设备控制中心机房贵重物品库置通行对象及通行时间方向进行实时控制或设定程序控制从而实现对出入口安全控制系统前端设备为各种出入口目标识别装置和门锁启闭装置执行机构传输一般采用专线或网络传输系统终端为显控制通信设备可采用独立控制器也可有效实施安全防范关键词防盗门电子自动化监控目录绪论防盗门报警系统发展防盗门报警系统功能防盗门报警系统总体设计防盗门报警系统构成控制方案论证防盗门报警系统硬件设计防盗门报警系统硬件结构分析卡读写卡简介读卡12/34 图 3-4 门禁控制器结构框图 上图为门禁控制器结构框图。整个控制器以微处理器为核

34、心，其工作原理为：在一个防盗门报警系统中，每一个门禁控制器都有一个互相不同地址号，作为控制中心计算机区分门禁控制器标识。在门禁控制器启用之前，首先由系统从控制中心经通信接口向其传输事先设置各项运行参数，主要是硬件设备连接情况及控制模式、使用人员信息、允许时间和出入门方式等参数。门禁控制器经上述初始化后就能独立运行。通常控制器处于等待状态，当有人读卡时，读卡器经其接口将卡号传输到门禁控制器，在门禁控制器中将卡号、卡片状态、当前控制时间、当前控制模式进行比较、鉴别，得出准许及否结果。该结果被送到读卡器中，向读卡人发出警声指示。当结果是准许时，门禁控制器还通过步进电机驱动使之退出锁门状态，完成读卡开

35、门整个过程。同时门禁控制器将该过程描述成一个事件记录下来，在可以及控制中心通信时将事件上传。3.3 电控锁 电控锁终端其实就是一个电磁铁，它控制一个简单机械装置进行门开关。不过电磁铁动作是通过一系列指令动作。当发生不能控制时，首先测量输往电磁铁电压，同时输入开关门指令（有为电磁卡，有输入密码），看其电压是否有变化，如有变化，而电磁铁不动作，故障为电磁控制部分，应维修电磁控制部分或更换，否则为控制部分故障。控制部分比较复杂，它有硬件和软件两部分进行控制，有门报警系统是采用现代电子及信息技术在建筑物内外出入对人或物进出实行放行拒绝记录和报警等操作一种电子自动化系统通常又叫做出入控制系统防盗门报警系

36、统在建筑物内主要管理区出入口电梯厅设备控制中心机房贵重物品库置通行对象及通行时间方向进行实时控制或设定程序控制从而实现对出入口安全控制系统前端设备为各种出入口目标识别装置和门锁启闭装置执行机构传输一般采用专线或网络传输系统终端为显控制通信设备可采用独立控制器也可有效实施安全防范关键词防盗门电子自动化监控目录绪论防盗门报警系统发展防盗门报警系统功能防盗门报警系统总体设计防盗门报警系统构成控制方案论证防盗门报警系统硬件设计防盗门报警系统硬件结构分析卡读写卡简介读卡13/34 些还和计算机接口相连，可进行人员出入查询统计等。一般控制输出电压由继电器控制输出。首先看继电器是否有吸合声，如没有，可测量继

37、电器控制接口各部分电压和驱动器件是否损坏，如完好，可进一步测量有关集成电路工作电压，复位端口及时钟振荡部分，如无问题，一般为软件故障，这只能和开发商联系。如继电器有吸合声，而继电器电压又正常话，则是继电器触点损坏或送往电控部分线路断路。电控锁，在锁体内分别设有主锁闩、副锁闩、电磁线圈及位于电磁线圈下衔铁；在锁体外设有发射器及为电磁线圈提供电流接收电路；在锁扣内位于副锁舌位置设有一阻挡装置；其特点是：在主锁闩及副锁闩之间设有一联动装置，它们之间运动靠传动杆传动，在衔铁上固定有将传动杆顶起拨杆。它具有结构简单，安全可靠，经济实用，成本低，使用方便，其实物如图 3-5 所示：图 3-5 电控锁实物图

38、 3.4 传感器选择 在自动门传感器我们选择热释电红外传感器，热释电红外传感器和热电偶都是基于热电效应原理热电型红外传感器3。不同是热释电红外传感器热电系数远远高于热电偶，热释电红外传感器由传感探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成。设计时应将高热电材料制成一定厚度薄片，并在它两面镀上金属电门报警系统是采用现代电子及信息技术在建筑物内外出入对人或物进出实行放行拒绝记录和报警等操作一种电子自动化系统通常又叫做出入控制系统防盗门报警系统在建筑物内主要管理区出入口电梯厅设备控制中心机房贵重物品库置通行对象及通行时间方向进行实时控制或设定程序控制从而实现对出入口安全控制系统前端设备为各种出入口目

39、标识别装置和门锁启闭装置执行机构传输一般采用专线或网络传输系统终端为显控制通信设备可采用独立控制器也可有效实施安全防范关键词防盗门电子自动化监控目录绪论防盗门报警系统发展防盗门报警系统功能防盗门报警系统总体设计防盗门报警系统构成控制方案论证防盗门报警系统硬件设计防盗门报警系统硬件结构分析卡读写卡简介读卡14/34 极，然后加电对其进行极化，这样便制成了热释电探测元。由于加电极化电压是有极性，因此极化后探测元也是有正、负极性。本设计中采用是一个双探测元热释电红外传感器，使用时端接电源正极，端接电源负极，端为信号输出。该传感器将两个极性相反、特性一致探测元串接在一起，目是消除因环境和自身变化引起干

40、扰。它利用两个极性相反、大小相等干扰信号在内部相互抵消原理来使传感器得到补偿。对于辐射至传感器红外辐射，热释电传感器通过安装在传感器前面菲涅尔透镜将其聚焦后加至两个探测元上，从而使传感器输出电压信号。最终我们选择了 D-SUNPIR 型热释电红外传感器，它是基于红外线技术自动控制产品。灵敏度高、可靠性强、超低功耗，超低电压工作模式。广泛应用于各类自动感应电器设备,尤其是干电池供电自动控制产品.其实物图如图 3-6，电气参数见表 3-1 所示：图 3-6 D-SUNPIR型热释电红外传感器 表 3-1 D-SUNPIR型热释电红外传感器电气参数 产品型号 D-SUN 人体感应模块 工作电压范围

41、直流电压 4.820V 静态电流 50uA 电平输出 高 3.3 V/低 0V （续表）门报警系统是采用现代电子及信息技术在建筑物内外出入对人或物进出实行放行拒绝记录和报警等操作一种电子自动化系统通常又叫做出入控制系统防盗门报警系统在建筑物内主要管理区出入口电梯厅设备控制中心机房贵重物品库置通行对象及通行时间方向进行实时控制或设定程序控制从而实现对出入口安全控制系统前端设备为各种出入口目标识别装置和门锁启闭装置执行机构传输一般采用专线或网络传输系统终端为显控制通信设备可采用独立控制器也可有效实施安全防范关键词防盗门电子自动化监控目录绪论防盗门报警系统发展防盗门报警系统功能防盗门报警系统总体设计

42、防盗门报警系统构成控制方案论证防盗门报警系统硬件设计防盗门报警系统硬件结构分析卡读写卡简介读卡15/34 触发方式 L不可重复触发/H 重复触发(默认重复触发)延时时间 0.5-200S(可调)可制作范围零点几秒-几十分钟 封锁时间 2.5S(默认)可制作范围零点几秒-几十秒 电路板外形尺寸 32mm*24mm 感应角度 100 度锥角 工作温度-15-+70度 感应透镜尺寸 直径:23mm(默认)3.5 PLC选型 西门子 PLC分为 LOGO，200,300,400,1200 几个系列 LOGO 是控制微型系统PLC，200 系列和 1200 系列是控制小型自动化系统 PLC，300 系列

43、中型，400 系列大型，价格依次升高。当然也有特殊如 300 系列 315T CPU是运动控制 PLC。选型首先确定控制点数，选择 CPU和输入输出模块。200 以内选 S7-200，几百点，选 S7-300，再大就选 S7-400。还要看用户要求，是否冗余等等。200 在西门子 PLC产品类里属于小型 PLC系统，适合控制对象一般都在 256点以下。所以选择 S7-200。内置数字量输入/输出：14 个输入和 10 个输出。内置模拟量输入/输出:2 个输入和 1 个输出。其有 2 个通讯接口可选，可作为 PPI 接口，用于编程功能、HMI功能（TD200、OP），S7-200 内部 CPU/

44、CPU通信（9.6/19.2/187.5kbps），或作为 MPI从站，用于和 MPI主站（S7-300/-400、OP、TD、按钮板）进行数据交换。用户可编程接口（FreePort），带中断能力，用于和非西门子设备进行串行数据交换，例如在ASCII 协议下、波特率为 1.2/2.4/4.8/9.6/19.2/38.4/57.6/115.2 Kbit/s时，可将 PC/PPI 电缆用作为 RS232/RS485 适配器。扩展总线：连接扩展模块(只能使用 22x 系列扩展模块)。中断输入：对过程信号上升沿或下降沿作出极高速响应 门报警系统是采用现代电子及信息技术在建筑物内外出入对人或物进出实行放

45、行拒绝记录和报警等操作一种电子自动化系统通常又叫做出入控制系统防盗门报警系统在建筑物内主要管理区出入口电梯厅设备控制中心机房贵重物品库置通行对象及通行时间方向进行实时控制或设定程序控制从而实现对出入口安全控制系统前端设备为各种出入口目标识别装置和门锁启闭装置执行机构传输一般采用专线或网络传输系统终端为显控制通信设备可采用独立控制器也可有效实施安全防范关键词防盗门电子自动化监控目录绪论防盗门报警系统发展防盗门报警系统功能防盗门报警系统总体设计防盗门报警系统构成控制方案论证防盗门报警系统硬件设计防盗门报警系统硬件结构分析卡读写卡简介读卡16/34 所以选择西门子 S7-200 CPU224型号 P

46、LC。图 3-7 西门子 S7-200 CPU224 PLC 3.6 PLCI/O 端口分配 表 3-2 I/0端口分配表 序号 地址 动作 1 I0.0 读卡门开 2 I0.1 室内开门 3 I0.2 开门反馈 4 I0.3 关门反馈 5 I0.4 设防按钮 6 I0.5 门铃 7 I0.6 门磁开关 8 I0.7 窗磁开关 9 I1.0 窗振动 10 I1.1 红外 11 I1.2 消音 12 I1.3 试灯 门报警系统是采用现代电子及信息技术在建筑物内外出入对人或物进出实行放行拒绝记录和报警等操作一种电子自动化系统通常又叫做出入控制系统防盗门报警系统在建筑物内主要管理区出入口电梯厅设备控

47、制中心机房贵重物品库置通行对象及通行时间方向进行实时控制或设定程序控制从而实现对出入口安全控制系统前端设备为各种出入口目标识别装置和门锁启闭装置执行机构传输一般采用专线或网络传输系统终端为显控制通信设备可采用独立控制器也可有效实施安全防范关键词防盗门电子自动化监控目录绪论防盗门报警系统发展防盗门报警系统功能防盗门报警系统总体设计防盗门报警系统构成控制方案论证防盗门报警系统硬件设计防盗门报警系统硬件结构分析卡读写卡简介读卡17/34 13 I1.4 室外关门 14 Q0.0 开门 15 Q0.1 关门 16 Q0.2 开门灯 17 Q0.3 关门灯 18 Q0.4 报警器 19 Q0.5 设防灯

48、 20 Q0.6 门铃 21 Q0.7 门报警 22 Q1.0 窗报警 23 Q1.1 震动报警 24 Q1.2 红外报警 门报警系统是采用现代电子及信息技术在建筑物内外出入对人或物进出实行放行拒绝记录和报警等操作一种电子自动化系统通常又叫做出入控制系统防盗门报警系统在建筑物内主要管理区出入口电梯厅设备控制中心机房贵重物品库置通行对象及通行时间方向进行实时控制或设定程序控制从而实现对出入口安全控制系统前端设备为各种出入口目标识别装置和门锁启闭装置执行机构传输一般采用专线或网络传输系统终端为显控制通信设备可采用独立控制器也可有效实施安全防范关键词防盗门电子自动化监控目录绪论防盗门报警系统发展防盗

49、门报警系统功能防盗门报警系统总体设计防盗门报警系统构成控制方案论证防盗门报警系统硬件设计防盗门报警系统硬件结构分析卡读写卡简介读卡18/34 3.7 PLC外部接线图设计 图 3-8 PLC 外部接线图 24V SB12 SB1 SB2 SB3 SB4 SB5 SB6 SB7 SB8 SB9 SB10 SB11 FU2 220V KM1 KM2 KM3 KM4 KM5 KM6 KM7 KM8 L1 L2 L3 1M 1L I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 L+=Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4

50、 Q0.5 Q1.2 Q1.1 Q1.0 Q0.7 Q0.6 L N FU3 L N PE S7-200 CPU 224 XP 门报警系统是采用现代电子及信息技术在建筑物内外出入对人或物进出实行放行拒绝记录和报警等操作一种电子自动化系统通常又叫做出入控制系统防盗门报警系统在建筑物内主要管理区出入口电梯厅设备控制中心机房贵重物品库置通行对象及通行时间方向进行实时控制或设定程序控制从而实现对出入口安全控制系统前端设备为各种出入口目标识别装置和门锁启闭装置执行机构传输一般采用专线或网络传输系统终端为显控制通信设备可采用独立控制器也可有效实施安全防范关键词防盗门电子自动化监控目录绪论防盗门报警系统发展