基于PLC技術(shù)的家居控制應用系統的設計分析

　　摘 要：本研究首先分析了智能家居控制系統的總體設計方案，然后對基于PLC技術(shù)的家居控制系統的硬件設計和軟件設計進(jìn)行了詳細分析，最后總結得出在智能家居控制系統中融入PLC技術(shù)不僅設計方便，同時(shí)對各個(gè)模塊功能的實(shí)現也具有重要的作用。

　　【關(guān)鍵詞】智能家居 PLC技術(shù) 安全舒適

　　智能家居是以住宅為平臺，以建筑設備、智能家電等設備為主要控制對象，通過(guò)采用網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)以及綜合布線(xiàn)技術(shù)等將家居生活相關(guān)設施進(jìn)行高度集中，從而構造出安全、舒適、高效的居住環(huán)境。而在家居控制應用系統設計中融入PLC技術(shù)不僅能夠實(shí)現系統設備的監控和就地控制的作用，同時(shí)還能夠進(jìn)一步實(shí)現數字化的要求。下面本研究就詳細分析家居控制應用系統設計中PLC技術(shù)應用的價(jià)值，以供參考。

　　1 智能家居控制應用系統總體設計分析

　　本研究控制系統以西門(mén)子PLCS7-300為控制核心，以樓宇監控技術(shù)、傳感器檢測技術(shù)、建筑電氣照明技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)為輔助技術(shù)，實(shí)現了對門(mén)廊、客廳(臥室)、廚房以及衛生間的照明系統、安防系統以及家用電器系統的智能控制。智能家居控制應用系統的總體設計結構圖如圖1所示，系統硬件結構框架圖如圖2所示。

　　2 硬件系統設計分析

　　安全舒適的家居環(huán)境是實(shí)現住宅家居智能化的根本保障和前體。本研究智能家居控制系統主要由照明系統、安防系統以及配電系統等幾個(gè)主要部分組成：

　　2.1 安防系統

　　安防系統主要是通過(guò)智能家居控制器、可視對講監控系統以及家庭報警器、探測傳感器等設備構成的，此系統不僅能夠有效實(shí)現火災報警、防盜報警以及燃氣泄漏報警，同時(shí)還能夠實(shí)現緊急求助報警功能，而這些功能的實(shí)現主要是依靠安裝在住宅內部或者周?chē)�的探測傳感器，傳感器負責將相關(guān)信號進(jìn)行收集，然后傳送到智能家居控制器上進(jìn)行判別，如果發(fā)生異�，F象，系統就會(huì )發(fā)出報警的聲音，從而保證了住宅的安全性。安防系統的結構如圖3所示。

　　通過(guò)對上述智能家居控制系統安防系統結構圖進(jìn)行分析得知，此系統主要包括門(mén)磁開(kāi)關(guān)、紅外探測器、玻璃破碎傳感器以及紅外光柵傳感器等家居門(mén)窗周?chē)�的防保系統和緊急求助按鈕、瓦斯傳感器以及煙霧傳感器等安裝在屋內的傳感器組成的防衛系統。

　　2.2 照明系統

　　在智能家居控制系統設計中，為了實(shí)現節能降耗和美觀(guān)舒適的效果，本研究在照明系統的設計中主要采用了智能調光技術(shù)，同時(shí)通過(guò)色彩的變換為人們提供溫馨的生活環(huán)境。其中客廳照明系統設計主要有手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種形式，手動(dòng)控制主要是通過(guò)客廳中的相關(guān)按鈕實(shí)現燈具的打開(kāi)或者關(guān)閉兩種簡(jiǎn)單狀態(tài)的控制，通過(guò)幾種按鈕的組合實(shí)現燈具的花樣控制;而在自動(dòng)控制中，客廳主燈的亮度主要是根據客廳中的光照強度進(jìn)行自動(dòng)調節，而客廳中的彩燈主要是在離家模式和節日模式觸發(fā)報警時(shí)而實(shí)現的燈光定時(shí)閃爍的控制;客廳中白光主要是在離家模式或者影院模式觸發(fā)報警時(shí)出現柔和燈光的控制。

　　2.3 配電系統設計

　　智能家居控制系統中配電系統主要是采用220V進(jìn)線(xiàn)，然后再經(jīng)過(guò)斷路器從母線(xiàn)端子對出線(xiàn)進(jìn)行分配，其中主要包括24V電源供電、電器插座供電以及模擬窗照明供電和室內照明供電等。在配電系統設計中，由于24V電源進(jìn)線(xiàn)直接對PLC控制系統長(cháng)期供電，因此在出線(xiàn)側對電路中的分段控制不作探究。另外，由于電壓等級不同，所以系統配電主要分為強電配線(xiàn)和弱電配線(xiàn)。

　　3 智能家居控制應用系統軟件設計分析

　　本研究智能家居控制系統的軟件設計主要由模擬量控制、I/O控制以及時(shí)鐘定時(shí)器等系統組成，其中模擬量控制器主要控制固態(tài)調壓器1的輸出和控制固態(tài)調壓器2的輸出，從而實(shí)現對客廳主燈亮度的調節和對客廳彩燈閃爍的定時(shí)控制;而I/O控制主要是對緊急求助按鈕、報警復位按鈕、自動(dòng)復位功能按鈕以及報警器和繼電器線(xiàn)圈等設備的控制。另外對于窗簾電動(dòng)機的定時(shí)啟動(dòng)和停止，對廚房電器設備的定時(shí)啟動(dòng)和關(guān)閉，對客廳彩燈閃爍變化的效果以及時(shí)間的定時(shí)等一系列的定時(shí)系統主要采用定時(shí)控制來(lái)實(shí)現。在具體的設計中主要通過(guò)采用主程序以及子程序的設計思路開(kāi)展的。

　　在智能家居控制系統軟件設計中，照明系統中燈具亮度的調節是程序設計的重點(diǎn)內容。在具體的設計中需要首先采用照度傳感器對室內的照度進(jìn)行測量，測量方法為：首先將4～20mA的DC信號輸出并傳送到AI模塊SM331中，同時(shí)將模擬信號轉換為數字信號傳送到CPU312C系統中，然后通過(guò)對光亮的梯度進(jìn)行計算，接著(zhù)再根據相對光照量進(jìn)行劃分閾值，最后通過(guò)對AO模塊 SM332系統中的第1路通道輸出的0～10V信號和固定調壓模塊1在0～220V之間的電壓信號等級進(jìn)行控制，最后達到對客廳主燈照明亮度的調節。而彩燈亮度的控制主要在節日模式下的開(kāi)關(guān)觸發(fā)下實(shí)現，其中在設計中主要是通過(guò)使AO模塊中SM332第2路通道每隔一定的時(shí)間將設定好的電壓梯度信號輸出并傳送到固體調壓模塊2中;然后再由固體調壓模塊轉換為電壓梯度實(shí)現對彩燈亮度的控制。在整個(gè)程序設計中主要是通過(guò)FC106(調節功能模塊)對亮度調節中數字量和模擬量之間的轉換進(jìn)行控制。

　　4 總結

　　通過(guò)對上述智能家居控制系統進(jìn)行設計和在線(xiàn)調試以及脫機實(shí)踐運行得知，此系統能夠很好滿(mǎn)足智能家居控制系統設計的各項要求，同時(shí)PLC技術(shù)的應用不僅優(yōu)化了設計過(guò)程，同時(shí)對進(jìn)一步實(shí)現智能家居控制系統的數字化和人性化也具有重要的作用。

　　參考文獻

　　[1]鄒恩，霍慶，黃興.基于zigbee技術(shù)的智能家居控制系統的設計[J].電子世界，2014，(06)：107-109.

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