基于PLC控制的防盗门报警器设计

宜宾职业技术学院毕业论文（设计）基于PLC控制的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I摘要防盗门报警系统是采用现代电子与信息技术在建筑物内外的出/入对人（或物）的进/出、实行放、行、拒绝、记录和报警等操作的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的主要管理区，出/入口电梯厅，设备控制中心机房，贵重物品的库房等重要部位的通道口安装门磁，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，能够对各通道口的位置，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/入口的安全控制。系统的前端设备为各种出/入口目标的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，系统的终端为显示/控制/通信设备，可采用独立的控制器，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与防盗系统，视频监控系统和消防系统联动，才能有效的实施安全防范。关键词：防盗门、电子自动化、监控II目录1绪论.................................................................11.1防盗门报警系统的发展..............................................11.2防盗门报警系统的功能..............................................22防盗门报警系统总体设计................................................42.1防盗门报警系统的构成..............................................42.2控制方案论证......................................................43防盗门报警系统的硬件设计..............................................63.1防盗门报警系统硬件结构分析........................................63.2IC卡的读写........................................................63.2.1IC卡简介......................................................63.2.2读卡器........................................................73.3门禁控制器........................................................83.3.1门禁控制器的功能................................................83.2.2门禁控制器的总体设计...........................................93.3电控锁............................................................103.4传感器的选择......................................................113.5PLC的选型.........................................................123.6PLC的I/O端口分配.................................................133.7PLC外部接线图设计.................................................144系统软件的设计.......................................................154.1工作流程分析......................................................154.2PLC程序编制.......................................................154.2.1开关门程序.....................................................164.2.2作息时间及报警程序............................................165系统仿真.............................................................185.1仿真软件介绍.......................................................185.2仿真验证...........................................................19总结..................................................................21III致谢.................................................................22参考文献...............................................................2311绪论1.1防盗门报警系统的发展防盗门报警系统是在传统的门锁基础上发展而来的。现在，许多场合还在使用传统的门锁。传统的门锁是一种单纯的机械装置，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，在出入人较多的通道钥匙的管理也相当麻烦，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，这两种锁的出现从一定程度上提高了人们对出入口通道的管理效率，是通道管理进入了电子时代。但随着这两种锁的不断应用，它们的缺点就逐渐暴露出来：磁卡锁的信息容易复制，卡片与读卡机具之间磨损较大、故障率高、安全系数低；密码锁的密码容易泄漏、又无事件记录、安全系数很低；这个时期的识别仪与控制器一体设计必须安装在门外，很容易被人打开门锁。因此这个时期的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，随着自动识别技术的发展，防盗门报警系统得到了飞跃式的发展，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的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，控制器与识别仪分体设计，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的传输线露在外面，其他所有控制线均在门内，因此在安全性上有很大提高，系统的可靠性，管理和使用的方便性等方面也有很大进步。在微机的通信方面，较早的防盗门报警系统多采用单机控制型。这种类型的防盗门报警系统多采用RS485通信方式、投资小、线路专用。随着网络的普及应用，出现了网络型防盗门报警系统。其通信方式采用的是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的单位。随着人们对防盗门报警系统各方面要求的不断提高，防盗门报警系统的发展会呈现出应用范围越来越广泛和集成应用的发展趋势。21.2防盗门报警系统的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的基本系统组成即：控制器+读卡器+开关门机构，又利用了防盗报警装置中常见的门磁开关共同构成了这套以一间屋子为假想防护对象的系统。进出门人员只有经过授权才可以使用密码卡；密码+卡等开门方式中的一种进入屋内。该模型由IBAAC-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。图1-1QSPLC-MJ1型防盗门报警系统模型1）任何一种成熟的防盗门报警系统，都应实现以下基本功能：a对通道权限的管理对通道权限的管理主要有以下几个方面：b进出通道的权限：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进出通道的方式：就是对可以进出该通道的人进行进出方式授权，进出方式通常有密码、读卡（生物识别）、读卡+密码三种方式。d进出通道的时段：就是设置进出该通道的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的进出情况（同时有照片显示），每3个门区的状态（包括门的开关，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的门区。3）出入记录的查询功能系统可以储存进出记录，可按不同的查询条件查询，配备相应软件可实现门禁、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，根据系统的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网络设置管理监控功能d逻辑开门功能42防盗门报警系统总体设计2.1防盗门报警系统的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的“钥匙”，这个“钥匙”在不同的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的数据信息（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的核心部分，相当于计算机的CPU，它负责整个系统输入、输出信息的处理储存和控制等。它验证识别仪出入信息的正确性，并根据出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的执行部件。根据门的材料出门要求等不同可选取不同的锁具。这里我们主要介绍用步进机来控制门的开启。其他设备：包括对出门无限制的情况下安装在门内侧的出门按钮，检测门的开/关状态的门磁，负责对整个防盗门报警系统供电的电源等部分。出门禁软件：门禁软件负责防盗门报警系统的监控、管理、查询等工作，监控人员通过门禁软件可对出入/口的状态、门禁控制器的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的产品，这类系统主要由接触器，继电器和开关组成。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5路复杂维护困难，并且由于受继电器触点数量的限制，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的设计要求而改变线路困难，即系统的灵活性，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，保护电路而构成的控制系统。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的一大特点。系统控制过程为从PLC的输入模块将必要的信号输入，通过PLC程序的执行，再通过输出模块，从而达到控制系统的目的。由于PLC实现了绝大部分逻辑控制功能，控制线路简单，发生故障的可能性大为降低，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的可靠性，另外，可编程控制系统的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，因而具有较高的灵活性、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的防盗门报警器控制系统，我将采用它作为本设计的控