一、傳統按鈕開關控制家用的缺點
傳統的室內家電(燈)控制采用的是按鈕開關控制,需要安裝到墻壁且位置比較分散,不利于實時查看和控制電器。比如當人洗完澡離開洗手間后忘記關閉洗手間浴霸,如果沒有及時發現可能會發生火災等安全事故。
二、基于三菱FX系列PLC與觸摸屏通信的智能家居控制系統設計思路
本設計以三菱FX1N PLC為系統控制核心,以觸摸屏為人機交互界面進行監控和控制,以紅外線傳感器、天然氣傳感器、煙霧傳感器、水流傳感器為室內信息采集模塊。觸摸屏可以單獨自由控制和監控家里的各種家用電器的得電和失電狀態,為了考慮到家電控制便捷性,本設計保留了家用電器獨自的按鈕開關控制方式。也即是我們既可以通過墻面分散安裝的按鈕開關控制家用電器的開關狀態,也可以通過觸摸屏監控和控制家用電器的開關狀態,從而實現家用電器的智能化控制,改善人們的生活質量。同時當發生天然氣泄漏時PLC能自動切斷天然氣并發出警報;當發生火災是能切斷總電源并自動噴水救火并利用備用電源發出警報;當忘記關水時PLC能自動切斷水源并報警,通過智能檢測控制從而保證人身財產安全。
三、基于三菱FX系列PLC與觸摸屏通信的智能家居控制系統的創新點
1.人機交互。能讓人更加方便的對家用電器進行監控和控制。
2.天然氣泄漏并切斷。出現天然氣泄漏后及時切斷天然氣并發出報警。
3.火災防控。當發生火災后及時報警、切斷電源并撲滅火苗。
4.防水災。當忘記關水或發生管道泄漏后及時切斷水閥,避免水災或減小水災造成的損失。
5.低壓按鈕開關控制。傳統開關控制時直接連接220V交流電,而PLC的按鈕開關控制是連接的PLC內部電源24V直流電源屬于低壓控制,大大提高了安全保障。
三、系統設計
系統組成
(一) 硬件部分
硬件部分由控制器、信號采集、負載控制和人機交互設備、電源五部分組成。
控制器:控制器采用三菱公司的FX1N系列PLC;
信號采集:包括開關控制、煙霧檢測、紅外線檢測、水流檢測、天然氣泄漏檢測部分組成,負責采集外部控制信號;
負載控制:包括滅火裝置、水源切斷裝置、天然氣切斷裝置、報警裝置、家用電器組成,負載家用電器和各種安全報警裝置的控制;
人機交互:人機交互設備采用昆侖通態MCGS 7寸觸摸屏;
電源:電源部分由220V交流電源給負載設備供電,24V直流電源給PLC供電;
系統接線圖
(二) 軟件部分
1.PLC梯形圖
2.人機交互界面建立
人機界面的按鈕和指示燈方法是類似的,所以下面以建立一個監控和控制元件為例。
(1)打開MCGSE組態環境編程軟件,并新建工程,工程設置如下。
(2)選中用戶窗口-新建窗口-并在窗口屬性設置中設置窗口名稱。
(3)將循環腳本時間修改成100MS,以100MS為時間周期采集信號。采集信號時間較長的話會影響采集精度。
(4)在工作臺界面的“設備窗口”中將“通用串口父設備”和“三菱FX系列編程口”添加到設備中。
(5)雙擊“窗口0”進入窗口編輯界面,并放置按鈕和指示燈。(指示燈大小和按鈕大小設置一樣大。
(6)在按鈕基本屬性中設置狀態抬起文本為“主臥”,背景顏色為“沒有填充”,邊線顏色為“沒有邊線”,并將按鈕排列在最前面,指示燈排列在最后面。
(7)按鈕操作屬性設置如下:
(8)指示燈單元屬性設置如下
(9)將指示燈與按鈕重合
(10)其它按鈕開關和知識燈按上面方法進行設置。
四、調試安裝
通過PLC通訊實現家庭電器自動控制,在通信臺實現廚房、臥室等用電器控制,這樣每當要關閉或者開啟時也不用到按鈕開關處開關電器,實現統一管理;當要離開家時關閉用電器電源時,一鍵關閉即可,而插座如冰箱等你就不用關閉。
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