智能家居控制系統(tǒng)基于三菱PLC的梯形圖設(shè)計案例梯形圖是PLC進行編程的形式之一，邏輯關(guān)系明顯，程序繪制簡單。本課題按照智能家居系統(tǒng)實現(xiàn)的功能要求，使用GX-Developer繪制智能家居控制系統(tǒng)的梯形圖程序。下面對梯形圖實現(xiàn)的動作進行逐一分析。開門程序如圖4-1所示：PLC輸入端X0、X1采用上升沿觸發(fā)，當(dāng)煙霧傳感器或者燃氣泄漏檢測有信號輸入時，輸出端Y0輸出信號，控制門打開，當(dāng)門打開完成時，接觸到行程開關(guān)，門開到位常閉觸點X12斷開，此時電動機停止運行，開門動作結(jié)束。這是自動控制，此外還可以選擇手動控制，按下手動開門按鍵，Y0有輸出，開門常開觸點Y0閉合，形成自鎖，控制門打開。并且和關(guān)門Y0的常閉觸點形成互鎖，當(dāng)開門時，關(guān)門程序斷開。圖4-1開門的梯形圖程序控制關(guān)門的梯形圖如圖4-2所示：安裝在門上和窗戶上的紅外感應(yīng)有信號輸出時，即表示正在有人試圖闖入室內(nèi)，此時PLC發(fā)出指令控制電動機執(zhí)行關(guān)門動作，關(guān)門動作完成時，行程開關(guān)常閉觸點X13斷開，電動機失電，關(guān)門動作停止。關(guān)門與開門之間同樣構(gòu)成互鎖，當(dāng)關(guān)門動作發(fā)生時，常閉觸點Y0斷開阻斷開門動作的發(fā)生。PLC執(zhí)行自動關(guān)門指令的前提是家中環(huán)境安全，即未發(fā)生燃氣泄漏或者火災(zāi)。如果家中燃氣泄漏或者發(fā)生火災(zāi)，則X4或者X6常閉觸點斷開，此時屏蔽闖入報警。也可以進行手動關(guān)門操作，程序原理與開門相同。圖4-2關(guān)門的梯形圖程序開窗程序如圖4-3所示：X6和X4采取上升沿觸發(fā)，當(dāng)室內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時X6閉合，當(dāng)發(fā)生燃氣泄露時X4閉合時。只要X6和X4其中一個閉合，Y2就會輸出信號控制電動機執(zhí)行開窗動作，窗開啟完全時限位開關(guān)X10常閉觸點斷開，開窗動作停止。也可以選擇手動開窗操作。圖4-3開窗的梯形圖程序關(guān)窗的梯形圖如圖4-4所示：當(dāng)門上或者窗戶上的紅外感應(yīng)檢測到信號時，X0和X1閉合，此時Y3發(fā)出信號控制電動機執(zhí)行關(guān)窗動作，窗關(guān)閉完全時，行程開關(guān)常閉觸點X13斷開，電動機斷電，關(guān)門動作結(jié)束。關(guān)門與開門之間同樣構(gòu)成互鎖，當(dāng)開門動作發(fā)生時，常閉觸點Y0斷開阻斷關(guān)門動作的發(fā)生。圖4-4關(guān)窗的梯形圖程序室內(nèi)照明系統(tǒng)程序如圖4-5所示：采用亮度傳感器檢測室內(nèi)光照強度，采用人體紅外感應(yīng)檢測室內(nèi)是否有人。當(dāng)室內(nèi)光線弱時X5自動閉合，當(dāng)檢測到室內(nèi)有人時X7自動閉合。當(dāng)X7和X5同時閉合時，Y17才可以輸出指令，控制室內(nèi)照明燈工作。如果手動操作斷開照明斷電按鈕X31，此時照明系統(tǒng)將一直處于關(guān)閉狀態(tài)，屏蔽傳感器指令。除了可以使用系統(tǒng)自動控制室內(nèi)照明外，還可以選擇手動閉合X24，打開室內(nèi)燈光設(shè)備。圖4-5照明系統(tǒng)的梯形圖程序溫度控制程序如圖4-6所示：使用溫度傳感器實時采集室內(nèi)溫度，通過A/D轉(zhuǎn)換模塊后傳送給PLC，通過TO和FROM指令將數(shù)據(jù)存儲在地址D0中，通過PLC的觸點比較指令，調(diào)控室內(nèi)溫度變化。當(dāng)傳感器測得室內(nèi)的溫度大于空調(diào)開啟溫度時，Y6有輸出，控制空調(diào)運轉(zhuǎn)，常開觸點Y6閉合形成自鎖，當(dāng)室內(nèi)溫度小于空調(diào)開啟溫度時，Y6依舊可以輸出信號控制空調(diào)運轉(zhuǎn)，直到室內(nèi)溫度降到空調(diào)停止溫度時，Y6停止輸出，空調(diào)運轉(zhuǎn)結(jié)束。當(dāng)室內(nèi)溫度小于地暖開啟溫度時，PLC通過Y7輸出信號控制地暖運轉(zhuǎn)，常開觸點Y7閉合形成自鎖，此時室內(nèi)溫度升高至大于地暖開啟溫度，Y7依舊輸出信號控制地暖運轉(zhuǎn)，當(dāng)室內(nèi)溫度升高至地暖停止溫度時，指令輸出端Y7停止指令輸出，地暖停止運轉(zhuǎn)。通過設(shè)定空調(diào)開啟溫度、空調(diào)停止溫度、地暖開啟溫度和地暖停止溫度使室內(nèi)溫度處于舒適的范圍之內(nèi)。除了系統(tǒng)自動根據(jù)室內(nèi)的溫度控制空調(diào)和地暖的開啟與關(guān)閉來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度之外，還可以通過手動操作空調(diào)開關(guān)X27和地暖開關(guān)X30開調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度。圖4-6溫度控制的梯形圖程序濕度控制程序如圖4-7所示：使用濕度傳感器采集室內(nèi)濕度信息，通過A/D轉(zhuǎn)換模塊后傳送給PLC，通過TO和FROM指令將數(shù)據(jù)存儲在地址D1中，通過PLC的觸點比較指令，調(diào)控室內(nèi)濕度變化。當(dāng)D1的值大于D6和D7的值時，Y11輸出指令控制除濕機運轉(zhuǎn)，降低室內(nèi)濕度，常開觸點Y11閉合形成自鎖，當(dāng)室內(nèi)濕度小于濕度上限時，Y11依舊可以輸出信號控制除濕機運轉(zhuǎn)，直至室內(nèi)濕度降為濕度下限，Y11停止輸出，除濕機停止運轉(zhuǎn)。當(dāng)D1小于D6和D7的值時，PLC通過Y10輸出信號控制加濕器運轉(zhuǎn)，常開觸點Y10閉合形成自鎖，當(dāng)室內(nèi)濕度升高至濕度上限時，Y10停止信號輸出，加濕器停止運轉(zhuǎn)。通過設(shè)定濕度上限和濕度下限使系統(tǒng)自動調(diào)控室內(nèi)濕度在舒適的范圍之內(nèi)。圖4-7濕度控制的梯形圖程序報警控制程序如圖4-8所示：智能家居系統(tǒng)設(shè)計過程中共采用了三種報警裝置，采用三種不同的報警裝置，可以在發(fā)生報警時，讓室內(nèi)人員能夠迅速做出相應(yīng)的應(yīng)對舉措，盡可能減少人員的損失。Y14輸出信號發(fā)生闖入報警，Y15輸出信號發(fā)生火災(zāi)報警，Y16輸出信號發(fā)生燃氣泄漏報警。當(dāng)門上紅外檢測或者窗戶紅外檢測有信號時，觸點X0或者X1閉合，Y14輸出闖入報警信號，提醒人員發(fā)生闖入。當(dāng)煙霧傳感器有信號時，觸點X6閉合