基于logo双路红外报警学士学位论文.docx

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基于logo双路红外报警学士学位论文

目录

摘要2

1前言2

2LOGO！

可编程逻辑控制模块3

2.1概述3

2.2LOGO!

硬件4

2.3LOGO!

系统I/O配置6

2.4软件编程7

2.4.1编程界面7

2.4.2LOGO!

编程基础10

2.4.3常量和连接器-Co13

2.5编程方法16

2.5.1功能块图法（FBD）16

2.5.2梯形图法（LAD）16

3设计方案与要求17

4系统硬件的设计17

5系统的软件设计18

5.1程序模块的设计18

5.1.1双路检测报警模块19

5.1.2显示报警线路模块19

5.1.3声光同步报警模块20

5.1.4可键盘控制报警器模块20

5.2软件仿真结果21

5.2.1控制功能仿真22

5.2.2程序验证23

结论24

参考文献24

致谢25

附录LAD图26

摘要

随着社会的飞速发展，入室盗窃成为人们日益关心的问题。

每年为此而丢失的财物不计其数。

现代防盗方式主要为防盗门防盗锁、防盗窗，然而这类防盗设备主要是以增加盗贼入室的难度来达到防盗的目的。

这种单纯的机械类设备，在较长时间无人环境下，防盗效果往往不尽如人意，所以人们需要越来越多的新防盗系统来确保自己财物的安全。

至此，红外报警系统越来越受到人们的喜爱。

本论文介绍一种以西门子LOGO!

为控制器，并使用与LOGO!

配套的LOGO!

softcomfortV6.0进行软件设计的双路红外报警系统。

该系统可实现检测红外线进行声光报警功能，可显示报警线路和手动关断报警。

设计借助了LOGO!

softcomfortV6.0软件进行控制程序的编写及其仿真，其中在程序中大量采用与门模块、或门模块等相应逻辑功能模块来实现上述控制功能。

本设计是基于LOGO!

为控制核心的双路红外报警系统的设计，不仅结构简单方便，而且经济实用。

1前言

防盗报警系统是用物理方法或电子技术，自动探测发生在布防监测区域内的侵入行为，产生报警信号，并提示值班人员发生报警的区域部位，显示采取对策的系统。

防盗报警系统是预防抢劫、盗窃等意外事件的重要设施。

一旦发生突发事件，就能通过声光报警信号在安保控制中心准确显示出事地点，使于迅速采取应急措施。

防盗报警系统与出入口控制系统、闭路电视监控系统、访客对讲系统和电子巡更系统等一起构成了安全防范系统。

本设计是基于LOGO!

为控制核心的双路红外报警系统的设计，可以更加准确方便的给与报警信号。

有效的保护我们的财产安全。

该报警系统具有可靠性高，抗干扰能力强，使用寿命长，维修方便，便宜的特点。

2LOGO！

可编程逻辑控制模块

2.1概述

LOGO!

是西门子公司研制的通用逻辑模。

LOGO!

的出现填补了继电器与PLC之间的技术空白。

它不同于PLC，它有许多优于它们的地方。

LOGO!

集成了：

1.控制器；2.操作面板和带背景灯的显示面板；3.电源；4.扩展模块接口；5.存储器卡、电池卡、存储器/电池集成卡、LOGO!

PC或者USBPC电缆的接口；6.可选文本显示器（TD）模块的接口；7.预先配置的标准功能，例如：

接通断开延时、脉冲继电器和软键；8.定时器；9.数字量和模拟量标志；10.输入和输出，依据设备类型。

LOGO!

内部集成了8个基本功能模块和26个特殊功能模块。

包含了12个定时功能、3个继电器触发功能、5个模拟量功能以及计数器、信息文本和移位寄存器等多种功能。

如果客户使用LOGO!

编程软件，只需在计算机上，通过简单的拖曳和连线功能即可完成控制程序的编写。

它的离线模拟功能可以检测程序执行结果或模拟现场控制。

LOGO!

编程功能软件不仅提供了功能块的编程方式，还提供了梯形图的编程模式，两种模块之间可以随意切换，无须担心，LOGO!

轻松软件会自动实现两种不同编程语言的转化，从而方便了熟悉PLC编程方式的技术人员对LOGO!

的使用。

高质量的LOGO!

几乎得到了世界上所有质量的认证，如CE、UL、CSA、FM等。

LOGO!

广泛应用于各种领域：

LOGO!

可在家庭和安装工程中使用，例如用于楼梯照明、室外照明、遮阳蓬、百叶窗、商店橱窗照明等，也可在开关柜和机电设备中使用，例如：

门控制统、空调系统、或雨水泵等。

LOGO!

也可以作为专用控制系统应用在暖房或温室中，用于控制操作信号，如果连接了通讯模块（例如：

AS-i模块），还可分散式本地控制机器和流程。

此外，还提供不带操作面板和显示单元的特殊型号，它们适用于小型机械设备、电气装备。

2.2LOGO!

硬件

1.LOGO!

本机模块

目前提供的LOGO!

本机模块有两大类：

基本型和经济型。

基本型的带面板显示，经济型的不带面板显示。

如图3.1所示，LOGO!

本机模块的两种外形。

LOGO!

本机型号模块如表3.1所示。

图3.1LOGO！

本机模块的两种外形

表3.1LOGO！

本机模块型号

类型

名称

供电电压

输入

输出

属性

带显示器

LOGO!

12/24RC

12/24VDC

8个数字量

4个继电器

（10A）

LOGO!

24

24VDC

8个数字量

4个固态晶

体管

24V/0.3A

没有时钟

LOGO！

24RC

24VAC/

24VDC

8个数字量

4个继电器

（10A）

LOGO!

230RC

115...240V

AC/DC

8个数字量

4个继电器

（10A）

不带显示器

LOGO!

12/24RCo

12/24VDC

8个数字量

4个继电器

（10A）

没有显示单元

没有键盘

LOGO!

24o

24VDC

8个数字量

4个固态晶

体管

24V/0.3A

没有显示单元

没有键盘

没有时钟

LOGO!

12/24RCo

24VAC/24

VDC

8个数字量

4个继电器

（10A）

没有显示单元

没有键盘

LOGO!

12/24RCo

115...240V

AC/DC

8个数字量

4个继电器

（10A）

没有显示单元

没有键盘

注：

[1]下列输入可以交替使用：

4个模拟量输入（0...10V）和4个快速数字量输入。

[2]230VAC型：

分为两组，每组包含4个输入。

同一组内的每个输入必须连接到相同的相位。

相位不同的组之间可以互连。

[3]这些数字量输入可以运行拉电流或者潜电流输入。

2.LOGO!

扩展模块

LOGO!

扩展模块分为三种：

数字量模块、模拟量模块、通讯模块。

可以连接到LOGO!

的扩展模块如表3.2所示。

表3.2LOGO！

扩展模块

类型

名称

电源

输入

输出

数字量模块LOGO!

DM8

LOGO!

DM812/24R

12/24VDC

4个数字量

4个继电器（5A）

LOGO!

DM824

24VDC

4个数字量

4个固态晶体管

24V/0.3A

LOGO!

DM824R

24VAC/DC

4个数字量

4个继电器（5A）

LOGO!

DM8230R

115...240VAC/DC

4个数字量

4个继电器（5A）

数字量模块LOGO!

DM16

LOGO!

DM1624

24VDC

8个数字量

8个固态晶体管

24V/0.3A

LOGO!

DM1624R

24VDC

8个数字量

8个继电器（5A）

LOGO!

DM16230R

115...240VAC/DC

8个数字量

8个继电器（5A）

模拟量

模块

LOGO!

AM2

12/24VDC

2个模拟量

0...10V或者

0...20mA2）

无

LOGO!

AM2PT100

12/24VDC

2Pt100

-50℃到+

200℃

无

LOGO!

AM2AQ

24VDC

无

2个模拟量

0...10V或者

0/4....20mA

通讯

模块

LOGO!

CMAS接口

30VDC

LOGO!

物理输

入的后四个输

入

（ln...ln+3）

LOGO!

物理输

出的后四个输

出

（Qn...

Qn+3）

LOGO!

CMEIB/KNX

24VAC/DC

最多16个虚

拟数字输入（I）;

最多8个虚拟

数字输入（AI）

最多12个虚拟数字输出（Q）;

最多2个虚拟

数字输出（AQ）

注[1]各输入中不允许有不同的相位。

[2]可选择连接0...10V或者0...20mA。

[3]数字量输入可以运行拉电流输入或者潜电流输入。

[4]分为两组，每组包含4个输入。

同一组内的每个输入必须连接到相同的相位。

相位不同的组之间可以互连。

[5]0/4...20mA的电流仅可用于订货号为6ED1055-1MM00-0BA1的模块，并且可以选择连接0...10V或者0/4...20mA。

2.3LOGO!

系统I/O配置

1.本机模块的扩展配置

当LOGO!

本机模块的I/O点数不足以满足控制要求时，可以用扩展模块对本机进行扩展。

LOGO!

本机模块和扩展模块的搭配也不是随意的，总结有如下2条规则：

（1）数字量扩展模块只能链接到相同电压级的LOGO!

本机模块和相同电压等级的扩展模块上；

（2）模拟量扩展模块和通讯模块可以链接到任何电压的设备上。

2.最大系统的I/O配置

LOGO!

系统最多可以有24个数字量输入、16个数字量输出、8个模拟量输入。

（1）若LOGO!

本机模块没有模拟量的输入，则可以接4个数字量扩展模块和4个模拟量扩展模块。

（2）若LOGO!

本机模块有2个模拟量输入，则可以接4个数字量扩展模块和3个模拟量扩展模块。

3.系统的最大资源

LOGO!

系统最大可以使用130个功能模块、60个REM、24个数字量输入、16个数字量输出、24个数字量存储标识、8个模拟量输入、2个模拟量输出、6个模拟量存储标识、10个文本显示、2000个程序存储容量、64个块名、16个开放的连接器、4个光标键、1个移位寄存器及8个移位寄存器位。

2.4软件编程

2.4.1编程界面

LOGO!

softComfort软件是西门子公司专门为LOGO!

所开发的编程软件。

该软件采用图形用户界面，操作界面简洁明了，便于操作者进行简单快速的编写程序。

图3.3为LOGO!

softComfort的编程界面。

更重要的是LOGO!

softComfort软件具有十分丰富的功能模块。

主要分为基本功能模块（GF）和特殊功能模块（SF），其中特殊功能模块中有包含了接通延时器、关断延时器、脉宽触发继电器、边缘触发脉冲继电器、异步脉冲触发器、随机发生器等大量的功能模块。

每个功能块或者输入/输出块均可以分配有通过块参数设置功能所规定的参数。

通过块参数设置功能可以给某个输入块设置一个新的输入端子。

只要这个新的输入端子尚未在控制程序中使用即可。

借助于这些功能强大的模块，编程时只需通过选择、拖拽相关的功能，然后连线，就可简单轻松的创建你所需要的梯形图或功能块图。

LOGO!

SoftComfortV6.0以LOGO!

SoftComfort的空白用户界面启动。

单击该图标：

结果：

LOGO!

SoftComfort创建了一个新的空白电路程序。

LOGO!

SoftComfort的完整用户界面，如图3.2所示。

创建电路程序的编程界面占用了画面的绝大部分空间。

电路程序的图标和逻辑链接排列在此编程界面上。

为了帮助您总览大型电路程序，在编程界面的右侧和底部包含滚动条，可以利用它们沿垂直和水平方向滚动电路程序。

1菜单栏2标准栏3编程界面4信息框5状态栏6常量连接器7编辑工具栏

图3.3LOGO!

SoftComfort用户界面

菜单栏:

位于LOGO!

SoftComfort窗口的顶部。

在此，您可以找到用于编辑和管理电路程序的各种命令，以及用于定义默认设置和向LOGO!

传送电路程序/从LOGO!

传送电路程序的功能。

工具栏:

LOGO!

SoftComfort提供了以下三个工具栏：

标准工具栏、编程工具栏、仿真工具栏

标准工具栏位于编程界面的上方。

LOGO!

SoftComfort在启动后将显示仅提供基本功能的简化标准工具栏。

通过该标准工具栏可以直接访问LOGO!

SoftComfort的基本功能。

当您在编程界面上打开一个要进行编辑的电路程序后，您可以看到完整的标准工具栏。

您可以使用这些图标创建新的电路程序；或者下载、保存和打印现有的程序，剪切/复制和粘贴对象，或启动到LOGO!

设备和来自LOGO!

设备的数据传输。

您可以使用鼠标选择和移动标准工具栏。

在您关闭该工具栏后，它始终会嵌入到菜单栏顶部。

编程工具栏位于画面的左侧。

其图标可用于切换至其它编辑模式，或用于快速、简单地创建或编辑电路程序。

您可以用鼠标将编程工具栏拖放至其它位置。

在您关闭该工具栏后，它始终会嵌入到菜单栏顶部

仿真工具栏：

该工具栏仅与电路程序的仿真操作相关。

信息框：

信息窗口位于编程界面底部，其中显示了信息和注意事项以及由工具->确定LOGO!

推荐的用于电路程序的LOGO!

设备

状态栏：

位于程序窗口的底部。

它显示了当前激活的工具、程序状态、缩放系数、电路图的页码和所选的LOGO!

设备。

2.4.2LOGO!

编程基础

1.输入标志符

LOGO!

有如下输入标识符：

S（Set置位）设定输入为“1”；

R（Reset复位）设定输出为“0”；

Trg（Trigger触发器）触发某一个功能的启动；

Cnt（Count计数器）记录脉冲的个数；

Fre（Frequency频率）频率信号；

Dirt（Derection方向）决定计数的方向；

En（Enable使能）启动某一个功能；

Inv（Invert反向）反向功能块的输出信号；

Aal（Resetall复位所有的数值）复位所有的内部数值；

X（在SF输入的连接器）将SF的输入设定为Low；

Par（Parameter参数）功能块参数的设定；

No（Cam模型）配置时间的模型；

P（Priority优先级）配置信息的优先顺序。

2.实时时钟的后备

程序存储在EPROM中，永远不会丢失。

当LOGO!

系统断电后，系统内部的时钟继续运行，温度为25℃时可保持80h。

具有保持功能的功能块的数值依靠超级电容也可以保存80h。

3.保持性

当LOGO!

系统断电后，具有保持功能的功能块的数值不会马上丢失，依靠超级电容可以保存80h。

当电源回复后，功能块继续从断点处开始运行。

运行时间计数器时钟具有保持性。

R：

保持当前数据（Rem=on）,/：

不保湿当前数据（Rem=off）。

4.参数保护

将具有参数保护功能的功能块设定为参数保护，则在参数赋值菜单中不能对其参数进行更改。

+：

在参数赋值菜单中允许读写参数,-：

在参数赋值蔡荡中不允许读写参数。

5.模拟量的计算

LOGO!

将模拟量输入端的信号转换为0～1000的数字量信号.若AI端的信号是0～10V的信号，则内部该信号的数值为0～1000，3V对应为300。

计算规则：

实际值Ax=输入Ax的内部值*增益+偏置。

6.转换老版本到新版本

LOGO!

如今已发展到第六代（OBA5），由于在硬件上的功能功能有了很大的提高，所以要想将第一代（OBA0）、第二代（OBA1）、第三代（OBA2）、第四代（OBA3）、和第五代（OBA4）的程序继续在第六代的LOGO!

中使用，应先将程序转换到第六代。

步骤如下：

（1）打开LOGO!

SoftComfortV6.0；

（2）选择菜单Tools（工具）→SelectHardware（选择硬件），如图3.3所示。

图3.3　选择硬件

7.时基的有效范围

时基的有效范围如表3.3所示。

表3.3时基的有效范围

时基

最大值

分辨率

精度

S（s）

99.99

10ms

±10ms

M（min）

99.59

1s

±1s

H（h）

99.59

1min

±min

参数T的时间数值可以定义为一个常数，也可以定义成已经编程了功能块的计算值。

这些功能块可以是：

加减计数器、模拟量比较器、模拟量放大器和模拟量阈值触发器。

注意：

定义的时间T应≥0.02s。

因为没有定义<0.02秒的T。

T的精度：

由于电子元件的性能有细微差别，所以设定的时间T会有所偏差。

LOGO!

中，最大偏差为±0.02%。

如果T的0.02%小于0.02秒，则最大偏差为0.02秒。

示例：

每小时（3600秒）最大偏差是±0.02%，相当于±0.72秒。

每分钟（60秒）最大偏差是±0.02秒。

定时器的精度（周定时器/年定时器）:

为了保证偏差不会导致C型LOGO!

实时时钟定时不准确，定时器值不断与一个高精度时基进行比较并做相应的调整。

以此保证每天的最大时间误差为±5s。

8.程序下载

不管LGOO!

是处于运行状态还是停止状态，用户都可以用PC电缆将程序下载到LOGO!

中去。

程序不能下载到LOGO!

中的情况，绝大多数是因为没有设置好通讯接口。

设置通讯接口：

选择菜单Tools→Options，在对话框中点Interface，选择所需要的COM端口，如图3.4所示。

图3.4设置通讯接口

2.4.3常量和连接器-Co

常量和连接器（=Co）是输入、输出、标志和固定的电压电平（常量）。

1.输入

（1）数字量输入　

数字量输入用I标识。

数字量输入（I1，I2，...）的编号按照它们安装时的顺序依次对应于LOGO!

基本模块和连接的数字模块的输入连接器的编号。

LOGO!

型号：

LOGO!

24、LOGO!

24o、LOGO!

12/24RC和LOGO!

12/24RCo的快速数字量输入I3、I4、I5和I6可以用作快速计数器。

（2）模拟量输入　

LOGO!

24、LOGO!

24o、LOGO!

12/24RC和LOGO!

12/24RCo等型号都具有输入I1、I2、I7和I8，这些输入也可以用作输入AI3、AI4、AI1和AI2等进行编程。

就可以对这些模块进行配置，从而确定它们是使用其中两个模拟量输入（AI1和AI2）还是全部四个模拟量输入。

I1、I2、I7和I8输入端的信号视为数字量值；而在AI3、AI4、AI1和AI2输入端的信号视为模拟量值。

注意，AI3相当于I1，AI4相当于I2。

因为在0BA5系列上，AI1相当于I7，而AI2相当于I8。

相连的模拟量模块编号的输入编号和现有的模拟量输入编号一致。

在编程模式下，如果您选择一个包含模拟量输入的特殊功能的输入信号，则LOGO!

会提供模拟量输入AI1-AI8、模拟量标志AM1-AM6和包含模拟量输出AQ1和AQ2以及模拟量输出的功能块编号。

1.输出

（1）数字量输出

数字量输出用字符Q标识。

输出编号（Q1，Q2，...Q16）的编号按照它们安装时的顺序依次对应于LOGO!

基本模块及其扩展模块的输出连接器的编号。

要与LOGO!

基本型上的输出连接器数量以及扩展模块的数量一致以对它们进行安装。

见图3.5。

同样，也提供16个未使用的输出。

它们通过x加以标识，并且不能在电路程序中重复使用（例如，和标志不同）。

下表列出了所有编程的未使用的输出以及一个还没有配置的未使用输出。

未使用的输出可用于特殊功能，如果只有消息文本对电路程序比较重要。

（2）模拟量输出　

模拟量输出用字母AQ标识。

有两个模拟量输出可用，名为AQ1和AQ2。

模拟量输出只能连接到某个功能的模拟量输入、模拟量标志AM或模拟量输出连接器。

图3.5举例说明了LOGO!

的配置和电路程序中输入和输出的编号。

图3.5LOGO！

连接图

3.标志块

标志块用字母M或AM标识。

它们是输出其输入值的模拟量输出。

LOGO!

提供27个数字量标识M1...M27和6个模拟量标识AM1...AM6。

4.启动标志

因为M8标志设置在用户程序的第一个循环内，因此它可用作电路程序的启动标志。

当电路程序完成它的第一个循环后，信号自动复位。

M8可以在所有其它循环中用作设置、删除和对过程的评估，其方法和其它的标志相同。

、

5.背光标志M25和M26

标志M25用于控制LOGO!

TD的背光。

标志M26用于控制LOGO!

TD的背光。

6.移位寄存器

LOGO!

提供移位寄存器位S1到S8，在电路程序中，它们为“只读”。

只能通过“移位寄存器”这一特殊功能修改移位寄存器位的内容。

2.5编程方法

LOGO!

编程常用的编程方法有两种：

功能块图（FBD）法和梯形图法（LAD）。

2.5.1功能块图法（FBD）

功能块图类似于普通功能逻辑图，它沿用了半导体逻辑电路的逻辑框图的表示方式。

一般用一种功能方框表示一种特定的功能，框图内的符号表示了该功能块图的功能。

功能块图是图形化的高级编程语言。

通过软件连接的方法把所需的功能模块图连接起来，用于实现系统的控制。

功能块图的表示格式有利于程序的跟踪。

图3.6所示即为功能块图。

图3.6FBD图

2.5.2梯形图法（LAD）

体形图是与电气控制电路图相呼应的图形语言，它与西门子的PLC梯形图设计类似。

它沿用了继电器、触点、串并联等术语和类似的图形符号，并简化了符号，还增加了一些功能性的指令。

梯形图是融逻辑操作、控制于一体，面向对象的、实时的、图形化的编程语言。

梯形图信号流向清楚、简单、直观、易懂，很适合电气工程人员使用。

在LOGO!

softComfort软件中梯形图与功能块图之间。

可以随意进行切换。

如图3.7所示。

图3.7LAD图

3设计方案与要求

本设计是基于LOGO!

的双路红外报警系统，利用LOGO!

通用逻辑控制模块及其计算机辅助设计软件，来实现逻辑控制。

以logo！

为主控制器，设计制作一个双路红外报警器，用以实现检测红外线进行声光报警功能。

（1）双路检测报警；

（2）能显示报警线路；

（3）声光同步报警；

（4）可键盘控制报警器。

4系统硬件的设计

LOGO!

的扩展模块分为数字量模块、模拟量模块和通讯模块。

在本控制系统中，需要4个数字输入量，4个数字输出量。

由于本机模块LOGO!

12/24RC为4个数字量输入，4个继电器输出，满足控制要求。

LOGO!

12/24RC输入输出接线如图4.2所示。

图4.2

5系统的软件设计

5.1程序模块的设计

5.1.1双路检测报警模块

双路检测报警模块；有2个报警线路，只要有一个接收到报警信号，就会触发报警。

图5.1是双路红外报警系统的双路检测报警工作块：

图5.1

5.1.2显示报警线路模块

（2）能显示报警线路；一旦报警，会显示报警线路。

图5.2是双路红外报警系统的报警线路：

图5.2

5.1.3声光同步报警模块

（3）声光同步报警；当接收到报警信号，之后报警灯和蜂鸣器会同时响起，不断闪烁。

图5.3是双路红外报警系统的声光同步报警：

图5.3

5.1.4可键盘控制报警器模块

4）可键盘控制报警器；关闭警报电