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1、内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题 目：基于PLC的智能家居安防系统学生姓名：学 号： 0专 业：自动化班 级：自2005-3班指导教师：I内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）基于PLC的智能家居安防系统摘要随着我国经济的快速发展，生活水平的不断提高，人们对居家的概念已从最初满足简单的居住功能发展到注重对住宅的人性化需求。安全、舒适、快捷、方便的智能小区，已成为住宅发展的主流趋势，其中，安全性是首要目标。智能小区安全性的实现，除了人为的因素外，主要依靠小区的智能化安全防范系统。所以研究和开发智能家居安防系统具有很高的实用价值。在安防系统中，防火和防盗是主要的。因此，通过传感器
2、把各种防火防盗的信号传输给小区报警中心，小区报警中心能迅速做出反应，阻止不法分子的得逞和火灾的发生。智能安防系统就是保障了人们居家的安全和利益，使人们的生活更加安全、舒适。所以设计和开发智能家居安防系统，不仅具有很强的现实意义，也有广泛的市场前景。本设计介绍了西门子 S7-300的通信协议和工控组态软件WinCC在家具安防系统中的应用,并讨论通过用 MPI 网络实现 S7-300与工控组态软件WinCC 之间通信和用PROFIBUS-DP总线实现S7-300与S7-300之间通信的方法。关键字: 智能小区；安防系统；WinCC；住宅；报警Based on PLC intelligent hou
3、sehold security system AbstractWith economy rapid developed and living standard continuous improved, peoples concept of home has changed from initial simple living function to the individual demands. The intelligent community, which is safe, convenient and comfortable, has become the housing develop
4、ment tendency. And safety is the primary target in that tendency. The safe of the intelligent community, except for human factors, mainly rely on safe guard system of intelligent community. So the research and development of intelligent household security system has high practical value. In the secu
5、rity system, fireproofing and security system is very important. Therefore, if transmit various fire-theft alarm signal to the community alarm centers through the sensor, community alarm centers can rapid reaction so that prevent the lawbreakers actions and prevent fire occurrence. Intelligent surve
6、illance system is the guarantee for the security and interests of the housing people and makes the life of people more safe and comfortable. So the design and development of intelligent household security system, not only has a strong practical significance, bur also has wide prospect of market. Thi
7、s design introduces application of Siemens S7-300 communication protocol and the industrial control configuration software security system WinCC in furniture security system. Then the paper discusses the methods which use MPI network to realize the communicating between S7-300 and industrial control
8、 configuration software WinCC, and use PROFIBUS-DP to realize the communicating between S7-300 and S7-300.Kye words: Intelligent village; Security systems; WinCC; House; alarm目录摘要IAbstractII第一章 概述11.1 绪论11.2 PLC的应用领域和发展趋势21.2.1 PLC的应用领域21.2.2 PLC的发展趋势31.3 西门子S7-300简介41.3.1 一般特性41.3.2 模块的种类41.3.3 通信5
9、1.3.4 扩展功能61.4 监控软件WinCC简介61.5 STEP 7编程软件简介71.6 智能家居安防系统开发的必要性81.7 国内外发展现状81.8 论文的主要研究内容8本章小结9第二章 智能家居安防系统102.1 智能家居安防系统的组成与工作原理102.1.1 智能家居安防系统的组成102.1.2 智能家居安防系统的工作原理112.2 智能家居安防系统的设计112.2.1 系统的硬件设计112.2.1.1 S7-300系列的PLC硬件系统112.2.1.2 PLC的选型152.2.1.3 PLC扩展机架和供电电源的设计152.2.2 系统的软件设计152.2.2.1 程序流程图152
10、.2.2.2 PLC的I/O地址分配表152.2.2.3 程序16本章小结17第三章 WinCC对小区报警的组态183.1 西门子S7-300及工程组态软件的应用183.1.1 S7-300、多点接口网络 ( MPI ) 及PROFIBUS-DP183.1.2 S7-300与S7-300之间的通信连接193.1.3 S7-300与工控组态软件WinCC之间的通信273.2 组态小区报警283.2.1 建立项目及项目管理器介绍283.2.2 组态变量303.2.3创建过程画面及组态项目353.2.3.1 图形编辑器的布局353.2.3.2. 建立过程画面363.2.3.3. 创建及组态过程画面3
11、7本章小结45第四章 WinCC与STEP 7对小区报警的监控464.1 STEP 7对PLC的模拟464.1.1 创建项目464.1.2 硬件组态474.1.3 在线调试474.1.4 PLCSIM484.2 小区报警系统的模拟运行494.2.1 在STEP 7中编写运行的模拟程序494.2.2运行中的主画面504.2.3 运行中的报警画面504.2.3.1 运行中的报警原因画面504.2.3.2 运行中的报警楼号画面504.2.3.3 运行中的报警住户画面514.2.4 运行中的报警记录画面534.2.5 运行中的归档画面534.2.6 运行中的报表画面53本章小结55总结与展望56参考文
12、献57附录A 程序58致谢67 I第一章 概述1.1 绪论随着智能家居的发展和人民生活水平的提高，人们对财产、人身安全的要求也越来越高，安防系统不再只局限于防盗，而且要能做到防火、防劫，以及即时解决突发事件，家居安防模式也由古老的铁门铁锁铁栏杆（被动式防盗）逐渐向各种电子探测器、报警中心（主动式防盗）方向发展。智能家居安防系统开始逐渐成为普通用户和智能家居设备提供商的关注重点，因此开发一套安全可靠的安防设备，成了当务之急。智能家居安防系统是指由各种先进的、智能化的电子保安设备对住宅各要害部位进行多种监测、一旦监测到异常情况就触发报警服务的智能系统；它集防盗、防劫、防火、防燃气泄漏等功能于一体，
13、一遇异常即刻自动报警，系统中各安防设备相互通信配合，让居住者高枕无忧。家居安防系统主要由防盗、防火灾、防燃气泄漏报警系统组成。安防报警系统必须具有稳定、可靠、易操作等特点，且能保证实现有警必报、无警不误报这两个主要目标。现在市场上已经有不少针对家居的安防系统出现，主要可分为两类。一种是较为传统的本地监控方式，主要是由一些报警探头和对讲门铃等组成，当用户出门以后，该系统就不能发挥应有的作用，这样在最需要监控的时刻设备反而不能发挥应有的作用。另一种对传统的方式进行了改进，当出现报警后，该信息可通过小区报警中心，由小区报警中心的工作人员派出保安人员去进行检查和通知主人。通过小区联网，采用可编程控制器
14、可实现对整个小区内所有安装家庭安全防范系统的用户进行集中的保安接警管理。每个家庭的安全防范系统通过总线都可将报警信号传送到管理中心，管理人员可确认报警的位置和类型，同时计算机还显示与住户相关的一些信息，以供保安人员及时和正确的进行接警处理。安防监控系统是智能化住宅小区的重要组成部分。其监控系统对小区重点区域采取实时监控、层层设防。让业主生活在无形防盗网之中。既安全，又人性化，使智能住宅小区具备了全方位的安全保障。楼宇自动化的不断发展，由古老的家居安防模式（被动式防盗）远远不能满足住户要求。我们本次设计的家居安防系统就是采用可编程控制器S7-300系列，它不仅可靠性高，而且操作、修改、扩展极为方
15、便，提高了安防系统的功能与性能。可编程控制器与个人计算机、图形工作站、小型机等相结合，可实现屏幕显示、数据采集、记录保持、回路面板显示等功能亦即实现了分散型控制系统的功能。可编程控制器的不断发展，使越来越多的工程人员认识到它的优越性。对于当今的可编程控制器来说，凡是需要自动化控制系统存在的地方，就需要可编程控制器。目前来说，可编程控制器主要应用于有大量开关和少量模拟量的控制系统方面。本设计从掌握和规划家居安防自动控制系统入手，重点介绍如何实现小区的网络扩建和上位机监控的小区报警问题，了解家居安防系统控制工艺和流程，熟悉如何利用西门子WinCC监控软件实现对可编程控制器进行监控和STEP7软件对可编程控制器进行模拟控制，从而做到系统完善与实现。1.2 PLC的应用领域和发展趋势1.2.1 PLC的应用领域目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、安全防范、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几
