基于PLC的智能安防监控系统设计
摘要：伴随着科技的进步，我国经济在近年来呈现出了极为迅猛的增长态势，民众的日常生活品质亦达到了相对优渥的小康水平。旧式的智能安防摄像监控系统已经不能够满足新时代对发展的各项需求。因此，人们开始探索更新型的智能安防监控体系，这涉及到全自动化监控、即刻警报响应、多样化探测模式融合（例如侵入感知、火警早警、有害气体侦测等）和亲和力强的用户操作界面，进而构建了完善的以PLC为主导的智慧型防护监视系统的整体解决方案。该课题立足于PLC控制技术，致力于打造新一代的智能安防监控系统，以替代老旧的安防摄像监控方案。该系统集成了烟雾感应器、红外移动检测器及煤气泄露探测器等多种输入装置。
关键词：安防视频监控；PLC；自动化；报警
Design of intelligent security monitoring system based on PLC
Abstract：With the advancement of technology, our economy has shown a very rapid growth trend in recent years, and the quality of people's daily lives has reached a relatively affluent level of small. The old-fashioned smart security camera surveillance system can no longer meet the various needs of development in the new era. Therefore, people began to explore newer types of intelligent security monitoring systems, which involve full automation of monitoring, instant alarm response, integration of diverse detection modes (such as intrusion detection, early fire alarm, harmful gas detection, etc.)， and user-friendly operation interface, thereby building a comprehensive overall solution for a smart PLC-based security monitoring system. This project is based on PLC control technology and aims to create a new generation of intelligent security monitoring system to replace the old security camera surveillance solution. The system integrates various input devices such as smoke sensors, infrared motion detectors, and gas leak detectors.
KeyWords：security video monitoring; Programmable logic Controller; automation; alarm
目录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3本课题的主要研究内容 2
第二章 智能安防监控系统 3
2.1 安防监控系统工作原理需求分析 3
2.2 系统总体框图 3
2.3防盗报警系统 3
2.4防火报警系统 4
第三章 安防系统硬件设计 5
3.1 控制系统的选择 5
3.2 PLC的特点 6
3.3 PLC选型 7
3.4 传感器选型 8
3.4.1 烟雾探测器 8
3.4.2 红外探测器 8
3.4.3 气体传感器 8
3.5输出设备选型 8
3.5.1蜂鸣器 8
3.5.2 警示灯 8
3.6 主电路设计 9
3.7 PLC控制电路设计 9
3.7.1 I/O分配 9
3.7.2 PLC外部接线图 10
第4章 系统软件设计 11
4.1 系统总体控制设计 11
4.2 火灾报警系统设计 13
4.3 防盗报警系统设计 15
4.4煤气泄漏报警系统设计 16
第5章 WinCC对安防报警的组态 19
5.1 S7-300和MPI 19
5.2 通信连接 20
5.3 建立项目 23
5.3.1 组态变量 24
5.4仿真设计 27
5.4.1 在STEP7中编写仿真程序 28
5.4.2 运行中的主画面 28
5.4.3 运行中的报警原因画面 29
结论 30
致谢 31
参考文献 32
附录：梯形图 33
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
随着国家全面扫除贫困之策步入尾声，人们的日常生活质量因此得到显著提高，而这也同步加速了大家的生活步调。现今的工作环境对个人能力要求较为苛刻，给当代青年带来了不小的压力，迫使他们必须更加勤奋地工作。正因如此，年轻人很少能在家中休憩，往往因职责所需而出差在外。富庶之家往往定期安排家庭出游，恰因此类习惯的普遍，家财易于失窃，或是因电器使用频繁引发火警事故，这类事件屡见不鲜，导致人们对家居安全的警觉性逐渐提高。更令人不安的是，房主外出前往办公场所时，宅内物品遭窃的情况不断发生。鉴于目前不少扒手因行窃领域受限而难以为继，他们转而将窃贼之眼投向各个住所，特别是那些生活水准较高的白领阶层，企图在他们家中下手。这一转变意味着旧有居家安防体系已不再能够应对当下的安全挑战，迫切需要开发新型居家保安系统来确保居民的财产安全不受侵害。
因而，掌握和策划住宅智能安防控制系统显得至关重要。这一行动不仅能够顺利地在社区内布置相应的安防监控体系，而且还简化了监控过程。面对紧急状况，系统将立刻激活报警程序，有效预防了住宅火灾的发生，并防止家中财产被盗窃的风险。
1.2 国内外研究现状
为此，室内警报安防系统受到众多研究者的关注与探究，尤其是国际上更为重视此领域，再加上境外的微处理器技术陆续达到成熟阶段，这促成了一些先进国家早先便完成了智慧型监控预警系统的开发研究。
伴随近年来微型电脑技术的突飞猛进，智慧型防盗视频监视体系也随之获得显著的提升。在当下的市场环境下，微控制器技术因其广泛应用于住宅警报系统而居多，这大大加强了个人财产的安全性。微控制器还因其在联接上的便捷性及系统整合度的高效率而备受青睐，同时呈现出其功能全面的特点。然而，如果要指出微控制器控制系统的缺陷，那便是在编程环节上的不足。它在编程上的复杂性较高，易出现错误，而且在使用和维护上要求不断地进行检测和修理，比较费事；另外，成本上也较高，难以广泛推广。因此，一些专家开始探索替代的控制系统。随着PLC控制系统的不断进步，由于其在多个行业中都取得了良好效益，因此受到重视。所以，当将其运用于家庭安全报警系统时，也取得了优秀的成果，并推动了家庭安全报警系统的自动化。此类控制系统因编程方便、连接简易，并能在恶劣环境下操作，且价格实惠，满足了消费者的需求，因而受到广泛关注。
1.3本课题的主要研究内容
该研究项目专注于构建一种以PLC为核心的智慧型防护监测系统。研究的核心议题包括对系统的需求审查及概念确立，并针对多种警报功能，如火警、入侵警示及瓦斯泄露等，设定系统必备的主要功能和性能参数。在整体系统设计方面，根据需求调研的成果，构筑系统的硬件搭配及软件功能框架，并界定不同子模块之间的联接方式及信息交流规范。就硬件构造而言，工作涉及挑选匹配的PLC型号及其配置，选用适宜的探测器和其他关键性器件。同时，设计主要电源路和操控回路，以确保系统稳定性能的持续运作和高效表现。整体研究过程旨在保证实用性、技术更新性，同时也重视设计的成本效益与操作便利性，目的在于达到现代化智慧型安全监控系统在实践应用中的高水平要求。在该设计方案中须精通并策划住宅防范的自动化控制系统，从而优雅地实施社区的相关安防摄像监控体系。这一举措将使小区的监控系统更加便捷，一旦遇到特定问题，系统即刻启动报警程序，有效避免居民家中发生火灾事故，同时也为防止个人财产被盗提供了保障。
此次设计工作中，必须熟练运用西门子WinCC监控程序，以便有效地对应的可编程逻辑控制器实施监管。
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